周宁水电站设计的关键技术及特点.pdf

周宁水电站设计的关键技术及特点 ’ 谢德瑞 (福建省水利水电勘测设计研究院，福建福州350001．) 【摘要】周宁水电站是福建省“十五”重点工程，具有长隧洞、高竖井、高水头工程特点， 在设计过程中不断优化，大胆采用和推广应用新技术，如短坝段碾压混凝土、超高压竖井及 压力管道取消钢衬、钢筋混凝土岔管、地下厂房岩壁梁、国内最大混流式机组、无人值班少 人值守等，许多方面处于国内领先水平并具有周宁工程特点。 【关健词】水电站超高竖井取消钢衬地下厂房无人值班设计特点 l 工程概况 周宁水电站是穆阳溪梯级开发第二级，工程以发电为主，坝址位于周宁县龙亭村附近。 距县城16kin，厂址位子七步镇三步村，距城关20kin。坝址以上流域面积51Ikm2，水库库 网中担任调峰与补偿任务。枢纽由大坝、引水隧洞、竖井及压力管道、地下厂房洞群、尾水 系统和开关站等主要建筑物组成。 周宁水电站工程是福建省。“十五”重点工程。于2001年12月开工建设，202002年12 月底截流，202004年4月通过大坝蓄水安全鉴定，202004年7月2日导流洞下闸蓄水，原 计划202004年9月首台机组发电，同年11月底工程完工。由于机组推力头制造问题，首台 机组推后至2005年1月发电。 2 设计特点 2．1碾压混凝土坝 拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程634．4m，最大坝高72．4m，坝顶总长206．Om， 其中左岸挡水坝段长65．5m，右岸挡水坝段长94．5m，中间溢流坝段长46．Om，大坝基本剖 面为三角形，上游面垂直，下游面l：0．72，大坝总填筑混凝土20万m3，其中碾压混凝土 16．2万m3。 2．1．1 次高温其它坝体采用埋设冷却 大坝工程于202002年6月1日进点施工．2002年底业主根据周宁工程各标段施工进展 情况，．提出工程总体目标提前3个月，这样势必对大坝工期进行重大调整。根据大坝施工形 象面貌和砂石料拌合系统准备情况及专家咨询论证，利用工程上游芹山电站多年调节水库利 于汛期度汛特点及当地有利气候条件，将第一期碾压混凝土施工由原2003年10月～次年4 68 高程，坝体填筑高达23m，完成第一期碾压施工。 由于45月份属于次高温季节，第一期碾压混凝土施工已进入次高温期，在这期间设 计方面调整了温控设计，提出了相应特殊温度控制，针对次高温期采取了预埋冷却水管等降 温措施。7～9月份为高温期，碾压混凝土停止施工，利用山区早晚温度较低特点安排些溢 流面混凝十浇筑，9月19日大坝恢复碾压施工，进入第二期大坝混凝土碾压。 大坝提前碾压后第二枯碾压混凝土月浇筑强度大大降低，为施工单位节约了大型机械设 备投入，从而在保证质量、安全的前提下缩短工期3个月。 2．1．2短坝段分块设计， 周宁大坝左右岸较陡，坝基面高差大，地形适合设计成整体式碾压混凝土重力坝。初设 C 完成后曾委托福州大学进行R C整体式模型试验研究，结果表明上游面会出现局部拉应 力，可能会引起局部开裂：之后国内几座原先设计为整体式重力坝相继出现劈头贯穿性裂缝， 在招标设计时委托河海大学进行大坝温控分析也证明了这一点。为此在技施设计时，设计上 主动将坝体分为9坝块，最大坝段尽可能不超30m，坝块间采用碾压层切深2／3不贯穿式诱 导长缝，在缝上下游侧设止水。对左岸高程614m以下，右岸高程591m以下陡于45。岸坡 基础进行接触灌浆，对两岸陡峻坝段采用下部整体并在起缝处设止缝钢筋，上部分缝的新模 式，这种分缝设计既解决了大坝囚两岸陡峻引起的侧向稳定问题，同时又能保证大坝按原先 漫置的诱导缝进行自由规则涨缩。 2．2长引水隧洞 引水隧洞长12．352km，除进登两条冲沟进登冲沟仅覆盖厚16．2m和下洋冲沟较簿外， 其余沿线洞顶上覆岩层厚度大部分大于lOOm，可满足不衬砌的设计条件。沿线设6个施工 支洞，其余毛洞岩支洞长543m。进登支洞长439m，大宅支洞长390m，前坪支洞长356m， ’F洋支洞长420m。主洞采用光面爆破，开挖断面为直径6．8m，底宽6．Ore的扩底圆形。引 水隧洞较长，为保证洞底不积水，在衬砌段底部进行二次扩挖，采用一坡到底。便于施工期 排水与运