公伯峡水电站位于青海省循化县与化隆县交界的黄河干流上,距西宁153km,是黄河上游龙一青段规划的第四个大型梯级电站,水库总库容6.2亿m3,水库正常蓄水位2005.00m,死水位2002.00m,为日调节水库,坝址处多年平均流量717m3/s,万年一遇入库洪水7860m3/s。坝区基本地震烈度为7度。 枢纽主要任务是发电,兼顾灌溉及供水,枢纽建筑物由大坝、引水发电系统、泄水系统三部分组成。大坝为混凝上面板堆石坝,坝址区主要岩性为片岩、片麻岩、花岗岩及第三系砾砂岩。引水发电系统位于右岸,进水口坝段为混凝土重力坝,后接五条混凝土外包明钢管,电站安装5台单机容量300 MW机组,总装机容量为1500MW,年发电量51.4亿kW·h。泄水建筑物为右岸导流洞改建的深孔泄洪洞,右岸的表孔溢洪道及放空洞。
公伯峡水电站位于青海省循化县与化隆县交界的黄河干流上,距西宁153km,是黄河上游龙一青段规划的第四个大型梯级电站,水库总库容6.2亿m3,水库正常蓄水位2005.00m,死水位2002.00m,为日调节水库,坝址处多年平均流量717m3/s,万年一遇入库洪水7860m3/s。坝区基本地震烈度为7度。
枢纽主要任务是发电,兼顾灌溉及供水,枢纽建筑物由大坝、引水发电系统、泄水系统三部分组成。大坝为混凝上面板堆石坝,坝址区主要岩性为片岩、片麻岩、花岗岩及第三系砾砂岩。引水发电系统位于右岸,进水口坝段为混凝土重力坝,后接五条混凝土外包明钢管,电站安装5台单机容量300 MW机组,总装机容量为1500MW,年发电量51.4亿kW·h。泄水建筑物为右岸导流洞改建的深孔泄洪洞,右岸的表孔溢洪道及放空洞。
2楼
1.坝体布置 坝顶高程为2010m,最大坝高127m,坝顶宽10m,坝顶长423m,坝顶设1.3m高混凝土防浪墙。
上游坝坡为钢筋混凝土面板,坡度1:1.4。在1940m高程以下的面板上设顶宽10m、坡度1:2的土石压坡体。下游坝坡为干砌石护坡,并设10m宽的“之”字形上坝公路,局部净坡1:1.5,综合坝坡1:1.81,1909.2m 高程以下用开挖弃渣及卵漂石回填成平台。
设计中在遵循规程规范的同时,着重要做好“前防后排,,的结构措施,并充分利用工程开挖料,以保证大坝安全和降低造价。
2.坝体填筑材料及分区设计 本工程土石方开挖量达1340万m3,远大于坝体填筑量(450万m3),但开挖料中土、砂砾石、软岩(砾砂岩)、风化岩所占比重很大,在保证大坝安全的前提下,充分利用开挖料是坝体设计中的重要问题之一。
分析各类开挖料的特性认为:砾砂岩碾压后密度较小,抗剪强度较低,压缩模量小,且透水性差,只能用于坝体内干燥区,而且施工时洒水量控制要求严格,故设计中未考虑砾砂岩和全风化岩的利用。其他各类开挖料根据不同性质,尽可能用于坝体适宜部位,不足部分再从石料场开来料中补充。
坝体材料分区原则:①满足坝体各部位变形协调要求,在主要受力部位(如坝轴线上游)宜尽量采用压缩模量较大的材料,以减少变形量。②坝体内应有通畅的排水通道,以保证下游形成一定范围的干燥区。为充分利用质量较差、渗透系数较小的材料创造条件,在各种材料之间要注意水力过渡的要求。③料区划分尽量简单,以便于施工,同时还要尽可能充分利用开挖料。
坝体材料分区:①垫层过渡料区。混凝土面板的直接支撑结构及与堆石间过渡层,材料应有足够的低压缩性、高抗剪强度及半透水性的反滤作用,故采用洞挖新鲜石渣料加工配置,垫层和过渡层厚度各3m。②主堆石区。主要承载结构,材料应具有强度高、压缩性低及透水性强的性能。坝体上游侧及靠近坝基处采用微弱风化石渣料,以保证在坝体内保持良好的排水通道;坝体中部及下游侧下部用砂砾石料,为防止砂砾料管涌冲蚀,底部设3~5m厚的水平过渡料层。③任意料区。位于大坝下游侧上部的基本干燥区,采用强风化石渣料,并将下游边坡适当放缓,保证边坡稳定。④上游压坡体。保护下部周边缝和面板竖缝以提高防渗可靠性,采用内层砂壤土、外层石渣料,顶宽各5m。⑤下游弃渣平台。下部为保持排水通畅,采用卵漂石料。
按以上料区设计,坝体上料有85.26%是利用开挖渣料。
经坝坡稳定及坝体应力应变(E一B模型)分析,坝坡稳定均满足规范要求,坝体最大竖直位移为7.8cm,相当于坝高的0.61%,坝体内应力分布均匀,应力水平均小于1.0,面板法向位移最大值为15.34cm。
3.坝体的防渗结构设计 钢筋混凝土面板堆石坝由基础灌浆帷幕、趾板、混凝土面板及坝顶防浪墙形成了完整的防渗系统。
大坝趾板底部基础帷幕灌浆深度可达到相对隔水层(ω<1.0~5.0Lu)以下3.0m,河床部位加设一道深10~17m的副帷幕。
趾板的主要作用是将混凝上面板与灌浆帷幕连接成完整的防渗结构。趾板置于弱风化岩体上,局部挖除,较深部位回填混凝土或用混凝土垫座抬高趾板,以保持趾板线的平顺。趾板宽度4~8m,厚度0.4~0.8m,板下设锚筋及固结灌浆。两岸趾板与溢洪道和电站进水口引水渠边墙结合而形成高趾墙形式,左右岸最大墙高达36m及44m。墙体除满足稳定和应力要求外,应有较大的刚度,以减小变位。计算分析表明变位较小。
混凝土面板厚度为0.76~0.3m,最大水力梯度137.23,采用单层双向配筋,混凝土为二级配标号:R28200S8D250。面板竖向缝间距中部受压区为12m,两侧张拉缝为6m。
面板本身的竖向缝、面板与趾板(趾墙)连接的周边缝、面板与防浪墙之间及趾板、趾墙、防浪墙本身的伸缩缝,均是防渗结构的薄弱环节。针对各类缝的受力变位特点,(尤其是周边缝变形量较大),分别采取设置一道或两道止水片,缝面涂沥青乳剂,缝中填一毡二油或硬木板,缝口加埋氯丁橡胶管填塑料橡胶混合填料等止水措施,以保证缝的防渗性能。
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3楼
工程坝址区两岸场地开阔,枢纽布置在平面上立面上工作面多,各项目间施工干扰较少,截流前可提前施工,有利于全面施工,缩短工期。施工总进度安排为:施工筹建期18个月,从开工(导流洞开挖)到第一台机发电42个月(三年半),完建期24个月,从开工到竣工五年半。主要强度技术指标为:土石方开挖最高强度82.50万m3/月,土石方填筑最高强度38.00万m3/月,混凝土浇筑最高强度5.86万m3/月。
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4楼
工程坝址区两岸场地开阔,枢纽布置在平面上立面上工作面多,各项目间施工干扰较少,截流前可提前施工,有利于全面施工,缩短工期。施工总进度安排为:施工筹建期18个月,从开工(导流洞开挖)到第一台机发电42个月(三年半),完建期24个月,从开工到竣工五年半。主要强度技术指标为:土石方开挖最高强度82.50万m3/月,土石方填筑最高强度38.00万m3/月,混凝土浇筑最高强度5.86万m3/月。
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5楼
电站静态总投资473017万元,动态总投资737235万元,单位千瓦投资为4914.9万元,单位电度投资为1.44元,其造价指标低于在建大中型水电项目,也低于火电造价指标(5700元/kW)。
自工程开工到第十五年还清全部贷款测算的出厂电价为0.406 元/kW.h,还完贷款后按12%投资利润测算的出厂电价为O.299元/kW.h。从财务评价指标分析,电站在财务上是可行的,具有较强的抗风险能力。
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6楼
该电站坝型为混凝土面板堆石坝,我国建设面板堆石坝有丰富的经验。堆石坝对地基要求较低,西北勘测设计院对该电站坝区进行了十多年的勘探工作,地质条件较清楚。该电站大部分枢纽建筑物为地上工程,引水发电系统均为地上工程,发生不可预见情况的可能性较低,地下工程只有导流洞(14xl5m城门洞型断面,长676m)和放空洞(8.5m直径圆形断面,长600m)两项,风险较小。
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7楼
黄河公伯峡水电站三号机组并网发电
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8楼
公伯峡水电站
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9楼
公伯峡水电站生活区全貌
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10楼
公伯峡水电站黄河大桥
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11楼
黄河源头之水
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