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1、水电站治理和运行实践论文1工程概述 天生桥一级水电站位于广西和贵州的界河南盘江干流上，距贵阳、昆明、南宁、广州的直线距离分别为240km、250km、440km、850km，为珠江水系红水河梯级开发的第一级，左岸是贵州省安龙县，右岸是广西隆林县，其下游约7km是天生桥二级水电站首部枢纽，上游约62km是南盘江支流黄泥河上的鲁布革水电站厂房。坝址操纵流域面积50139km2，多年平均流量612m3/s，多年平均径流量193亿m3；电站为千年一遇洪水设计，相应洪峰流量为20900m3/s；可能最大洪水（P.M.F）校核，相应洪峰流量为28500m3/s。水库正常蓄水位780m，死水位731m，总库
2、容102.57亿m3，调节库容57.96亿m3，为不完全多年调节水库。电站总装机容量为4300MW，保证出力405.2MW，设计年平均发电量52.26亿kW.h。电站出线为1回500kV直流向华南送电，另有4回220kV线路向广西、贵州地方送电。电站建成后还将增加下游已建天生桥二级、大化、岩滩等水电站的保证出力883.9MW，增加年发电量40.77亿kW.h，相当于新建一座百万千瓦级的水电站。 天生桥一级水电站以发电为主，最大坝高178m，坝顶长度1104m，主要布置有混凝土面板堆石坝、放空隧洞、溢洪道、引水系统及发电厂房等建筑物。根据原水利电力部1987年5月有关天生桥一级水电站初步设计的审
3、查意见，天生桥一级水电站的工程等级和设计标准为一等工程，堆石坝、溢洪道、引水系统及电站厂房、放空洞为一级建筑物。堆石坝及溢洪道按千年一遇洪水（20900m3/s）设计，可能最大洪水（28500m3/s）校核；电站厂房按百年一遇洪水（14200m3/s）设计、千年一遇洪水（20900m3/s）校核。堆石坝、溢洪道、进水口和放空洞进水塔的地震设计基本烈度为7度，其他主要建筑物可按6度设防。 1.1大坝 天生桥一级水电站大坝为混凝土面板堆石坝，坝顶高程791m，最大坝高178m，坝顶长度1104m，坝顶宽度12m，上游坝坡11.2溢洪道 设于大坝右岸820m高程的垭口，总长1745m，宽约110m。
4、溢流堰顶高程760m，设5扇1320m（宽高）的弧形闸门。引渠长1215m，底板高程745m，采纳复式断面，底宽110m。泄洪槽长538.42m，前段槽宽81m，出口处宽69.80m，采纳挑流消能，设计下泄流量15282m3/s，最大下泄流量21750m3/s，最大流速45m/s，布置5道掺气槽，总开挖方量2000万m3。 1.3放空洞 设于右岸，起施工期导流、蓄水期旁通和运行期放空水库等综合功能。由进口明渠、有压隧洞、事故闸门、工作闸门、无压隧洞和出口明渠等组成，全长1062.17m，进口底板高程为660m。距进口332.17m处为事故闸门井，井高131m，内径11m，安装6.40m9.50
5、m的平板链轮闸门，其下游设工作闸门室，安装6.40m7.50m的弧形闸门。工作闸门室前为压力隧洞，内径9.60m，其后为无压隧洞，洞宽8m，高12m，底坡0.017，最大下泄流量1700m3/s。 1.4引水发电系统 布置在大坝左岸，由引渠、进水塔、引水隧洞、压力钢管、地面厂房等组成，采纳单机单管引水方式。进水口底坎高程为711.5m，进水塔高79.50m，长98m，宽28.40m。设两道4.05m20m的拦污栅，1扇6.50m13.50m的检修闸门和1扇6.50m12.50m的快速事故闸门。 4条引水隧洞其长度分别为548.265m、582.056m、615.847m、649.639m，中心
6、间距为24m，纵坡为7%10%，前段隧洞内径9.60m，后段安装钢管，内径9.60m7.80m，压力钢管中心间距为23.10m，倾角50，钢板厚度22mm34mm。最大发电引用流量1204.8m3/s。电站厂房布置在大坝下游左岸岸边，长145m，高61.50m，宽26m，安装4台300MW水轮发电机组，主变压器布置在主厂房上游的副厂房屋顶上。厂房后永久高边坡高109m，开挖后采纳混凝土喷锚及预应力锚索进行加固处理。 2工程建设 2.1工程建设概况 天生桥一级水电站建设实行业主负责制、工程监理制、招投标制。原南方电力联营公司天生桥电站建设治理局作为南电公司派出机构在现场全面负责工程的建设治理，长
7、江水利委员会天生桥一级电站建设监理部为主体工程监理单位，昆明勘测设计探究院为工程设计单位。 天生桥一级水电站工程采取招投标的形式确定施工队伍。根据枢纽特征和施工布置，全部工程共分为五个标。导流洞土建及金属结构安装工程项目（C1标）由武警水电一总队承担；放空洞土建及金属结构安装工程（C2标）由水电九局承担；大坝及溢洪道工程（C3标）由南方水电工程联合有限公司承包；引水系统及发电厂房工程（C4标）由水电七局承包；机电安装工程（C5标）由葛洲坝工程局机电建设分公司三处承担；水轮发电机组主机由哈尔滨电机厂制造，水轮机转轮由法国阿尔斯通电气公司制造。工程于1990年下半年开始施工预备，1991年6月正式
8、开工；1992年12月25日截流；1997年12月14日导流洞正式下闸封堵；1998年8月放空洞下闸蓄水，同年12月底首台机组正式投产发电；1999年3月29日大坝填筑至787.3m坝顶高程，同年5月三期面板浇筑完成。 2000年12月四台机组全部投产，主体工程基本完工。 2000年11月27日12月1日进行了竣工平安鉴定。 2.2工程施工 (1)大坝施工 天生桥一级水电站大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝体堆石填筑部分采纳碾压施工。1991年6月1日，两条导流洞开始施工。1994年6月，开始进行大坝坝肩开挖。1994年12月25日工程实现截流。同年11月开始进行大坝基坑开挖及右岸坝体填筑。199
9、6年1月10日，大坝河床段正式开始填筑，共分六期施工。 2月10日大坝基坑开挖基本完成，开始大规模填筑。1997年3月21日大坝第一期面板开始浇筑，5月2日，680m高程以下面板浇筑完成。1997年9月大坝月填筑量达1179313.55m3，制造了国内外同类型坝月填筑量的世界最高纪录。1998年6月，746m高程以下二期混凝土面板全部浇筑完毕，坝体临时断面填筑至768m高程。1999年2月填筑至787.3m高程，5月完成该高程以下三期面板的浇筑，汛后完成防浪墙浇筑和坝顶公路填筑。 2000年7月填筑至791m高程，至此，大坝主体工程全部完工。 (2)溢洪道工程 1994年4月18日溢洪道工程开
10、工，同年9月全面开工。1994年11月15日，贵州省新联爆破工程公司在天生桥一级水电站溢洪道3号山头834.00m高程以上实施装药量为351.20t的洞室爆破作业，爆破土石方量约420600m3。至1998年6月溢洪道开挖完成设计总量的90%，出口消能段混凝土浇筑基本完成。1999年8月13日溢洪道首次泄洪。 2000年8月五扇弧形闸门安装完毕，进行动水调试。 (3)放空洞工程 放空洞开挖于1992年3月开工，1994年6月开始混凝土衬砌。1995年6月28日放空洞全线贯穿。1997年1月、5月分别进行工作闸门、事故检修闸门安装，7月15日开始过水。1997年11月25日放空洞土建尾工及金属结
11、构安装工程完成。 (4)引水发电系统 引水发电系统由引水渠、进水塔、引水隧洞、压力钢管组成。1994年10月23日引水渠及进水塔开始开挖，1998年4月其主体工程完工。塔顶双向门机已安装完成。 4号压力钢管下水平段已安装完成，进水塔拦污栅门槽施工完成。发电厂房于1995年11月开始基坑开挖施工，至1998年6月，完成厂房安装间段屋面板吊装就位、4号机坑二期混凝土浇筑、2420t桥机完成安装、调试、上游副厂房装修工程等主要项目。8月25日，放空洞正式下闸蓄水，首台机组于1998年12月28日正式投产发电。 2000年厂房主体工程及装修工程基本完工。 3水电站运行治理 3.1运行概况 1998年8
12、月天生桥一级电站水库正式蓄水，同年最高水位达740.36m，发生时间为1998年11月8日，1998年12月一级电站首4#机组投产发电，此时大坝已完成堆石体填筑(787.3m)及三期面板浇筑，下游坝体经济断面于12月填筑到787.3m高程。 1999年水库最高水位767.19m，为99年9月1日，大坝进行防浪墙及坝体787.3m791.0m高程施工，99年12月3#机投入运行。 2000年水库蓄水至正常水位780.0m运行(10月17日)，年底大坝施工全部完成，2000年9月2#机投入运行，12月1#机投入运行，至此四台机组全部投入运行。 20XX年水库蓄水至正常水位780.0m运行(11月1
13、1日)，20XX年水库蓄水至776.96m运行(9月17日)。 3.2运行特征 (1)天生桥一级水电站为南盘江龙头电站，库容大，大坝为世界第二、亚州第一高的面板堆石坝，大坝的平安将对下游已建电站(天生桥二级、岩滩、大化)和在建电站(平班、龙滩)及沿岸GJ和RM生命财产关系重大，若出现意外，将是灾难性的，损失难以估量，所以必须保证大坝的平安运行。 (2)一级电站下游6.5km为天生桥二级水电站首部枢纽。二级电站为迳流式电站，水库有效库容仅为800万m3，无调节性能。二级电站溢流坝闸门为平板门，单宽流量小，一级电站溢洪道闸门为弧形门，单宽流量大，所以天生桥一、二级电站的联合渡汛将十分重要。一、二级
14、电站泄洪时要紧密配合，一级电站每开一扇闸门要等二级电站达到相近的泄流量，稳定平安运行的水位，一级电站才能开一下扇闸门，以此类推。当泄流量较大时，闸门操作时间较长，并且整个闸门操作过程一、二级要配合好，不能出现调度、联系、操作等每个环节的错误，否则将对二级电站的平安带来较大影响。 (3)一级电站大坝的平安运行，关键在面板、面板和趾板之间的周边缝的工作状态。现代混凝土面板堆石坝设计的原则之一是，面板的应力状态直接和堆石坝体变形有关，和水压力关系不明显。意味着面板主要承受它和堆石坝体之间的位移差引起的荷载，不主要承受水压力。面板状态取决于堆石坝体的变外形态。面板主要是传递水压力给大坝堆石体，由于面板
15、是钢筋混凝土，属刚性体，受大坝变形影响，面板将产生裂缝，同时面板和大坝垫层料产生脱空，也将使面板产生裂缝，需及时做出修补，否则将影响大坝的平安运行。 (4)溢洪道是天生桥一级水电站唯一的泄洪设施，它的平安运行关系到大坝的平安，同时对下游已建工程及沿河GJ及RM财产影响重大，所以对溢洪道机电设备及金属结构的检查、维护极为重要，必须确保每次闸门操作能正常进行。 (5)天生桥一级电站水库库容大，对下游已建电站的经济效益显著，可增加已建电站(天生桥二级、岩滩、大化)的保证出力88.39万kW，增加年发电量40.77亿kW.h，相当于新建一座百万千瓦级的水电站。一级电站每年汛未的水库蓄水对电站群的经济效益至关重要，设计文件规定，一级电站水库汛限水位为773.1m，在9月10日后才能蓄至正常水位780.0m运行，由于南盘江流域主汛期为每年68月，对水库蓄水带来不利影响，假如出现主汛期来水集中，后汛期(910月)来水较少，就可能出现水库不能蓄水至正常水位780.0m运行，所以应对汛限水位773.1m进行调整提高或对可蓄至正常水位的时间(9月10日)调整，可以考虑对汛限水位进行动态治理，在满足电站平安运行的前提下，可适时根据每年来水情况进行调整，有利水库蓄
