天荒坪抽水蓄能电站 水工建筑物简介*1一、工程概况 二、主要水工建筑物及投产后的运行情况 三、水工建筑物运行的特点 四、防洪度汛*2一、工程概况l地理位置l装机容量l工程投资l建设过程Date3地理位置175公里57公里180公里Date4装机容量l装机容量180（6x30) 万千瓦l设计年发电量31.60 亿千瓦时l设计年抽水电量42.86 亿千瓦时l设计综合效率73%l实际综合效率接近80%Date5工程投资¥ 静态投资: 45.4亿元¥ 动态投资:73.8亿元¥ 单位kW:4100元¥ 实际投资:约 64亿元¥ 单位kW:3600元Date6投资比例Date7建设过程1992年6月电站前期准备 工程 1993年4月主要承建单位 进点 1994年3月1日工程施工正式开始 1998年9月30日 1号机组投入试生产 2000年12月25日6号机组投入试 生产Date8二、主要水工建筑物 及投产后的运行情况Date9枢纽布置上水库输水系统l地下厂房l开关站下水库Date10枢纽布置剖面图上水库开关站下水库输水系统地下厂房Date11上水库水工建筑物及投产后的运行情况Date12l上水库位于山河港左岸山顶的一块沟源 洼地，有一座主坝、四座副坝所围成。
l上库有两座山，靠近电站展览大厅后侧 的叫天荒坪，海拔高程EL930.19l上库对岸那座山叫搁天岭，海拔高程 EL973.01Date13l上库于1993年6月20日开始动工，1997 年8月12日全面完工l上库土建部分的开挖和填筑由水电五局 承担，沥青混凝土防渗护面工程由德国 Strabag公司承担l整个上库由一座主坝和4座副坝组成， 其中主坝为土石坝，4座副坝分别是土 石坝1座、堆石坝1座、土坝2座l上库环库公路海拔高程在EL908.30左右 ，坝顶宽8m，主坝最大坝高72m，环库 公路全长2315m Date14l上库设计最高运行水位为EL905.2，相 应库容919.2万m3；l设计最低蓄水位即死水位EL863，相应 库容37.97 万m3；l发电库容676.76 万m3,事故备用库容 125.32万m3；l上库最大工作深度42.2m，正常工作时 日变幅34m Date15905.2876.783 869.02 865.51 863总库容：919.2万方发电库容676.76万方事故备用125.32万方 渗漏供水备用49.13万方 潘村水库补水30万方 死库容37.97万方Date16Date17上库防渗 l上库防渗的必要性由于天荒坪上库无任何天然迳流补 给，水全部都是由下库抽上去的，所以 上库的水就显得特别珍贵，与那些有天 然迳流补给的上库相比较，天荒坪上库 的防渗也就显得尤为重要 。
Date18上库防渗的措施 l进出水口附近的岩质岸坡采用喷砼护面 ； l进出水口前部分库底采用砼护底防渗； l库岸和库底均采用沥青砼防渗护面进行 防渗 Date19l沥青混凝土防渗护面项目是通过国际招标由德 国斯特拉堡公司中标，该项目于1995年8月1日 进点，1997年8月12日完工 l沥青砼防渗护面自下而上分别由整平胶 结层、防渗层和沥青玛蒂脂封闭层等组 成，其中整平胶结层的厚度在库岸为 10cm、库底为8cm，防渗层的厚度无论 在库底还是库岸均为10cm，在护面的正 、反弧部位增设了5cm厚的防渗加厚层和 一层聚脂网格，最表面的沥青玛蒂脂封 闭保护层的厚度为2mm，它主要是对下 面的沥青护面起到一个保护和延迟老化 的作用 Date20l整个上库的沥青混凝土防渗护面面积 28.5万m2，由主坝、北副坝、西副坝和 西南副坝五座坝体、库岸和库底围成Date21l 为汇集库岸和库底来的渗漏水和地下 水，消减防渗护面底部在库水位骤降时 的扬压力，防止防渗护面遭顶托破坏， 上库防渗护面下设置了完善的排水系统 ：（1）防渗护面下部设置有厚60cm～ 90cm的碎石排水垫层，将渗水流向排 水观测廊道；（2）在排水垫层内布置 有排水管，为PVC/REP复合管，内径 20cm，纵横间距均为25m，直管两端接 入排水观测廊道及截水墙内；（3）沿 库底周边布置排水观测廊道，排水观测 廊道是库底排水的引出环节，总长 1335m 。
Date22上水库投产后的运行情况l上库廊道的裂缝处理l沥青混凝土防渗护面的开裂 Date23上库廊道的裂缝处理 l上库整个环库盆底部设有城门洞型排水观测 和巡检廊道，廊道底板厚60cm，顶拱厚度也 是60cm，直墙厚70cml施工期为了加快施工进度，廊道除直墙部分 采用现场浇筑以外，顶拱采用场外预制、现 场安装的办法 l现在看来，尽管当时工期是提前了，但是给 现在的运行却增加了不少的工作量，由于预 制顶拱与现场浇筑的直墙之间整体性不强， 不利于应力的传递 Date2470cm60cm150cmDate25l在顶拱出现纵缝，1至2毫米；l限裂设计，但不大于0.3mm；l特征是裂缝随水位的变化开合，还有加 大的趋势 Date26l上库蓄水后陆续发现廊道预制顶拱多处出 现细微的裂纹，为安全起见，电厂请中水 五局对其进行了钢结构支撑的加固，让钢 结构与廊道共同承担上部荷载 l2001年初，武汉大学又在原钢结构的基础 对其进行了进一步的补充加固，旨在增加 钢结构与砼顶拱的整体性，改善廊道的受 力条件，增加廊道的安全系数加固以后 ，通过对测缝计监测资料的分析，裂缝的 开度未出现继续增大的趋势，有些甚至有 闭合的迹象，这说明廊道补强加固方案是 可行的，效果是比较明显的。
Date27Date28Date29Date30Date31沥青混凝土防渗护面的开裂 l上水库于1997年10月6日利用施工供水系统开 始充水，到1998年1月22日水位达861.0m 1998年1月22日~1998年7月22日间上水库水位 保持在863.0m左右l1998年7月23日1#水泵水轮机开始动态调试向 上水库抽水，到9月5日上水库水位达到 890.02m9月6日~9月16日上水库水位保持在 889.5m左右 Date32l9月17日上水库开始放水，9月19日水库放空 ，水位下降速率19.36m/d检查发现一条长 约40cm，宽约5mm，深约5cm的裂缝（取编 号为0#），未裂穿防渗层l0#称之为第一次裂缝l第二次开裂：1998年9月29日，很大的裂缝 ，呈雁形分布，形成错台，拉裂迹象十 分明显，最大的开度有2~3cm，错台 1cm,最长有15米，从这后，每年一次放空 ，一直到2001年，一共放空了五次l处理时间一般在一个月左右 Date33l事故分析：由于设计考虑不周，有一块区域 处理不彻底，蓄水后在很大的水压下，基础 形成不均匀的沉降，导致沥青混凝土拉开l造成的损失：水位不能到设计水位多次的修补造成很大的经济损失 现在还得为上库的运行提心吊胆，加强 观测.l像这种缺陷现在是花多少钱都无法补救的， 在工程建设中最怕的就是存在这种缺陷，不 过现在随着蓄水时间的延长，库底的固结也 接近尾声了，库底再次出现裂缝的可能性还 是有，但次数将越来越少了。
Date34输水系统平均长度1428米 平均水头570米 L/H值为2.5 上库下库主管 2 长度 882m 内径 7m 尾水隧洞 6 229.3-246.6m 4.4米 支洞 6 229.9- 314.7m 3.2—2m Date35Date36Date37Date38输水系统 l该系统包括两条内径为7m，中心距为59.54m ，倾角为58°的衬砌式钢筋砼高压斜井；l斜井上弯段中心高程为830.71m，下平段中心 高程为227.5m，从上弯段到下平段中心线长 度为743.07m；l两条高压斜井通过钢筋砼岔管各接三根内径 由3.2m渐变为2.2m的高压钢管将水引进水轮/ 水泵机组即所谓的一洞三机、两个形成相同 的水力单元；Date39l每个水力单元由上库进/出水口、闸门井后的 上平段、上弯段、斜井、岔管和高压钢管组 成，除高压钢管外，其余均为钢筋砼结构， 每台机组下游布置有一直径为 4.4m尾水隧洞 ；l整条输水系统平均总长度为1428m，平均发 电水头约570m左右，即L/H≈2.5，这个比值 对于一个抽水蓄能电站而言，其地形条件是 相当优越的，斜井上覆山体厚约100-300m；l在施工期，为了加快施工进度，在上游输水 道不同高程共布置有5＃、6＃、7＃、8＃施 工支洞，在地下洞室施工过程中，同样在不 同高程也布置有1#、2#、3#、4#施工支洞。
Date40投产后的运行情况2004年7月29日，6#支洞出现大量涌水Date41地下厂房洞室群尾水闸门洞主变室主厂房Date42l天荒坪电站地下厂房洞室群由主、副厂 房、主变洞、母线洞和尾水闸门洞、进 厂交通洞、500KV电缆竖井等组成Date43Date44Date45Date46l主副厂房长200.7m，宽21m，高47.53m ，发电机层地面高程EL239.0，距离中 控楼350平台高差约111m，距下库水平 距离约200ml为使厂房主要洞室内部干燥，运行安全 ，除在洞室内部设置吊顶、防潮墙等措 施外，更重要的是在地下厂房周围设置 了良好的排水系统，排水系统：由在地 下厂房洞室群上方及四周布置的井字形 排水廊道、在岩壁上设置大量排水孔以 及设置自流排水洞等三大部分组成Date47Date48下水库及投产后的运行情况Date49l下库挡水建筑物为钢筋砼面板堆石坝l于1993年9月开始基础开挖，至1997年6 月27日面板砼全部浇筑完毕，1998年2 月11日首次蓄水 Date50Date51Date52Date53l下水库大坝坝顶宽度为8m，坝顶海拔 高程EL350.2，上游坝坡坡比为1:1.4； 下游坝坡布置有上坝公路，平均坝坡坡 比为1:1.503；坝体横断面最大底宽为 280m，最大坝高为92m，下库坝顶长 233.55m。
l混凝土面板厚度按T=0.3+0.0024H(m)， 这样一个变厚公式顶部厚30cm，底 部厚50.9cm，式中H为计算断面至面板 顶部的垂直高差，单位为m，面板之间 设置垂直缝，全部等距12m，即面板宽 度为12m，共19块面板Date54l溢洪道属岸边开敞式侧槽溢洪道，布置 在面板堆石坝的左岸坝头l溢洪道侧堰长60m，堰顶高程344.5m， 堰面为WES曲线Date55下库区的水文和气象l下库坝坝址以上集雨面积为24.2Km2， 流域平均宽度3.23Km，河道长度 7.83Km，天然坡降5.5%，多年平均迳 流量2450万m3/年，即0.77 m3/s, 多年平 均气温13.4℃，多年平均降雨量 1846.4mm，多年平均降雨天数168.7天 Date56下库的泄洪设施 l下库坝体左右岸各埋有一直径1m的钢管，分 别称作左岸供水放空洞和右岸放空洞l左岸供水放空洞中心高程为EL288.9，其主要 功能是夏季向下游供水，同时也可排放多余 的入库径流，即发生洪水时开启该放空洞进 行洪水预泄l右岸放空洞的主要功能为放空下库之用，当 水位降至EL288.9时，开启该洞排水，右岸放 空洞进水口中心高程为EL284，下库施工期 间，右岸放空洞即为导流洞。
Date57开关站及3.29滑坡体Date58开关站l500kv开关站位于下库进出水口的上方 ，开关站场地尺寸宽35x长208m，系从 山体边坡中开挖而成，建基面高程 350.2ml边坡上部高程500m有上下库连接公路 l此处自然地形坡度35~500,局部见陡坎、 陡崖Date59l1996年3月10日凌晨，高程500m公路以 下的开关站边坡发生较大规模的滑坡， 方量6.2万m3Date603.29滑坡体l1996年3月29日早7点，在下库坝上游左 岸0+480~0+620范围内发生了山体滑坡 l总土石方量30万方，山体潜在滑坡方量 在80万方l滑坡面平面投影呈长舌状，宽120~140 米，长约260米，滑坡最大铅垂厚度30 米Date61l事故分。