中国水利水电开发中世界级工程及其顶尖技术介绍.doc

中国水利水电开发中世界级工程及其顶尖技术介绍中国的水利水电开发，近几年取得了长足的进展，无论在规模或技术方面都处于世界的领先地位。这里给各位简要地介绍一下，究竟有那些世界级的工程，它们各有什么先进的地方。以使大家有一个大概的了解。1、三峡工程三峡大坝坝址位于西陵峡中段的湖北省宜昌县三斗坪镇，距下游长江葛洲坝水利枢纽和宜昌市约40km。三峡工程正常蓄水位175m，汛期防洪限制水位145m，枯季消落最低水位155m。工程建成后，防洪方面可将荆州河段的防洪标准由目前的约10年一遇提高到100年一遇，遭遇大于100年一遇特大洪水时，辅以分洪措施可防止发生毁灭性灾害。三峡工程包括大坝、水电站厂房、通航建筑物和茅坪溪防护大坝等建筑物。大坝为混凝土重力坝，坝顶长度2309.5m，坝顶高程185m，最大坝高181m。电站厂房为坝后式厂房，由上游副厂房、主厂房、下游副厂房及尾水渠等建筑物组成；在左岸电站厂房安装14台、右岸电站厂房安装12台单机容量700MW的水轮发电机组。船闸为双线平行布置的五级连续船闸，主体结构段总长1607m，闸室有效长度为280m，宽34m；过闸船队为万吨级，年单向通过能力为5000万t。升船机为单线一级垂直升船机；最大过船吨位3000t级客货轮，单向年通过能力350万t。三峡工程计划总工期17年(包括施工准备工期)，第一批机组发电工期11年。即，1993年开始施工准备，1997年11月8日大江截流，2003年6月水库蓄水至135m，双线五级船闸通航，10月左岸电站发电；2009年工程竣工。该工程：(1) 三峡水库总库容393亿m3，防洪库容221.5亿m，通过水库调洪能有效控制长江上游洪水，保护长江中下游荆江地区1500万人口、2300万亩土地，是世界上防洪效益最为显著的工程。(2) 三峡水电站总装机容量18200MW，年发电量846.8亿kW?h，是世界上最大的水电站。(3) 三峡水坝坝轴线全长2309.47m，泄流坝段长483m；水电站安装26台700MW的水轮发电机组；双线五级船闸+升船机。三峡工程无论其单项、总体，都是世界上建筑规模最大的水利工程。(4) 三峡工程主体建筑物土石方开挖量10259万m3，土石方填筑量2933万m3，混凝土浇筑量2714.6万m3，钢筋制作安装35.43万t，钢材28.08万t，是世界上工程量最大的水利工程。(5) 三峡工程2000年混凝土浇筑量为548.17万m3，月浇筑量最高达55万m3，创造了混凝土浇筑的世界纪录，是世界上施工难度最大的水利工程。(6) 三峡工程截流流量9010m3/s，施工导流最大洪峰流量79000m3/s，是施工期流量最大的水利工程。(7) 三峡工程最大泄洪能力10.25万m3/s，是世界上泄洪能力最大的水利枢纽。(8) 三峡工程的双线五级船闸，总水头113m，是世界上级数最多、总水头最大的内河船闸。(9) 三峡工程升船机的有效尺寸为120m18m3.5m，最大升程113m，船箱带水重量达11800t，过船吨位3000t，是世界上规模最大、难度最高的升船机。(10) 三峡工程水库动态移民最终可达113万人次，是世界上水库移民最多、工作也最为艰巨的移民建设工程。(11) 三峡大江截流戗堤进占时的水深一般为2645m，合龙过程中考虑覆盖层冲刷，最大施工水深达60m。抛投水深之大，居世界之最。(12) 双线连续五级船闸人字闸门最大高度38.5m，最大挡水高度为36.75m，闸门开启或关闭运行过程中的最大淹没水深为36.0m，为世界之最。人字门卧缸液压直联式启闭机在最大淹没水深运行时，其启闭力设计值将分别达到2100kN、2700kN，亦为世界大型船闸工程中所罕见。2、小浪底水利枢纽工程(一) 工程概况小浪底工程是治理开发黄河的关键性工程，工程于1991年9月1日正式开工，1997年10月28日截流成功。2000年初第一台机组发电，2001年底工程竣工。小浪底工程位于河南省洛阳市与山西交界处的黄河中游最后一个峡谷的出口，上距三门峡水库130km，下距花园口128km，坝址控制径流量和输沙量分别占全河总量的91.2和近100，处在承上启下控制黄河水沙的关键部位，是治理黄河总体规划中的骨干工程。小浪底工程开发的目标是“以防洪(包括防凌)、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电，蓄清排浑，综合利用，除害兴利”。工程建成后，可长期保持有效库容51亿m3，与三门峡等水库联合运用后，可使黄河下游的防洪标准由目前的60年一遇洪水，提高到1000年一遇洪水，基本解除下游凌汛的威胁。小浪底工程可拦蓄泥沙，其减淤作用相当于20年内下游河床不淤积抬升；水库平均每年可增加调节水量，保证沿河城市的生活和工业用水，提高下游引黄灌溉地区的灌溉用水保证率，增加灌溉面积，使灌区获得较高的灌溉效益。小浪底水电站装机容量1800MW，可有效地改善河南电网的电源结构，是系统中理想的调峰电站，并可担负调频、调相及紧急事故备用的任务。(二) 达到世界级规模的工程部位小浪底工程最大坝高160m，总库容126.5亿m3，装机容量1800MW，年发电量50亿kW?h，有9条泄洪排沙洞，6条发电洞，1条灌溉洞，1座正常溢洪道，1座非常溢洪道，正常蓄水位时最大泄流能力17327m3s。该工程： (1) 防洪、防凌、减淤、供水、灌溉和发电综合利用工程，是目前世界上运用调度要求最严格、最复杂的水利工程。 (2) 世界上地下洞群布置最密集的水利工程。 (3) 泄洪系统的进水塔是目前世界上最大、最集中、最复杂的进水塔。 (4) 在3条直径14.5m的导流洞内装3道孔板环，改建成3条孔板消能泄洪洞，其规模属世界之最。 (5) 出水口消力塘结构总宽356m，底部总长210m，9条泄洪洞和1座溢洪道的水流均泄入池内消能，是世界上目前岸边式、人工开挖、全衬砌集中布置最大消力塘。 (6) 安装了一次张拉8003000kN级双层保护预应力锚索约1300根，这在国内外水电工程中尚属首次。 (7) 地下发电厂房是世界上在砂页岩泥化夹层不良地质条件修建的最大的地下电站厂房。 (三) 工程采用的新技术 (1) 小浪底大坝坝高160m，坝顶长1667m，总填筑量5073万m3。无论就其高度还是体积来说，该坝均是国内第一壤土斜心墙堆石坝。大坝采用了17种坝料进行了分区设计，将截流戗堤、枯水围堰、拦洪围堰和主坝有机地结合成一体。 (2) 该工程创造了国内最深厚的混凝土防渗墙。小浪底大坝坐落在深70余米的砂卵石基础上，设计采用了混凝土防渗技术。混凝土防渗墙砂卵石厚覆盖层下嵌入基石12m，上插入心墙12m。混凝土墙厚1.2m，最大造孔深82m，在国内均属领先水平。 (3) 压力洞内孔板消能技术。该项技术是利用压力洞内水流在流经孔板环时产生突然收缩与扩散，产生强烈紊动的回流，经水流内部的摩擦消耗能量。 (4) 双圈环绕无黏结预应力混凝土衬砌技术。混凝土衬砌结构预应力均匀，摩擦损失小，施工简单，较有黏结预应力衬砌减少约50的锚具和锚具槽，节省灌浆及波纹管和混凝土回填量。 (5) GIN法帷幕灌浆技术。该灌浆技术具有低耗、高效、质优的明显优点，与传统灌浆技术相比，每米灌浆孔可节约水泥100kg，每灌5m可节省时间近半小时。该成果为国内首创，1998年通过水利部鉴定，居国际先进水平。 (6) 小浪底大跨度地下厂房柔性支护技术。在砂页岩泥化夹层不良地质条件下，采用了系统张拉锚杆、喷混凝土及双层保护预应力锚索作为永久性支护，采用岩壁吊车梁结构。小浪底地下厂房跨度26.2m，高度61.44m，总长251.5m，在国内尚属首例。 (7) 设计建造了世界坝工史上绝无仅有的进水塔群和大型综合消能水垫塘。小浪底水利枢纽的一个鲜明特点是，以具有深式进水口的隧洞群泄洪为主，并采用了进水口集中、洞线集中和出口消能集中的布置方案。9条泄洪洞、6条发电洞和1条灌溉洞的进水口集中布置在10座进水塔内，形成了高113m，前缘总宽度275.4m，总混凝土量近100万m3的宏伟进水塔群。9条泄洪洞和1座正常溢洪道最大泄流能力17559m3/s，校核洪水最大泄量13990m3/s，集中在被导墙分开的三个水垫塘内消能。小浪底的进水塔群和大型综合消能水垫塘均为坝工史上所罕见。 (8) 设计了新型低参数抗磨水轮机，较好的解决了高含沙水流条件下的汛期发电问题。 (9) 按世界银行导则成功地对20万移民进行了生产性安置，移民安居乐业，受到世行好评，成为世行的样板工程。3、溪洛渡水电站工程溪洛渡水电站位于金沙江下游河段，系该河段规划的第三个梯级，距离宜宾市河道里程184km。该电站以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等巨大的综合效益，并配合三峡工程提高长江中下游地区的防洪能力，充分发挥三峡工程的综合效益。溪洛渡水电站工程规模巨大，电站装机容量12600MW，在世界上仅次于三峡工程，和伊泰普水电站并列世界第二。由于具有115.7亿m3的水库库容，可实现不完全年调节。电站运行初期保证出力3395MW，多年平均年发电量571.2亿kW?h，其中枯水期电量达145亿kW?h，预计该工程将于2008年截流，2014年首批机组发电，2017年完建。溪洛渡水电站是在深山峡谷地区修建高拱坝和大型地下厂房，设计和施工的技术难度很高，不少技术问题的难度达到国内最高水平甚至超过世界水平，最关键的技术问题有以下几点： (1) 在高地震区建高拱坝问题。混凝土双曲拱坝坝高278m，高于国内已建最高的二滩拱坝(240m)和世界已建最高的英古里拱坝(272m)。坝址区地震基本烈度度，其拱坝结构设计和拱坝抗震安全问题突出。 (2) 高水头、大泄量、窄河谷泄洪消能问题。金沙江洪水峰高量大，洪量约占三峡工程入库水量的1/3，坝址处1000年一遇洪峰流量43700m3/s，10000年洪水洪峰流量52300m3/s。大坝壅高水位约220m，经水库调蓄后，下泄水流的功率近100000MW。目前世界上高拱坝泄洪功率最大的是二滩水电站，为39000MW，不到溪洛渡水电站的1/2。 (3) 庞大的地下洞室系统的设计和施工。世界上已建工程的地下洞室群都没有溪洛渡工程这样庞大和复杂；在坝址区左右岩山体中对称布置了两座地下厂房，各安装9台700MW水轮发电机组，主厂房的尺寸381m31.9m75.1m(长顶拱宽高)，与厂房平行还布置了主变压器室和大跨度的尾水调压室。此外，在两岸山体还各有23条泄洪隧洞，单洞泄洪量约4000m3/s，与厂房系统形成立体交叉，此外，为了施工导流，在两岸山体低高程各布设3条18m20m的导流隧洞，其主厂房尺寸、泄洪洞的泄量、导流洞的规模均为世界级水平。 (4) 远距离大容量输电技术。电站送电至华中和华东地区，输电距离约分别为1100km和1800km，采用直流输电，电压等级分别为500kV和600kV，送电容量12600MW，这样远距离大容量直流输电国内首次，世界上也不多见。4、锦屏一级水电站工程锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内的雅砻江干流上，距河口358km。 锦屏一级水电站以发电为主，兼有防洪、拦沙等作用。坝址控制流域面积102560km2，占雅砻江全流域面积的75.3，多年平均流量1200m3/s。水库正常蓄水位1880m，总库容77.6亿m3，调节库容49.1亿m3，为年调节水库。电站装机容量3600MW，装机年利用小时数4836h，年发电量174.10亿kW?h。 锦屏一级水电站属一等大(1)型工程，永久性建筑物为一级建筑物。枢纽由挡水、泄水及消能、引水发电等永久性建筑物组成。挡水建筑物采用混凝土抛物线双曲拱坝，最大坝高305m。泄水及消能建筑物由拱坝坝身泄洪及岸边泄洪洞、坝下游水垫塘和二道坝组成，总泄量为13310m3/s。引水发电系统采用中部地下厂房方案，安装6台600MW水轮发电机组。主厂房尺寸为285.2m25.9m68.85m。 该工程施工总工期112个月，其中准备工程工期38个月，主体工程工期54个月，完建工程工期20个月。锦屏一级水电站地处深山峡谷地区，地质条件复杂，工程技术难度高，加之规模巨大，在水电行业有多项技术属世界领先水平。第一，电站大坝坝高超过300m，采用的坝型为混凝土双曲薄拱坝，其设计施工理论与方法，安全评价标准等都处于世界水电工程的前列。第二，大坝基础地质条件复杂，勘探和建坝条件的研究具有相当的难度。第三，高山峡谷地区大功率泄洪消能问题也属于世界先进水平。第四，受场地条件的限制，施工总布置方案的综合研究与选择、交通运输方式、施工方法需进行特殊研究才能解决，同属高难度的工程技术问题。 该电站已开工，建成后，将对水电事业的发展、国家西部大开发战略的实施，对全面建设小康社会作出积极的贡献。5、锦屏二级水电站工程(一) 工程概况锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州境内的雅砻江干流上，系雅砻江梯级开发的骨干电站，二滩水电站是它下游的第二个梯级水电站，闸址上游7.5km处是锦屏一级水电站，为具有年调节能力的梯级龙头电站。锦屏二极水电站利用150km锦屏大河湾的天然落差，截弯取直开挖隧洞引水发电，共安装8台单机容量550MW的水轮发电机组，总装机容量4400MW，额定水头290m，保证出力1491MW，多年平均年发电量232亿kW?h。工程枢纽主要由首部低闸、引水发电系统、尾部地下厂房三大部分组成，为一低闸、长隧洞、高水头、大容量引水式电站。地下厂房位于东雅砻江的大水沟，电站进水口位于景峰桥，引水隧洞自景峰桥至大水沟共4条，开挖洞径12m，衬砌后洞径11m，洞线平均长度16.625km，隧洞最大埋深达2525m。锦屏二级水电站的开发任务是发电，电站供电川渝并参与“西电东送”，它是雅砻江上水头最高、装机规模最大的一座水电站。(二) 关键技术问题引水隧洞施工中的高地应力和岩爆、高地温、有害气体等工程地质问题不会成为影响隧洞施工的制约因素。工程区岩溶裂隙水丰富，地下岩溶水处理将是引水隧洞施工中面临的关键技术问题。6、向家坝水电站工程向家坝水电站是金沙江梯级开发中的最末一个梯级，坝址位于川滇两省交界的金沙江下游河段上，左岸是四川省的宜宾县，右岸为云南省水富县。坝址控制流域面积45.88万km2，占金沙江流域面积的97，多年平均流量4590m3/s。向家坝水电站正常蓄水位380m，总库容51.85亿m3，调节库容9.03亿m3，具有季调节能力。电站总装机容量6000MW，保证出力1762MW，年发电量301.3亿kW?h。向家坝水电站的创新技术主要表现在以下方面：1)高水头、大单宽底流消能技术向家坝水电站距离下游水富县城及大型企业云南天然气化工厂仅1km，为避免工程泄洪对城镇及工厂带来不利影响，工程只能采用底流消能型式。向家坝水电站校核洪水入库流量49800m3/s，校核洪水上下游水位差约85m，消力池最大单宽流量225m3/s，最大下泄洪功率约40000MW。如此规模的底流消能超出了国内外已建水电工程水平，采用常规的底流消能是难以保证工程安全的。经过多年的潜心研究，提出了带坎的新型底流消能型式，目前已取得了阶段性成果，基本确定了布置格局及大坝体型，正在进行深入研究。2)不设尾水调压井技术向家坝水电站右岸地下厂房安装4台单机容量为750MW的大型机组，机组具有单机容量大的特点。根据工程地形地质条件，提出了不设尾水调压井的方案，开展了数学模型和带模型机组的物模试验，对该方案的水力过渡过程进行了深入研究，取得成果表明不设尾水调压井方案是可行的。3)一级垂直升船机向家坝水电站处于通航河道，为解决通航问题，采用一级垂直升船机，最大跨越水头达114.7m，位于世界前列。4)大单机容量机组的采用向家坝水电站总装机容量6000MW，单机容量达750MW，是国内外已建水电站工程中最大的单机容量机组。7、龙滩水电站工程(一) 工程概况龙滩水电站位于广西壮族自治区天峨县境内的红水河上，是红水河开发中最主要的骨干工程，经济指标十分优越，社会综合效益显著。工程建设施工总进度为：建设工期9年，从2001年1月2009年；2001年7月1日主体工程正式开工，2003年11月大江截流，2007年7月第一台机组投产发电，2009年底全部7台机组投产发电。(二) 工程达到世界级规模的部位龙滩工程拥有世界上最高的碾压混凝土重力坝，最大坝高前期为192m、后期为216.5m；世界上规模最大的地下厂房，厂房总长度388.50m，主厂房净宽为28.50m，厂房总高度为74.40m；拥有总提升高度最高的垂直升船机，总提升高度达179.00m(后期)。(三) 设计采用的新技术为解决龙滩工程面临的多项难题，设计采取了一系列新技术：采用RCC筑坝技术在高地震烈度区建200m级高碾压混凝土坝；采用高升程垂直升船机，解决枢纽通航问题；综合采用传统方法和现代最新研究手段，进行400m级左岸进水口高边坡设计；针对地下厂房洞室群洞室密集、规模宏大，洞室最大跨度、洞室最小间距及巨型机组的水力过渡过程等均已超出现行规范的特点，综合利用各种方法和手段进行设计研究；水轮机运行水头变幅范围大(97179m)，为在高运行水头差条件下使机组有较好的特性和机组稳定性，在水轮发电机组机电参数选择、机组稳定性和机电技术设计研究、设备配套选型、机组制造和安装工艺等方面进行了新研究；开展龙滩水库移民GPS综合决策支持系统的开发研究，及时了解电站周围区域的环境和社会经济因素以及国土资源概况，实现电站淹没处理规划设计工作的科学化、系统化和信息化。8、虎跳峡水电站工程虎跳峡工程地处云南省西北部长江上游金沙江中游河段，虎跳峡河段具有建设高坝大库的独特地形条件，且地处金沙江中、下游的“龙头”，除本身可观的发电效益外，其优良的调节性能将极大的提高金沙江中、下游梯级电站的效益。虎跳峡正常蓄水位2010m时，可增加下游13梯级保证出力12904MW，增加年发电量173.2亿kW?h(不计下游装机容量增加的发电量)，可使全梯极级汛、枯期出力比由1:0.56提高到1:0.84。虎跳峡工程现处于预可行性研究阶段，拟建双曲拱坝，最大坝高286.0m，最大水头203.20m，总库容371.2亿m3，调节库容215.15亿m3，安装6台单机容量700MW的机组，地下厂房总装机容量4200MW。虎跳峡的大库容、调节性能、大坝坝高均达到世界级水平。虎跳峡工程地处著名的虎跳峡大峡谷区，坝址区地震基本烈度为度，大坝区地质条件复杂、地震烈度高、地应力级也较高，又地处著名的虎跳峡风景区，因此虎跳峡工程必须运用和创新国内外最新建坝技术，对高坝泄洪消能、高坝结构抗震性能、高坝坝肩稳定及整体稳定、大型地下洞室群围岩稳定、两岸工程高边坡、环境保护等进行深入的研究。虎跳峡水电站泄洪消能的特点：水头高、泄量大、河谷狭窄，泄洪功率达到26000MW，拟全部采用表孔泄洪，总泄量达12000m3/s。但因工程处于虎跳峡峡谷区，拟对泄洪消能型式进行创新研究，特别要研究泄洪雾化问题，尽量减少雾化对景区的影响。虑跳峡工程地处高地震区，地质条件复杂，大坝为300m级的高坝，大坝的抗震性能至关重要。在研究中，运用水工高坝抗震领域最新科研成果，进行多层次的大坝抗震安全评价，计入包括实际复杂地质条件、坝基不均匀地震、坝体伸缩缝开合、无限地基辐射阻尼等复杂因素综合影响的深入分析；振动台动力超载模型试验研究等的全面综合研究，合理评价大坝的抗震能力，确保大坝和整个枢纽以及下游梯级电站的安全。虎跳峡工程设计坝高286m，拟采用比常规设计更为准确的均值计算方法，如非线性有限元法、离散元法、刚体元法、流体元方法等，对坝体的应力变形和稳定进行详尽的仿真模拟计算和多方法对比分析。虎跳峡工程地下洞室群规模巨大，地区地应力量级高，拟通过三维非线性的有限元计算和地下厂房地质力学模型试验等分析地下洞室的围岩稳定，并拟开展地下洞室群施工的计算机模型和不同的开挖顺序对围岸稳定的影响分析。9、三板溪水电站工程(一) 工程概况三板溪水电站位于贵州省锦屏县境内，是沅水干流规划15个梯级电站中的第二级，水库具有多年调节性能。主要开发任务是发电和提高下游梯级电站的效益，并兼有防洪、航运等综合效益。电站装机容量1000MW，安装4台单机容量为250MW的混流式水轮发电机组，年发电量24.28亿kW?h。工程枢纽主要由混凝土面板堆石坝、引水发电系统和泄水建筑物三大部分组成。工程于2002年7月开工，2006年9月首台机组发电。总工期5年3个月，总投资约62.15亿元。(二) 工程主要技术特点1坚硬岩筑坝技术三板溪面板堆石坝最大坝高185.5m，为国内已建和在建同类坝型中的第二高坝，采用变质凝灰质砂岩、砂板岩、凝灰岩等坚硬岩筑坝，不易获得良好的爆破料级配，且不易压实。坚硬岩爆破技术、填筑碾压技术、止水设计、坝体后期沉降机理等筑坝技术国内外尚无成熟和系统的筑坝经验，同时还利用部分强风化料上坝填筑，堆石料母岩强度相差悬殊，岩性复杂，且大坝填筑工期紧，对大坝变形控制极为不利。关于坚硬岩筑坝关键技术已列为国家“十五”科技攻关项目。该项技术处于国际领先水平，且填补了我国在这一领域的空白。2高址墙的应用三板溪面板坝高趾墙高约55m，为国内外同类坝型之最。高趾墙与面板之间周边缝的设计也是重要的研究内容。其应用成果处于国际领先水平。10、瀑布沟水电站工程(一) 工程概况瀑布沟水电站位于大渡河中游，地跨四川省西部汉源县和甘洛县两县境，控制流域面积68512km2。电站采用堤坝式开发，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合利用效益的水型水电工程。水库正常蓄水位850.00m，总库容51.77亿m3，调节库容38.80亿m3，为季调节水库。大坝为当地材料砾质土心墙堆石坝，最大坝高186m。地下发电厂房安装6台单机容量550MW的水轮发电机组，保证出力926MW，多年平均年发电量145.8亿kW?h。(二) 工程达到了世界级规模的部位瀑布沟水电站坝高186m，坝基覆盖层深度达75m以上，覆盖层内既有架空还夹有砂层透镜体，其坝型选择、防渗土料的试验及选用、坝基覆盖层的防渗处理方式及防渗墙构造研究为当今高土石坝关键技术问题。(三) 本工程采用的关键技术1深厚覆盖层上的高土石坝坝基混凝土防渗墙墙体材料关键技术常规混凝土防渗墙因其混凝土弹性模量高，在荷载作用下，墙与周围坝基的变形差异大，导致防渗墙内的应力集中，产生有害裂缝至压碎。坝越高覆盖层越深该问题越突出。该工程通过攻关和大量的试验研究，攻克了这一难点。(1) 开发研制成功了复合混凝土、微风化骨料混凝土和轻骨料混凝土三种新型高强度低弹模的混凝土墙体材料，其技术满足并超过了攻关技术指标要求。新型墙体材料不仅属国内首创，经国际联机检索国外尚未有类似成果。(2) 开发研制成功了新型塑性混凝土防渗墙材料。成功地解决了大型土石坝深厚覆盖层上塑性混凝土防渗墙抗压强度、渗透性和耐久性等关键技术问题。经充分论证，该工程采用二道1.4m厚、75m深的混凝土防渗墙。2深厚覆盖层上的高土石坝防渗墙墙体与坝体防渗体接头型式关键技术工程系统地开展了土石坝混凝土防渗墙与坝体连接型式的离心模型试验研究，推进了中国土工离心模型模拟技术的发展，对混凝土防渗墙和坝体防渗体连接型式进行了大比尺模型试验，研究了止水材料的防渗性能及各种接头的差异和实用性。最终采用了防渗墙插入心墙内部的插入连接形式。3高土石坝心墙防渗砾质土关键技术高土石坝防渗土料的选用，是瀑布沟工程的关键技术之一。根据工程的地质条件和碎石土料情况，经大量现场碾压试验和室内试验，经过调整级配后，采用砾质土料作为高土石坝防渗心墙土料完全满足规范和设计要求。11、拉西瓦水电站工程 拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上，距上游龙羊峡水电站32.8km，距青海省西宁市134km，对外交通便利。 拉西瓦水电站是黄河干流规模最大的水电站，主要承担西北电网调峰和事故备用，是支撑即将实施的西北电网750kW网架的骨干电源，是实施西北水电、火电混送区外电网的战略性工程。 水电站装机容量420万kW(670万kW)。水库正常蓄水位为2452m，总库容10.79亿m3，电站多年平均年发电量102.23亿kW?h，额定水头205m。 工程枢纽建筑物由混凝土250m高的双曲拱坝、坝身三个表孔、两个深孔、一个底孔、坝后消力塘和右岸地下引水发电系统组成。对数螺旋线双曲拱坝坝顶高2460m，最大坝高250m，拱冠梁底部厚49m，坝顶宽10m。压力引水管道为单机管供水的地下埋管，管径9.5m，单管流量380m3/s，最大净水压为234.7m。地下厂房洞室群布置在距岸边150466m，埋深230426m的花岗岩体内。主、副厂房，主变压器开关室和尾水调压室轴线相互平行布置。主、副厂房总长316.75m，主厂房最大开挖高度74.9m。尾水系统采用3台机、一个尾水调压室、一条尾水洞。阻抗式调压室内径28m、高52m。在尾水调压室与主变开关室之间，设置尾水闸门操作室。 电站采用先进技术最突出的是750kV的电气和输电设备。750kV的电压等级是我国首次在西北电网即将实施的特高级电压，它具有输电距离远、送电容量高等优点。电站采用的750kV主变压器、SF6GIS和管道母线设备和运行保护系统都是处于国内领先和国际先进水平。12、公伯峡水电站工程 (一) 工程概述 黄河公伯峡水电站工程位于青海省循化撒拉族自治县和化隆回族自治县交界处，距循化县城25km，距西宁市153km。该电站是黄河干流上游龙羊峡至青铜峡河段中第四座大型梯级电站。 工程以发电为主，兼顾灌溉。电站装机容量1500MW(5台单机容量300MW机组)，保证出力492MW，多年平均年发电量51.4亿kW?h。 工程于2001年8月8日正式开工，导流洞工程2001年7月1日开工，2002年3月20日实现河床截流，第一台机组将于2004年发电，工程总工期6.5年。 工程枢纽主要由大坝、引水发电系统和泄水建筑物三大部分组成。枢纽布置格局为：河床钢筋混凝土面板堆石坝(坝高139.00m)，右岸引水发电系统(由引渠、混凝土坝式进水口、明压力钢管、岸边地面厂房及330kV开关站组成)，左、右岸泄洪洞及左岸溢洪道，两岸均设有灌溉取水口。 (二) 达到世界级规模的建筑物 (1) 混凝土面板堆石坝右坝肩(紧靠电站进水口)及左坝头(紧靠溢洪道)设有50m和38m的高趾墙。 (2) 右岸导流洞(1215m)改建成旋流消能泄洪洞，最大泄量1130m3/s。 (三) 工程采用的新技术 (1) 混凝土面板堆石坝上游面采用混凝土挤压墙。 (2) 右岸泄洪洞采用旋流消能泄洪洞。 (3) 234m长混凝土面板堆石坝的面板一次浇筑成形(不分期施工)。 (4) 280m长、直径8m的压力钢管不设伸缩节。13、水布垭水电站工程水布垭工程位于长江出三峡后第一条大支流清江中游，湖北省巴东县水布垭镇，坝址上游距恩施市117km，距下游隔河岩工程92km，距清江人长江的汇合口153km。工程开发任务是发电、防洪、航运，兼顾其他。水库正常蓄水位40m，死水位350m，调节库容23.83亿m3，总库容45.80亿m3。总装机容量1600MW，多年平均年发电量39.2亿kW?h，是湖北省和华中地区不可多得的调峰调频水电站。枢纽工程主要建筑物有混凝土面板堆石坝、河岸式溢洪道、放空洞、地下电站。混凝土面板堆石坝，最大坝高达233m，是目前世界上同类坝型中最高坝。坝顶长660m。顶宽12m，设有5.2m高的防浪墙，上游坝坡坡降1:1.4，下游坝坡平均坡降1:1.4，局部坡坡降1:1.25。大坝共分七个区，总填筑量1563.74万m3。混凝土面板厚0.31.1m，板宽分16m和8m两种，总面积13.84万m3。混凝土趾板宽68m为坝前标准块，厚0.61.2m，下接防渗板，宽412m，厚0.5m。周边缝止水结构，在350m高程以下设底、中、顶三道止水，350m以上设底、顶二道的结构型式。为了解200m级面板堆石坝变形特性，开展大量科技攻关研究。高大坝体的变形规律，特别周边缝三向变位，面板应力变形等研究，是200m级堆石坝成败的关键。在大量收集国内外资料和室内外填料试验基础上，合理选择设计参数，采用EB模型，弹塑性模型和KG解耦模型分别进行二维、三维有限元计算，研究在大坝填筑、蓄水、降水等不同应力路径下坝体应力、变形、面板挠度和应力、周边缝三向变位规律以及减少变形量工程措施、防止面板脱空、垫层裂缝出现的措施等，取得了许多成果，并为水布垭工程选择堆石面板坝提供可行依据，为工程缩短总工期，节省投资，收到明显的经济效益和社会效益。“水布垭面板坝仿真计算”成果被评为国家“九五”攻关国际领先成果，并于2002年获得湖北省科技进步一等奖。溢洪道规模大，最大泄洪量达18280m3/s，单宽流量达181m3/(s?m)；水头高，汛期水位差达170180m，泄洪功率大达30665MW。溢洪道引水渠长890m、宽90m，堰顶高程378.2m，5个孔口尺寸14m21.8m表孔，泄槽总净宽80m，分5个区，消能方式采用阶梯式窄缝挑坎，下游防冲采用混凝土防淘墙加混凝土护岸的结构型式，这在国内属领先水平。地下电站建筑物有引水渠、进水口、引水洞、主厂房、尾水洞、500kV变电所等。一机一洞，洞径由8.5m变至6.9m，主厂房平面尺寸150m21.5m，尾水洞为圆形，内径11.5m。放空洞用于水库放空及中后期导流和施工期向下游供水。放空洞最大操作水头110m，最大挡水水头154.0m，这在国内处于先进水平。14、构皮滩水电站工程构皮滩水电站位于乌江干流中游，贵州省中部的余庆县境内，是贵州省和乌江干流最大的水电电源点，具有发电、防洪、航运以及其他综合效益。工程主要建筑物由大坝、泄洪消能建筑物、电站厂房、通航(缓建)及导流建筑物组成。大坝为抛物线型混凝土双曲拱坝，最大坝高232.50m，坝顶弧长553m，弧高比2.38，拱冠底厚50.28m，厚高比0.216。坝体柔度系数12.1。水库正常蓄水位630.00m，相应库容55.64亿m3。地下厂房布置于右岸，装机容量3000MW，多年平均年发电量96.67亿kW?h。泄洪消能建筑物以坝身表、中孔泄洪，坝下水垫塘消能为主，左岸布置一条泄洪洞作为辅助坝身泄洪的通道。左岸预留通航建筑物的位置。左、右岸分别布置2条、1条导流洞。设计，校核工况下入库洪水流量分别为27900m3/s和35600m3/s，相应下泄流量分别为24000m3/s和28800m3/s，最大泄洪功率达41690MW，坝身泄洪流量及泄洪功率均超过世界已建拱坝工程。2001年12月该工程可行性研究报告顺利通过审查，2002年9月通过了项目建议书评估，2002年12月通过了泄洪消能专题设计报告及施工导流专题设计报告审查。目前，该工程前期施工工作已经全面展开，主体工程也将在年内开工。15、李家峡水电站工程李家峡水电站位于青海省境内黄河干流上。水库正常蓄水位2180m，相应库容16.5亿m3，属月、周调节水库。电站总装机容量2000MW，多年平均年发电量59亿kW?h，在电力系统中承担发电、调峰和调频任务。水电站枢纽由混凝土双曲拱坝，坝后双排机组厂房和泄水建筑物等组成。最大坝高155m，最大底宽45m，坝顶高程2185m，拱坝前沿长度414.3m。坝后厂房采用双排机组布置形式主厂房内安装有5台单机容量400MW的水轮发电机组，总装机容量2000MW。泄水建筑物分中、底孔呈两层被布置在两岸边坡坝段内，出坝后明渠泄槽沿两岸岸坡布置，延伸至尾水渠后以挑流消能形式将水流挑向下游。工程设计采用了如下先进技术：坝后双排机组厂房布置；压力引水钢管采用坝后背管布置；在复杂地基上筑坝，大坝基础处理采用特殊基础处理技术；各种形式不同量级的预应力岩锚技术；大吨位预应力闸墩技术；大跨度无支撑混凝土浇筑钢筋承重骨架结构；主厂房屋盖大跨度球形节点网架结构；高速水流掺气和各种形式的异形鼻坎消能工；大体积混凝土浇筑掺加氧化镁技术；压力钢管整体卷板成型技术；400MW发电机中性点采用高电阻接地；主变压器高压侧中性点采用小电抗接地；发电机出口装设大容量发电机断路器；采用了363kV干式电缆；363kV GIS断路器取消了合闸电阻；4号发电机定子采用蒸发冷却技术；电站运行采用计算机自动监控系统，取消