江西萬安水電站
一、工程概況
萬安水電站位于贛江中游，江西省萬安縣城以上2km，上距贛州90km，下離南昌320km，壩址控制流域面積36900km2，占贛江全流域面積的44%。根據(jù)贛江流域規(guī)劃，工程開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，同時(shí)還承擔(dān)贛江中下游的防洪任務(wù)，以及航運(yùn)、灌溉、水庫養(yǎng)殖等任務(wù)，是綜合效益比較顯著的大型水利水電工程，是目前江西省最大的水電站。樞紐自左至右由左岸非溢流壩段、表孔溢流壩段、底孔泄流壩段、河床式廠房壩段、右岸非溢流壩段、船閘、土壩及左右岸灌溉渠首等組成，萬安水電站最終規(guī)模設(shè)計(jì)蓄水位100m，水庫總庫容22.16億m3，初期運(yùn)用蓄水位為96m，樞紐工程按最終規(guī)模一次建成，移民工程分兩期實(shí)施。
萬安水電站自1990年第一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)以來，已充分發(fā)揮了工程的綜合效益，在發(fā)電方面，電站裝機(jī)5臺(tái)，單機(jī)容量100MW，截止2003年累計(jì)發(fā)電量160億kW.h。除電量效益外，在系統(tǒng)中還發(fā)揮了調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用作用。在航運(yùn)方面，淹沒了萬安至贛州的十八險(xiǎn)灘，使庫區(qū)90km航道得到徹底改善，枯水期可為下游增加0.2m航深。船閘為2×500噸級(jí)一級(jí)船閘，有效尺寸為175×14×2.5m。截止2001年底，累計(jì)開閘20612次，過往船只14.4萬艘次，總貨運(yùn)量818.3萬噸。防洪方面，在1994、1995、1997年遭遇較大洪水，最大入庫流量14300 m3/s，經(jīng)水庫調(diào)蓄后最大下泄流量為11500 m3/s，削減洪峰流量3000 m3/s，降低下游 、南昌等地贛江水位0.3～0.1m，發(fā)揮了工程滯洪和錯(cuò)峰作用，左岸灌溉渠首1994年開始供水，灌溉4萬畝農(nóng)田。
萬安水電站工程總投資為21.8億元。主體工程主要工程量：土石方開挖253萬m3，土石方回填207萬m3，砼澆筑151.0萬m3，帷幕灌漿23000m，固結(jié)灌漿23300m，金屬結(jié)構(gòu)制安12840t。
二、主要工程特點(diǎn)
萬安水電站壩址地處峽谷出口，枯水期河面寬約450m，地質(zhì)條件雖不很復(fù)雜，但斷層、軟弱夾層及深風(fēng)化槽是壩基的主要工程地質(zhì)問題。工程的主要特點(diǎn)是洪峰流量大，萬年一遇校核洪水達(dá)33900 m3/s。同時(shí)綜合利用要求較高，由于贛江是橫貫江西省的南北水運(yùn)大動(dòng)脈，所以要求施工期不斷航。根據(jù)以上特點(diǎn)，選擇了樞紐總布置為：泄洪建筑物和主廠房布置在主河床，船閘布置在右岸，使主要建筑物相互之間比較協(xié)調(diào)，順應(yīng)河勢(shì)較好，滿足了樞紐綜合利用要求。設(shè)計(jì)上充分利用了技術(shù)創(chuàng)新，主要有：
1、萬安船閘是目前我國(guó)設(shè)計(jì)水頭最高的單級(jí)船閘，按照當(dāng)時(shí)的船閘設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)選用復(fù)雜分散式輸水系統(tǒng)，國(guó)外高水頭（30m以上）單級(jí)船閘的輸水系統(tǒng)均十分復(fù)雜，相比之下，萬安船閘只采用了簡(jiǎn)單分散式輸水系統(tǒng)，成功地解決了高水頭船閘的水力問題及船舶停泊條件要求，大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)布置，節(jié)約了工程投資。同時(shí)在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)利用永久船閘解決施工期臨時(shí)通航問題，使主河床截流后就可利用永久船閘臨時(shí)通航。
2、萬安碾壓砼溢流壩壩高44m，壩軸線長(zhǎng)164m。該壩段設(shè)計(jì)采用了當(dāng)年處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先及先進(jìn)的若干新技術(shù)，如利用國(guó)家“七五”攻關(guān)課題《碾壓砼筑壩技術(shù)在大型水利水電工程中的應(yīng)用》的研究成果。在施工技術(shù)上，在國(guó)內(nèi)首次采用了皮帶機(jī)運(yùn)送砼，成功地解決了高落差砼骨料分離等技術(shù)難題；因采用過水圍堰，碾壓砼汛期長(zhǎng)間歇施工，增加了砼溫控防裂、汛期保護(hù)、新老砼結(jié)合等技術(shù)難度，施工中均予以攻克。1992年由能源部和水利部頒發(fā)的《碾壓砼壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》已將萬安水電站碾壓砼溢流壩作為我國(guó)早期建成的碾壓砼壩實(shí)例列入其中。
3、萬安水電站廠房是我國(guó)繼葛洲壩水電廠之后的又一大型河床廠房，在同期同類廠房設(shè)計(jì)中處領(lǐng)先水平。廠房部位結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀不規(guī)劃，容易發(fā)生裂縫。在結(jié)構(gòu)上優(yōu)化結(jié)構(gòu)形狀和采用合理的分層分塊，在砼配合比上盡量降低水泥水化熱，采用上述綜合措施之后，廠房砼只發(fā)生了少數(shù)表面裂縫，在國(guó)內(nèi)外已建工程中是少見的。
4、底孔壩段采用封閉抽排護(hù)坦，護(hù)坦周邊設(shè)封閉防滲帷幕以阻截各方滲流進(jìn)入消力池地基，并設(shè)置縱橫排水溝，形成統(tǒng)一排水網(wǎng)，從而全面降低揚(yáng)壓力，使護(hù)坦的厚度由4m減為2.5m，減少砼約2萬m3。同時(shí)合理采用分塊尺寸，邊長(zhǎng)小于10m，在施工和運(yùn)行中，護(hù)坦塊體沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，保證了抽排效果。經(jīng)原型監(jiān)測(cè)，護(hù)坦底部揚(yáng)壓力低于設(shè)計(jì)值，總排水量?jī)H為50～60l/min，并有逐年減小的趨勢(shì)，取得了較好的效果。
5、在國(guó)內(nèi)首次采用國(guó)產(chǎn)220kV GIS
220kV高壓配電裝置首次采用由我院與西安高壓電器研究所共同研制的ZF1-220型SF6GIS總體性能與日本三菱公司的SFHT型SF6GIS性能相當(dāng)，ZF1-220型GIS從1991～1992年10個(gè)間隔先后掛網(wǎng)運(yùn)行，斷路成功地開斷了電力系統(tǒng)內(nèi)外故障10多次。采用ZF1-220型GIS較SFHT型GIS節(jié)省工程投資達(dá)3000余萬元（按1986年價(jià)格計(jì)）。
6、優(yōu)化的深風(fēng)化槽處理措施取得成功。
左岸地基深風(fēng)化槽深8～18m，槽內(nèi)巖石性狀較差，作為大壩基礎(chǔ)，按常規(guī)應(yīng)該全部挖除。但施工工期緊，施工難度大，經(jīng)分析研究決定采用淺挖，采用結(jié)構(gòu)及灌漿處理方案，節(jié)約開挖石方1.2萬m3，砼0.5萬m3，減小了施工難度，爭(zhēng)取了工期。在灌漿工藝上，采用了丙稀酸鹽化學(xué)灌漿材料和濕磨細(xì)水泥漿材，成功地解決了細(xì)微裂隙的可灌性，使巖石灌后縱波速度達(dá)到4500m/s。經(jīng)工程運(yùn)行多年的檢驗(yàn)，滲控工程運(yùn)行正常，基礎(chǔ)揚(yáng)壓力小于設(shè)計(jì)值，大壩垂直位移1.5mm左右，蓄水運(yùn)行后，變形沒有明顯增加，說明基巖變形已趨穩(wěn)定，深風(fēng)化槽處理是成功的。
7、砼溢流壩和底孔壩體，弧形閘門支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，總結(jié)了國(guó)內(nèi)已建工程的資料，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究，提出合理的布筋方式，取消了傳統(tǒng)的不起作用的斜彎筋，加強(qiáng)了起作用的水平箍筋。此項(xiàng)成果已納入1997年頒布的《水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，所提出的研究報(bào)告獲得1994年水利部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。
8、為加快保護(hù)層爆破開挖速度，在國(guó)內(nèi)首次將小梯段爆破、孔底設(shè)柔性墊層、寬孔距小抵抗線、短間隔毫秒爆破技術(shù)綜合應(yīng)用于基巖保護(hù)層開挖，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)層一次爆破開挖。在萬安試驗(yàn)成功后，已向全國(guó)推廣。與常規(guī)的保護(hù)層分層爆破法相比，可降低造價(jià)45%，縮短保護(hù)層開挖工期50%。
三、工程進(jìn)展情況
萬安水電站 1984年11月，右岸一期圍堰截流，開始底孔壩段、廠房、船閘及土壩等施工，1989年11月二期截流成功，進(jìn)行二期工程表孔壩段等施工。萬安船閘于1989年11月投入施工期臨時(shí)通航，電站第一臺(tái)機(jī)組于1990年11月并網(wǎng)發(fā)電，1991～1992年2～4號(hào)機(jī)組，陸續(xù)投入發(fā)電，1993年5月30日水庫正式下閘蓄水；1993年6月船閘轉(zhuǎn)入永久通航，1994年工程基本完建，1996年元月由國(guó)家正式竣工驗(yàn)收，驗(yàn)收?qǐng)?bào)告鑒定書結(jié)論為“工程設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，主要機(jī)電設(shè)備制造質(zhì)量?jī)?yōu)良，工程實(shí)際運(yùn)行正常，發(fā)電已達(dá)到初期運(yùn)行的效益，防洪、航運(yùn)、灌溉效益也得到充分發(fā)揮”。萬安樞紐工程1999年2月獲水利部?jī)?yōu)秀工程設(shè)計(jì)銅質(zhì)獎(jiǎng)。