芙蓉江江口水電站
一、工程概述
工程所在省市河系 芙蓉江是烏江下游最大的支流，發(fā)源于貴州省遵義市綏陽(yáng)縣，于重慶市武隆縣江口鎮(zhèn)匯入烏江，干流全長(zhǎng)231km。江口水電站位于重慶市武隆縣江口鎮(zhèn)境內(nèi)，芙蓉江下游，是芙蓉江梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最大一級(jí)電站。壩址距河口2.2km，控制流域面積7740km2是芙蓉江干流開(kāi)發(fā)中的控制性骨干工程。江口水電站是一座以發(fā)電為主，兼顧旅游等綜合利用的大型水電工程。
樞紐布置及主要建筑物 江口水電站正常蓄水位300m，總庫(kù)容4.97億m3，有效庫(kù)容3.02億m3。江口水電站由擋水建筑物、泄水建筑物、發(fā)電建筑物等組成，河床布置混凝土雙曲薄拱壩及泄洪建筑物，左岸布置地下廠房，右岸布置導(dǎo)流遂洞。大壩為混凝土雙曲薄拱壩，最大壩高139m，壩頂長(zhǎng)392m。地下廠房尺寸87.05m×16.5m×47m。
工程效益 地下廠房安裝水輪發(fā)電機(jī)3臺(tái)，單機(jī)容量100MW，總裝機(jī)容量300MW，保證出力49.7MW。年發(fā)電量10.71億kW·h。
主要工程量、工期及總投資 大壩開(kāi)挖工程量63.8萬(wàn)m3，砼工程量58.9萬(wàn)m3。江口水電站工程采用右岸隧洞過(guò)流，一次攔斷全河床，汛期土石圍堰過(guò)水的施工導(dǎo)流方案。
二、主要工程特點(diǎn)
江口水電站位于復(fù)雜的巖溶地區(qū)。水庫(kù)岸溶滲漏是關(guān)系到江口水電站能否興建的關(guān)鍵問(wèn)題。經(jīng)過(guò)我院30余年的勘察研究，采用大面積巖溶水文地質(zhì)調(diào)查、鉆探與長(zhǎng)期觀測(cè)、航片解釋、岸溶洞穴追索、電磁測(cè)探及連通試驗(yàn)等綜合勘測(cè)手段，從巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖溶系統(tǒng)水均衡、巖溶發(fā)育史、地下水補(bǔ)排條件及地表地下水網(wǎng)演變等方面進(jìn)行綜合分析研究，得出了水庫(kù)不存在巖溶管道型滲漏；可能存在的溶隙性滲漏，不影響水電站的安全和正常運(yùn)行，并可采取防滲措施處理的結(jié)論，為江口水電站興建奠定了基礎(chǔ)。
在水工設(shè)計(jì)中，為適應(yīng)江口水電站的復(fù)雜壩基，在壩體應(yīng)力分析中，采用徑向纖維直線理論的全調(diào)整分載法編制的“拱壩分析與優(yōu)化軟件系統(tǒng)”作為體形優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本工具，并采用長(zhǎng)江委長(zhǎng)江科學(xué)院提出的多拱多梁法與有限元壩基的耦合算法，進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，比較了近百種體型，還采用經(jīng)長(zhǎng)江科學(xué)院改進(jìn)后可快速求解大型問(wèn)題的P型有限元程序FIESTA進(jìn)行三維應(yīng)力分析；最終采用拋物線雙曲拱壩，厚高比0.16,達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的目的。江口水電站采用壩身集中泄洪，壩下水墊塘消能方案。為解決拱壩集中泄洪空中碰撞消能帶來(lái)的霧化嚴(yán)重問(wèn)題，表孔采用平面擴(kuò)散加齒坎、中孔采用不對(duì)稱(chēng)寬尾墩，縱向拉開(kāi)，挑跌流結(jié)合方式，達(dá)到了減輕霧化，均化水墊塘負(fù)擔(dān)的目的；結(jié)合優(yōu)化調(diào)度，水墊塘長(zhǎng)度縮短至160m。地下廠房采用巖錨式吊車(chē)梁，減少了主廠房的開(kāi)挖跨度。
江口水電站機(jī)組的選擇設(shè)計(jì)，充分考慮了電站調(diào)峰調(diào)頻運(yùn)行、中低水頭、長(zhǎng)引水系統(tǒng)地下電站要求，并據(jù)此確定機(jī)組參數(shù)、水輪機(jī)加權(quán)平均效率達(dá)93.48%，達(dá)到目前國(guó)際先進(jìn)水平。地下廠房通風(fēng)空調(diào)采用串聯(lián)直流式氣流系統(tǒng)，室外空氣，經(jīng)通風(fēng)洞引入到廠房發(fā)電機(jī)層拱頂，下送至發(fā)電機(jī)層、水輪機(jī)層，母線洞、主變洞，最后排出廠外；送風(fēng)空氣一次使用，不回風(fēng)，確保了廠內(nèi)空氣環(huán)境的品質(zhì)；在控制系統(tǒng)中，采用分層分布全計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，LCU與現(xiàn)地設(shè)備采用數(shù)字通信，調(diào)節(jié)和控制應(yīng)用冗余容錯(cuò)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電站無(wú)人值班，少人值守。
在施工導(dǎo)流工程中，采用鋼筋籠塊石、土工格柵加筋溢流面的土石過(guò)水圍堰；對(duì)石渣堆積的堰體、砂礫覆蓋層及石灰?guī)r溶地基，采用混合漿液及穩(wěn)定漿液的塑性灌漿技術(shù)形成防滲帷幕，基坑實(shí)測(cè)滲水量小于50m3/h。采用二次風(fēng)冷骨料新技術(shù)，使夏季混凝土出機(jī)口溫度降至7℃以下，滿(mǎn)足了在高溫季節(jié)澆筑基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土的溫度控制要求。通過(guò)深入研究改善混凝土自生體積變化及通水幕冷卻技術(shù)，延長(zhǎng)接縫灌漿時(shí)間至5月底，滿(mǎn)足了拱壩封拱和提前擋水發(fā)電要求。
三、工程進(jìn)展
1999年5月開(kāi)工興建導(dǎo)流隧洞，2000年3月建成，并開(kāi)始通水。2000年4月開(kāi)始開(kāi)挖兩岸壩肩，2000年10月20日截流。2000年底開(kāi)始澆筑拱壩。工程靜態(tài)投資19.51億元，建設(shè)工期4年8個(gè)月。2003年3月首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，2003年10月建成。
江口水電站工程地質(zhì)勘察先后獲湖北省工程勘察一等獎(jiǎng)，2006年度全國(guó)工程勘察銅獎(jiǎng)。