水电站认识实践报告

这次认识实习是在攀枝花二滩水电站进行的.09年7月13日的上午,阳光明媚,心情也暖暖.每个人精力充沛.都很期待也很珍惜这次短暂的认识实习机会.

二滩简介

二滩水电站是位于四川省西南部攀枝花市境内的雅砻江干流下游河段上，距雅砻江与金沙江的交汇口33公里,距攀枝花市约40km.是雅砻江干流上规划建设的21座梯级电站中的第一座.1991年9月开工,1998年7月第一台机组发电,XX年完工.电站装机容量330万千瓦,是我国20世纪末建成投产的最大水电站。

二滩选址

很幸运,有遇到开闸泄洪.在还没有到达水电站的时候,我们就能感受到那股很强大的水汽,迎面扑来,很凉很舒服…

我们首先参观的是二滩的大坝.很感谢那些技术人员认真地为我们讲解,耐心地回答我们提出的各种问题…

从中我了解到,这个电站从规划选点到建成投产花了30多年,许许多多的专家、学者为之倾注了智慧和心血. 二滩水电站的混凝土双曲拱坝高达240m.由于它的泄洪流量大，河谷相对较宽，地质条件较为复杂，无论是它承受的水压荷载还是泄洪功率，在当时世界上已建成的双曲拱坝中均居首位。因此,在工程设计中,有不少技术难题都需要勘测、设计和科研人员去努力攻克.在20多年前的技术条件下,如何评价坝址和库区的区域地质问题，能否具备建设高坝的条件，我国是否有能力自己来设计这样的高坝，是国家对这个项目进行立项决策首先要解决的基本问题。

早在1980年11月，时任清华大学副校长、中国科学院学部委员、北京水利水电科学研究院院长的张光斗老师，在听取二滩首任设计总工程师殷开忠同志的汇报后，就亲临电站坝址进行查勘，与成都院领导深入交换意见。回北京后，又就查勘二滩坝址的情况和意见向清华大学党委做了书面汇报，并写信给成都院领导，就二滩设计中的一系列关键技术问题，提出了系统的意见。他以自己的丰富经验和渊博的知识，首先肯定了二滩可行性研究工作的主要结论，明确指出二滩坝址的地质条件总的说来不错，具备修建高坝条件；双曲拱坝的下游消能防冲问题，可以采用分散消能的方式予以解决；采用地下厂房方案，对解决施工导流和高边坡稳定问题有利，可以作为主要方案继续深入研究。与此同时，他也提出了一系列非常中肯和重要的指导性意见。例如，对于高水头大泄量下的泄洪消能设计，他强调"鸡蛋不能装在一个篮子里"，强调泄洪建筑物的布置首先要最大限度地保证常遇洪水的安全下泄。他的这点重要建议，为日后部署水工模型试验，最终采用拱坝坝身泄洪表孔、泄洪中孔和右岸泄洪隧洞联合泄洪，坝趾下游设钢筋混凝土水垫塘的泄洪消能方案指明了方向。

工程建成后，经1999年汛期的原型观测，表明该方案是成功的。现在,分散消能已成为我国窄峡河谷中高水头大泄量水电站的泄洪消能模式，为后来的许多高坝工程设计提供了经验和借鉴.

1991年9月14日,二滩水电站正式开工建设. 1998年7月第一台机组发电,XX年完工.

今天,二滩水电站已完全竣工并在正常运营，大大地缓解了四川和重庆的电力供需矛盾。

二滩水电站的地质构造

　　坝址处河谷狭窄，枯水时水面宽80～100m，两岸山高300～400m，左岸谷坡25°～45°，右岸谷坡30°～45°。基岩由二迭系玄武岩和后期侵入的正长岩以及因侵入活动而形成的蚀变玄武岩等组成，岩体坚硬完整。河床覆盖层厚度一般为20～28m。坝址区仅有小的断层和破碎带，多半以中高角度与河床垂直或斜交，且延伸短小，连贯性差。库区不存在永久性渗漏问题。距坝址80～83km的大坪子，有一处近3亿m3的大滑坡体，但处于稳定状态。坝址地区基本地震烈度为7度。设计烈度为8度。

　坝址以上流域面积11.64万km2，约占雅砻江整个流域面积的90％。坝址处多年平均流量1670m3s，年径流量527亿m3，实测最大流量11100m3s，发生在1965年8月10日；调查历史最大流量16500m3s，发生在1863年。正常蓄水位1200m，相应库容58亿m3；死水位1155m，相应库容24.3亿m3；调节库容33.7亿m，属季调节水库。大坝按千年一遇洪水设计，洪水流量20600m3s；相应库水位1200m，50XX年一遇洪水校核，流量23900m3/s，相应水位1203.5m，库容61.8亿m3，可能最大洪水流量30000m3s。坝址处多年平均输沙量2720万t，多年平均含沙量0.52kg/m3，实测最大含沙量9.58kg/m3。水库面积101km2，水库淹没耕地1656hm2，迁移人口26823人。

二滩水电站的枢纽布置

大坝海拔1205米,为混凝土双曲拱坝,最大坝高240米.为使坝体应力分布均匀，坝肩推力更偏向山体，有利于坝身稳定，水平拱圈为二次抛物线，拱冠梁的上游面为三次多项式曲线。坝顶高程1205m，顶部厚度11m，拱冠梁底部厚度55.74m，拱端最大厚度58.51m，厚度比0.232，拱圈最大中心角91.49°，上游面最大倒悬度0.18。坝顶弧长775m。坝体混凝土量400万m3。

    泄洪表孔设于拱坝坝顶中央,共7孔,每孔宽11m，高11.5m，堰顶高程1188.5m，装设弧形闸门。采用相邻大差动30°与20°的俯角跌坎,跌坎上设分流齿坎消能工。泄水中孔共6孔，布置在拱坝坝体中。为使水舌能与表孔水舌有较大碰撞角，中孔体型呈上翘形。出口高程1120m，孔口断面为方形，尺寸为6m×5m。为避免水流径向集中，中孔在平面上实行压力偏转，并用30°、17°、10°三组不同挑角将水舌在横向和纵向散开，以避免水舌重叠而加深对下游的冲刷。　

　　两条泄洪洞布置在右岸，采用短进水口龙抬头式直线布置，隧洞为方形断面明流洞，尺寸13m×13.5m(宽×高）。进口底部高程1163m。1号洞长866.53m，2号洞长1197.33m。两洞直坡段底坡分别为7.9％和7％，龙抬头段集中落差为70m，洞内最大流速约45m/s。为了防止高速水流发生空蚀破坏，分别在这两条泄洪洞各设5个和7个掺气设施。掺气设施为一种u型槽式挑坎的新型掺气设施。3套泄洪设施的泄流能力均能单独泄放常年遇到的洪水.大洪水时3套泄洪设施联合泄洪，表、中孔水舌上下碰撞,分散消能。

    下游设置水垫塘和二道坝作为防冲保护措施。二道坝轴线距拱坝线330m，坝顶高1010m(河床)～1017m(两岸)。水垫塘用钢筋混凝土保护，底板高程980m，长354.14m。当枯水期检修时，只需将二道坝临时加高4～6m，可保证水垫塘有半年多的检修期。

二滩水电站的装机容量

　　为满足人防、大坝检修及基础补强时降低水库水位要求，在坝体表孔左、右边墩下部1060高程设置2个5m×6m(宽×高)的放空底孔，在库水位1140m时开启使用。地下厂房位于左岸地下洞室群内。由进水口、压力钢管、主厂房、主变压器、尾水调压室及尾水洞等洞室组成。主厂房、变压器室、调压室3大洞室平行布置，净距分别为35m和30m。洞室围岩主要为正长岩、蚀变玄武岩。岩体新鲜完整、结构均一，构造破坏微弱，具有修建大跨度、高边墙地下厂房的良好地质条件。主厂房洞室长280.29m，宽25.5m，高65.38m。厂房内布置6台单机容量55万kw的水轮发电机组。水轮机为hl-lj-585型，混流式。转轮直径6.247m，额定出力61.2万kw，最大水头189m，设计水头165m，最小水头135m。额定转速142r/min,飞逸转数281(r/min)，额定流量376m\+3/s,额定比转速184.3(m.kw/m.m3/s)，比转速系数k1968，总重3500t。发电机为半伞式、空冷、额定容量61.2万kva，额定功率因数0.9。主变压器长199m，宽17.4m，高24.9m。洞室内装有6台容量为620mva的500kva三相升压变压器。1号调压室长92.9m，宽19.5m，高58.1m；2号调压室长92.9m，宽19.5m，高65.3m。尾水管闸门设在调压室内，闸孔尺寸为宽10m，高15.7m。2条断面尺寸为16.5m×16.5m的尾水隧洞和6条直径9m的压力管道在平面上布置成直线形，管道轴线与厂房纵轴线成65°斜交，在立面上布置成竖管。仅在下弯段起点至蜗壳进口一段采用全钢管，其余均采用钢筋混凝土衬砌。500kv屋外开关站布置在左岸坝肩下游。电站以4回500kv输电线接入四川电力系统。

    过木建筑物采用纵向过木机道。过木机道布置在左岸，全长2450m，断面为宽17m，高6.74m的方圆形洞，设计年过木量110万m3。木材过坝采用滚动机与皮带机联合运输方式。二滩过木机道是世界上最大最新的过木建筑物。

二滩水电站的工程建设

　　核定的总工程量为：主体工程及导流工程土石方明挖814.72万m3，石方洞挖336.83万m3，土石方填筑量140万m3，混凝土量为598万m3。金属结构安装1.9万t。施工导流分两期进行。一期采用隧洞导流，河床围堰一次断流，全年施工，导流标准为30年一遇，洪水流量13500m3/s。二期采用大坝底孔导流，标准为11月10日至翌年4月时段10年一遇洪水，流量1500m3/s。两条导流隧洞分设于两岸，断面面积17.5m×23m，左、右导流隧洞长度分别为1089.75m和1167.08m，进口高程均为1010m。

    上游围堰为粘土心墙堆石围堰，堰顶高程1062m，堰顶宽12m，最大堰高约56m，堰基防渗采用高压旋喷灌浆防渗墙，最大深度37m。下游围堰为粘土斜墙堆石围堰，堰顶高程为1030m，堰顶宽10m，最大堰高约30m，堰基防渗亦采用高压旋喷灌浆防渗墙，最大防渗深度54m。上、下游围堰的填筑量分别为94万m3和19万m3。选用平堵、立堵综合截流方案，于1993年11月26日顺利截流。设计截流流量1500m3/s。合龙时实际截流流量为1090m3/s，截流河段上、下游总落差为9.94m。左岸和右岸导流隧洞分流的流量分别为440m3/s和600m3/s。截流过程中，当流量为1230m3/s时，最大一级龙口落差约3m，龙口下游表面流速约8.33m/s。二期导流的4个临时导流底孔分设于19～22号坝段，孔底高程1014m，孔口尺寸为宽4m，高8m，设计泄流量为1500m3/s。

    混凝土设计平均月浇筑强度约10万m3，最高月强度14万m3，坝体最大年上升高度约94m。加上水垫塘、二道坝、厂房进水口、泄洪洞进口等部位，混凝土总量473万m3，平均月强度12万m3，最高月强度21万m3，最高年浇筑量187万m3。实际施工中，1996年浇筑了211.66万m3混凝土，高峰月强度24.5万m3，高峰日强度1.334万m3。[nextpage]

    混凝土骨料采用料场开采料加工而成，砂石加工厂的设计生产能力为1000t/h。混凝土最大为4级配，粗骨料分为4.8～19mm、19～38mm、38～76mm、76～152mm；细骨料分为粗砂4.8～1.2mm，细砂1.2～0.74mm。2座意大利cifa公司生产的4×4.5m3的拌和楼，每座生产能力为360m3/h。预冷的制冷能力为830万kcal/h。大坝混凝土入仓温度不高于10℃。混凝土浇筑采用3台30t幅射式缆机吊运混凝土入仓。缆机跨度1265m，其水平速度7.5m/s，垂直速度3m/s。吊罐容积9m3/s。这种缆机的移动端轨道可以根据地形条件设置纵坡，最大纵坡为19％。

    大坝基础实际开挖量288万m3，最高开挖强度为19.4万m3/月。台阶高度为10m，使用atlasroc742hc-01钻机造孔，孔径76mm、89mm，炮孔间排距多在2.5m×2.5m和2m×2m之间，采用60mm乳化炸药卷，孔口堵塞深度为0.8～2m。地下厂房施工属大洞室、高边墙开挖。围岩坚硬完整、地下水少，但地应力高。正长岩中最大主应力为20～30mpa，玄武岩中最大主应力为30～40mpa。开挖时，除合理布置各洞室开挖顺序和出渣通道，加强围岩变形监测外，在厂房、主变室和尾水调压室采用了大量175t级预应力锚索，在可能发生岩爆地段，根据地质预报及时使用钢纤维喷混凝土。

    高压电缆斜井(37°58′)和9个竖井(最深186m)的开挖都用天井钻机钻出直径1.5m的溜碴导井，然后自上而下采用常规扩挖方法。孔的偏斜低，280m斜孔孔底偏差不足20cm，实际生产率每台时达0.5～0.7m。

    两条导流隧洞的围岩的地质条件也是良好的，存在的主要工程地质问题为：岩体中两条软弱岩带(裂面绿泥化玄武岩、绿泥石、阳起石化玄武岩)，正长岩与玄武岩的接触间的破碎带以及高地应力所引起的岩爆.地应力的最大主应力值为20～35mpa，作用方向基本上垂直于河流且倾向河床，倾角约为10°～30°。导流隧洞以上、中、下3层钻爆掘进开挖方法为主,最初支护一般采用随机锚杆,局部喷混凝土,最终支护采用系统锚杆、喷混凝土以及局部钢筋混凝土衬砌。为满足高速水流和木材流送的要求，边墙与底板均采用钢筋混凝土薄衬。

二滩水库

水库正常蓄水位1190米，总库容58亿立方米，调节库容33.7亿立方米，水库面积101平方公里。

    水库相对泄洪的大坝,显得十分地平静.

二滩地下洞室群

我们第二个参观的地方就是二滩的地下厂房.不知在山洞里绕了多久,到达的那一刻,大家还是激动不已.戴上安全帽,整装待发.

二滩水电站地下厂房、主变室、尾水调压室组成的地下洞室群为亚洲之最。

电站安装有6台55万千瓦的水轮发电机组,总装机容量330万千瓦,保证出力100万千瓦,多年平均发电量为170亿千瓦时.二滩水电站是川渝电网的骨干电源点,发电量占四川电网的1/3,占川渝电网的1/4,在川渝电网中起着举足轻重的作用.电站担负川渝电网调频、调峰和事故备用任务,为电网的安全、可靠运行做出了巨大贡献.

第一印象是噪音真的很大.看着那些设备,也摸不着头脑.还好,技术人员们给我们做了简单的介绍.

二滩水轮机简介

水轮机主要参数:

　　最大水头:　　189 m
　　最小水头:　　135 m
　　加权平均水头:　　170 m
　　额定水头:　　165 m
　　额定转速:　　142.9 r／min
　　额定流量:　　371 m3／s
　　最大飞逸转速:　　280 r／min
　　加权平均效率:　　93.437%
　　最高效率:　　95.95%
　　原型转轮喉径:　　5 850 mm
　　原型转轮标称直径:　　6 257.394 mm

调度室

这么大的一个水电站,工作人员只有140人.当听到这个的时候,我们没有人不惊讶的.不过想想现在的科技这么发达,也就释然了.

我们去的时候,调度室里就一个人值班.看着那些仪器设备和电脑,我还是一点也不懂.不过在听过工作人员的介绍后,我得出一句话:”这里就是二滩的心脏吧,什么都能监测到.”

二滩水电站的技术革新

   1.二滩水电站规模大、技术难度高，在初步设计的基础上，对许多重大技术问题又作了深入的研究，对设计方案进行了优化。优化设计成果包括：

①水轮机单机容量由50万kw调整为55万kw，总装机容量增加30万kw；

②坝轴线向上游移动30m，提高坝肩稳定性和有利于枢纽布置；

③调整了3套泄洪建筑物的泄量分配，并将泄洪洞由有压流改为无压流，坝下水垫塘保护长度缩短70m；

④双曲拱坝体型优化，加大了纵向曲率，调整了水平拱圈剖面、减少了坝肩开挖深度。与初步设计比较，拱冠梁底部最大厚度由70.34m减为55.74m，坝肩开挖量由315万m3减为279万m3，坝体混凝土由474万m3减为400万m3,取消坝体设置的纵缝，简化了施工程序和工作量；

⑤地下厂房轴线方位，在初步设计阶段研究的范围为ne6°～nw6°，根据岩石裂隙组合及最大地应力方向，综合考虑，选定nw6°。主厂房与主变压器开关室的洞室间距由57.4m缩减为35m，主变压器开关室与尾水调压室的洞室间距由50m缩减为30m；

⑥左、右岸导流隧洞分别缩短133m和148m，减少洞挖17万m3。

   2.二滩水电站河谷狭窄、水头高、流量大，水流最大下泄功率达3000万kw，如果采用集中泄洪，单宽下泄功率达30万kw/m，将对下游河床造成严重冲刷。采用现行的表孔、中孔和右岸两条泄洪洞的泄洪布置，下游设置二道坝形成水垫消力池，适合二滩大坝具体情况，具有以下优点：

①3套泄洪设施,流量分配接近,均能单独宣泄常年洪水,可以互为备用,运行灵活可靠；

②3套泄洪设施单独运行时，有3个消能区，每个消能区的下泄功率大致相近，避免了下游产生过大的集中冲刷；

③水流扩散碰撞消能效果良好。如表孔采用大差动跌坎，水流平面扩散，设分流齿，在单独泄流时可分散水流。中孔采用不同鼻坎挑角，扩散水流。宣泄大流量时，表孔与中孔水流碰撞消能，使水流充分扩散掺气；

④水垫塘对下游河床有良好的保护作用。

总结

二滩水电站是中国在20世纪内建成投产的最大水电站。二滩电厂是在“高起点、高素质、高水平、高效益”的原则下建立起来的现代化水力发电厂。从98年第一台机组发电开始，二滩公司以“放眼世界、争创一流”为目标，秉承“以人为本、科技为先、制度治厂、追求更好”的理念来实施管理，经过多年的时间，二滩电厂已成长为一个生产高效、管理科学的现代化水力发电厂。

本次认识实习主要目的是认识和了解一些电气设备，对学的一些理论知识进行巩固，同时也为后续专业课打下基础。

通过这次的实习，我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解，对实际操作有了更多的了解,增强了专业知识的感性面,面对所学的专业也有了新的认识。从这次实习中，我体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的，并且需要进一步的再学习。俗话说，千里之行始于足下，这些最基本的技能是不能在书本上彻底理解的。

虽然实习的时间非常短暂,但我觉得很充实,因为学到了东西。还记得自己刚进大学的时候来过二滩,也去地下厂房,调度室,大坝参观过,但那时也只是当作游玩观景.而这次实习结束后,我对二滩有了更深的了解。这是我们走入电力系统的第一个驿站，能够来到这儿，我真的感到很荣幸。这次实习中，我体会到，如果将我们在大学里所学的知识与更多的实践结合在一起，使一个本科生具备较强的处理基本事物的能力与比较系统的专业知识，这才是我们学习与实习的真正目的。