江口水電站位于重慶市武隆縣江口鎮(zhèn)以上1.5km處,距重慶直線距離140km,距涪陵直線距離72km,是芙蓉江干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案中的最末一級(jí)。大壩為混凝土橢圓曲線型雙曲拱壩,最大壩高139m。電站裝機(jī)容量30萬(wàn)kW。工程的主要任務(wù)是發(fā)電,兼顧旅游等綜合利用的大型水電工程。首臺(tái)機(jī)組于2003年3月開(kāi)始發(fā)電,2003年10月建成。
工程概述
江口水電站位于重慶市武隆縣江口鎮(zhèn)以上1.5km處,距重慶直線距離140km,距涪陵直線距離72km,是芙蓉江干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案中的最末一級(jí)。大壩為混凝土橢圓曲線型雙曲拱壩,最大壩高139m。電站裝機(jī)容量30萬(wàn)kW。工程的主要任務(wù)是發(fā)電,兼顧旅游等綜合利用的大型水電工程。首臺(tái)機(jī)組于2003年3月開(kāi)始發(fā)電,2003年10月建成。
壩址距河口2.2km,壩址控制流域面積7740平方公里,芙蓉江是烏江下游最大的支流,發(fā)源于貴州省遵義市綏陽(yáng)縣,于重慶市武隆縣江口鎮(zhèn)匯入烏江,干流全長(zhǎng)231km。多年平均流量166立方米/秒,多年平均年徑流量52.3億立方米。流域植被較好,屬少沙河流。
江口水電站正常蓄水位300m,水庫(kù)總庫(kù)容4.97億立方米,有效庫(kù)容3.02億立方米,淹沒(méi)耕地5123畝,遷移人口1759人。
樞紐布置及主要建筑物
工程施工
采用右岸隧洞過(guò)流,一次攔斷全河床,汛期土石過(guò)水圍堰,過(guò)水的施工導(dǎo)流方案。于1999年5月開(kāi)工興建導(dǎo)流隧洞,2000年3月建成,并開(kāi)始通水。2000年4月開(kāi)始開(kāi)挖兩岸壩肩,2000年10月20日截流。2000年底開(kāi)始澆筑拱壩。
主要技術(shù)問(wèn)題
江口水電站位于復(fù)雜的巖溶地區(qū)。水庫(kù)岸溶滲漏是關(guān)系到江口水電站能否興建的關(guān)鍵問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)江水利委員會(huì)設(shè)計(jì)院30余年的勘察研究,采用大面積巖溶水文地質(zhì)調(diào)查、鉆探與長(zhǎng)期觀測(cè)、航片解釋、岸溶洞穴追索、電磁測(cè)探及連通試驗(yàn)等綜合勘測(cè)手段,從巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖溶系統(tǒng)水均衡、巖溶發(fā)育史、地下水補(bǔ)排條件及地表地下水網(wǎng)演變等方面進(jìn)行綜合分析研究,得出了水庫(kù)不存在巖溶管道型滲漏;可能存在的溶隙性滲漏,不影響水電站的安全和正常運(yùn)行,并可采取防滲措施處理的結(jié)論,為江口水電站興建奠定了基礎(chǔ)。
在水工設(shè)計(jì)中,為適應(yīng)江口水電站的復(fù)雜壩基,在壩體應(yīng)力分析中,采用長(zhǎng)江委長(zhǎng)江科學(xué)院提出的多拱多梁法與有限元壩基的耦合算法,還采用經(jīng)長(zhǎng)江科學(xué)院改進(jìn)后可快速求解大型問(wèn)題的P型有限元程序FIESTA進(jìn)行三維應(yīng)力分析;采用徑向纖維直線理論的全調(diào)整分載法編制的“拱壩分析與優(yōu)化軟件系統(tǒng)”作為體形優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本工具,比較了近百種體型,最終采用拋物線雙曲拱壩,厚高比0.16,達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠目的。江口水電站設(shè)計(jì)流量12000立方米/秒、校核流量17000立方米/秒,采用壩身集中泄洪,壩下水墊塘消能方案。為解決拱壩集中泄洪,壩下水墊塘消能方案。為解決拱壩集中泄洪空中碰撞消能帶來(lái)的霧化嚴(yán)重問(wèn)題,表孔采用平面擴(kuò)散加齒坎、中孔采用不對(duì)稱寬尾墩,縱向拉開(kāi),挑跌流結(jié)合方式,達(dá)到了減輕霧化,均化水墊塘負(fù)擔(dān)的目的;結(jié)合優(yōu)化調(diào)度,水墊塘長(zhǎng)度縮短至160m。地下廠房采用巖錨式吊車(chē)梁,減少了主廠房的開(kāi)挖跨度。
江口水電站機(jī)站的選擇設(shè)計(jì)充分考慮了電站調(diào)峰調(diào)頻運(yùn)行、中低水頭、長(zhǎng)引水系統(tǒng)地下電站要求,并據(jù)此確定機(jī)組參數(shù)、水輪機(jī)加權(quán)平均效率達(dá)93.48%,達(dá)到目前國(guó)際先進(jìn)水平。地下廠房通風(fēng)空調(diào)采用串聯(lián)直流式氣流系統(tǒng),室外空氣,經(jīng)通風(fēng)洞引入到廠房發(fā)電機(jī)層拱頂,下送至發(fā)電機(jī)層、水輪機(jī)層,母線洞、主變洞,最后排出廠外;送風(fēng)空氣一次使用,不回風(fēng),確保了廠內(nèi)空氣環(huán)境的品質(zhì);在控制系統(tǒng)中,采用分層分布全計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),LCU與現(xiàn)地設(shè)備采用數(shù)字通信,調(diào)節(jié)和控制應(yīng)用冗余容錯(cuò)等先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)電站無(wú)人值班,少人值守。
在施工導(dǎo)流工程中,采用鋼筋籠塊石、土工格柵加筋溢流面的土石過(guò)水圍堰;對(duì)石渣堆積的堰體、砂礫覆蓋層及石灰?guī)r溶地基,采用混合漿液及穩(wěn)定漿液的塑性灌漿技術(shù)形成防滲帷幕,基坑實(shí)測(cè)滲水量小于50m/h。采用二次風(fēng)冷骨料新技術(shù),使夏季混凝土出機(jī)口溫度降至7℃以下,滿足了在高溫季節(jié)澆筑基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土的溫度控制要求。通過(guò)深入研究改善混凝土自生體積變化及通水幕冷卻技術(shù),延長(zhǎng)接縫灌漿時(shí)間至5月底,滿足了拱壩封拱和提前擋水發(fā)電要求。
工程效益
地下廠房安裝水輪發(fā)電機(jī)3臺(tái),單機(jī)容量100MW,總裝機(jī)容量300MW,保證出力49.7MW。年發(fā)電量10.71億kW·h。