[科普中国]-铜街子水电站

铜街子水电站位于中国四川省、大渡河下游河段上，距乐山市80km。河床实体重力式溢流坝，最大坝高82m。总库容2.0亿立方米。水电站安装4台轴流转桨水轮发电机组，单机15万kW装机容量60万kW，保证出力13万kW，多年平均发电量32.1亿kW·h。工程以发电为主，兼有漂木和改善下游通航效益。工程于1985年开工，1992年12月第一台机组发电，1994年12月竣工。

电站于2012至2016年间进行了增容改造，改造后单机容量增加到17.5万kW。

简介坝区位于大渡河高山峡谷到丘陵宽谷的过渡带，坝址正处于峡谷出口处。河谷宽400m，左岸岸坡平缓，右岸较陡，两岸冲沟发育。坝址出露地层为二叠系峨眉山玄武岩和沙湾组页岩。大坝建基面以下分布有连续的软弱夹层及层间错动带，断层、裂隙发育。河谷左右各有一个深槽。左深槽深70m、宽40m，充填物为冲积、洪积层，并有20m厚的沙层。右深槽深30m、宽80m，充填物为冲积层。谷底分布有4条断层，斜贯整个枢纽区。地震基本烈度为7度。

坝址以上流域面积7.64万平方公里，占大渡河流域面积的98.7%。多年平均流量1490立方米/秒，多年平均径流量473亿立方米，实测最大流量10800立方米/秒。500年一遇设计洪水流量13100立方米/秒，相应水位474.6m。万年一遇校核洪水流量16400立方米，相应水位477.7m，正常蓄水位474m。汛期限制水位469m，死水位469m，调节库容0.3亿立方米，属径流式水电站。多年平均输沙量2360万t。水库淹没耕地800公顷，迁移人口6703人1。

枢纽布置枢纽自右至左为：右岸堆石坝、筏闸、右岸混凝土挡水坝、混凝土溢流坝、厂房、左岸堆石坝、左岸碾压混凝土坝。坝线总长1009.84m，坝顶高程479m。右岸堆石坝为钢筋混凝土心墙堆石坝，最大坝高32m。过木筏闸布置在河床右岸岸边，采用两级筏闸，每级长105m，宽15m，最大水头差41m。漂木在水库内集中，捆扎成木筏过坝，年过木量为80万立方米。右岸非溢流挡水坝为碾压混凝土坝，是中国最早的碾压混凝土坝。河床溢流坝也为碾压混凝土坝，最大坝高82m，全长100m，设有5孔溢流堰，装设14m×18.5m的弧形闸门，用底流消能，消力池长90m。最大下泄16400立方米/秒。

水电站厂房布置在河床中部，两侧各有5m×6m排沙底孔一个。厂房长130m，宽24m，高76m，装有4台单机容量15万kW的轴流转浆式水轮发电机组。水轮机额定水头31m，设计水头40m，最小水头28m，转轮机直经8.5m，额定出力15.4万kW。发电机为空冷半伞式，额定容量176.47MVA，额定电压13.8kV，额定功率因数0.85。引水道为混凝土矩形断面管道。副厂房与主变压器布置在尾水平台上，4台三相主变压器，每台额定容量180MVA。电压220kV出线4回，并留有2回500kV出线位置。左岸混凝土面板堆石坝跨过左岸深槽，建于70m深的覆盖层上，最大坝高50m。

双向门布置：轨距25.7，基距8.5.5，主动轮数/总轮数8/64/8，轨道型号120120电动机型号2—60，制动器型号一2,2520,2597表3回转吊回转技术参数表回转速度0.405.45，回转角度8080。由两套传感器及一套显示仪表组成。门架机构各部件的连接，除门架上部结构与支腿，回转吊上支承顶梁与门架的主梁采用焊接外，其余分段部位均采用高强螺拴连接。门机供电采用力矩电机驱动的电缆卷筒，门机移动距离440，电源设在门机移动的中间部位。门机的抗倾覆稳定性根据总体布置要求，门机上、下游侧分别设有回转吊，当小车处于上游侧，上游回转吊以80容量起吊拦污栅，回转吊臂杆在侧门架外侧时，单侧门架的抗倾覆稳定系数在-8左右1。

工程施工主体工程总量为：土石方开挖414万立方米，土石方填筑247万立方米，混凝土浇筑271万立方米。采用分期导流。第一期先修建位于左岸滩地的导流明渠，由主河槽过水。第二期在主河槽修建上、下游围堰，在围堰保护下修建溢流坝和厂房，由导流明渠过流。后期在明渠进口泄水闸下放闸板截流；河水由设在溢流坝体内的2个导流底孔和2个永久底孔过流。导流明渠净宽60m，进口处设有4孔泄水闸。1986年11月11日主河槽截流，实际流量为1000～700立方米/秒，龙口最大流速6.91m/s，最大落差3.04m，最大抛投强度1000立方米/h。实际年浇筑量为70万立方米。混凝土工厂位于坝址下游约800m，共4座拌和楼（1座4×3.0立方米和3座3×1.5立方米）。

施工导流采用断流围堰，在左岸挡水坝段设置导流明渠，明渠左挡墙及出口部分处于碎石土和砂卵石层地段，采用21个尺寸为30m×16m×26m（长×宽×高）的大沉井作为明渠左挡墙，明渠右侧重力式导墙座落在弱风化细长柱状节理玄武岩上，岩层节理发育，有倾向河床的层内错动带及缓倾角裂隙等软弱层，采用36根单根336吨位的预应力锚束和阻滑板的地基加固处理方案2。

坝基处理坝区地质条件复杂。出露地层为上二叠系峨眉山玄武岩和沙湾组砂页岩。大坝建基面以下分布有连续的软弱夹层及层间错动带，断层、裂隙发育。河谷左右各有1个深槽。左深槽深70m，宽40m，覆盖层中有20m厚的砂层。右深槽深30m，宽80m。谷底分布有4条断层，斜贯整个枢纽区。

左岸混凝土面板堆石坝，跨越左岸深槽。为解决深厚覆盖层承载能力和防渗问题，在其上游挡墙（即导流明渠左边墙）下设2道厚1m的混凝土防渗墙，截断深槽覆盖层，2道防渗墙间设有5道横隔墙，形成覆盖层中的空间格架，在挡墙建基面下20m内，设置钢筋笼。为解决细沙层液化问题，采用75kw大功率振冲器，穿透漂卵石层，形成振冲桩加固细沙层。混凝土主坝坝基下有倾向下游6°～8°的缓倾角泥化夹层，采用压力为30MPa的高压旋喷水泥灌浆工艺，置换泥化夹层1。

难题解决坝基软弱夹层处理混凝土大坝坝基下4～17m有一条软弱夹层，采用高压喷射冲洗和高压水泥灌浆处理，灌浆压力为30MPa。

左岸堆石坝基深覆盖层处理：混凝土面板堆石坝跨越左岸深槽，槽中覆盖层厚70m。为解决其承载能力和防渗问题，在其上游挡墙下设2道厚1m的混凝土防渗墙截断深槽覆盖层，2道防渗墙间设有5道横隔墙，形成空间格架，在其中放入钢筋笼，并浇筑混凝土，自建基面的深度为20m。为解决其下的细沙层液化问题采用75kW大功率振冲器，穿透漂卵石层，形成振冲桩加固细沙层。

左岸边坡加固：左岸因筏闸开挖而形成80m的高边坡，其岩层为泥岩、砂岩和玄武岩，层间有倾向河流的软弱结构面。共开挖了9个平硐，硐中浇筑混凝土形成锚硐，然后设置两排300t级预应力锚束共30根，在坡面上沿锚束纵横方向浇筑混凝土卧梁形成框架，整个坡面喷混凝土护面。

右岸边坡加固：右岸边坡由大片块碎石夹粘土构成，其中有不利于稳定的软弱面。采用了大型沉井群共21口，其中尺寸最大者为30m×16m×36m（长×宽×高）。

冲砂底孔铜街子水电站共有左、右2个冲砂底孔，具有排砂、泄洪的功能。由于大渡河来水含砂量大，对底孔的冲刷、磨损较为严重，公司每年安排对底孔进行轮流大修。

针对左冲砂底孔的冲刷、磨损情况，承担该大修任务的检修分公司完成了底板和底坎金属结构的冲坑修补，底板过流面混凝土浇筑，工作门滑道主轨与两侧边墙金属结构的裂缝修补，固定启闭机减速器解体检修，高度传感器、荷重传感器的检查调整，工作门水封装置、吊头护罩、销套、反向滑块的更换，工作门定轮调整、无水试验等检修项目，解决了左冲砂底孔存在的隐患2。

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石季英 - 副教授 - 天津大学