漫湾水电站

Manwan Hydropower Station


概  述

  漫湾水电站位于中国云南省西部云县和景东县交界处的漫湾河口下游1km的澜沧江中游河段上,距临沧140km,至大理市200km,该水电站以发电为单一开发目标。混凝土重力坝,坝高132m,总库容9.2亿m3,第一期工程装机125万kW,保证出力38.42万kW,年发电量63亿kW·h;上游建小湾水电站后,本电站第二期工程装机25万kW,装机总容量达150万kW,保证出力79.6万kW,年发电量可达78.8亿kW·h。
  漫湾电站1986年5月1日正式开工,1987年12月大江截流,1993年6月第一台机组并网发电,1995年6月5台机组全部投产运行,一期工程基本建成。
  坝址位于反"S"形急拐弯的下段,河谷狭窄,底部宽度仅60余m,在高程1000m处,宽约420m。左岸山体单薄,三面临江,为40°左右的均匀山坡。右岸山体雄厚,地形坡度为20°~35°。坝址外围地质构造比较复杂,但坝址处于以临沧-云县花岗岩基为主体的岩浆边缘的相对稳定区,地震基本烈度为7度。电站工程地质区主要岩层为中三迭纪流纹岩,岩性较均一。河床冲积层浅(4~7m),下伏弱风化层薄,透水性弱,岩层中脉状承压水埋藏较深。
  坝址控制流域面积11.45万km2,多年平均流量1230m3/s,正常蓄水位为994m,死水位为982m,非常洪水位997.5m,总库容9.2亿m3,调节库容2.58亿m3,为季调节水库。水库面积23.9km2千年一遇设计洪峰流量为18500m3/s,5000年一遇校核洪峰流量为22300m3/s,可能最大洪水流量25100m3/s。多年平均输沙量4000万t,实测最大含沙量14.3kg/m3,平均含沙量1kg/m3

枢纽布置
  主要由拦河大坝、电站厂房、泄水建筑物等组成。
  拦河大坝为混凝土重力坝,最大坝高132.0m,坝顶高程1002.00m,坝顶长418.0m,共分19个坝段,其中,1~7号坝段为非溢流坝段;8、14号坝段各布置1个内径为6m的冲砂底孔;9~13号坝段为溢流坝段,在945.00m高程各布置1条内径为7.5m的发电引水钢管,在974.00m高程布置5个13m×20m(宽×高)的溢流表孔;15号坝段在925m高程处布置2个断面尺寸为5m×8m(宽×高)的泄流底孔;16~19号坝段为非溢流坝段。
  漫湾电站的泄洪方式是以坝顶5个表孔为主,辅以左岸泄洪隧洞和左岸泄洪双中孔,左、右岸排沙底孔(兼放空水库)。溢流坝顶的5个溢流表孔,每孔设13m×20m(宽×高)弧形闸门,堰顶高程974.0m,采用1号、3号、5号表孔为高坎(35°)和2号、4号为低坎(23°)的双层差动扩散挑流,坝下设水垫塘消能方式。泄洪洞位于左岸山体内的1号导流洞上部,与1号、2号导流洞呈品字形布置。泄洪洞进口高程965.5m,由墙式进水室、有压隧洞、无压隧洞、出口反弧段及曲面贴角异型挑流鼻坎组成。进水室长41.72m、宽19m,内设12m×13.5m(宽×高)的平板检修门和12m×12m(宽×高)的弧形工作门各一道。弧形工作门前为有压进水口,控制尺寸12m×12m(宽×高),洞身为城门型无压隧洞,洞长304.98m,净断面尺寸宽12m、高15.5~14.0m。出口段长67.28m(包括明拱段、反弧段和曲面贴角挑流斜鼻段)。泄洪洞设计泄洪量为2310m3/s,最大泄洪量为2560m3/s。各泄洪建筑物全开时泄洪量为16805m3/s。
  厂房为坝后厂房顶溢流式,全封闭结构,主厂房总长度为195.0m,高59.9m,净宽34.5m,顶拱矢高3.13m,顶拱厚度4.0m,机组间距为26m。安装6台单机容量为25万kW的机组,水轮机机型为立轴混流式水轮机,其中第一期工程装5台,以4回220kV、3回500kV输电线路出线;二期工程再增装1台25万kW机组。机组最大水头为100m,设计水头为88.12m,额定水头为89m,最小水头69.3m。220kV变电站和500kV变电站分别重叠布置在左右安装间顶部,均为户内式。

工程施工
  采用隧洞导流方式。2条导流洞总长为881m,平行布置于左岸。1号导流洞为有压隧洞,洞长458m,洞身为15m×18m(宽×高)方圆形断面,进口底板高程890m,出口底板高程887.84m,隧洞底坡为0.005。2号导流洞为有压短管进口、洞身为无压隧洞,洞长423m,进水口收缩断面尺寸15m×15.3m(宽×高),洞身亦为15m×18m方圆形断面,进口底板高程895.2m,出口底板高程891.29m,洞身底坡0.0102。
  采用下部混凝土防渗墙,上部粘土心墙堆石围堰。上游围堰位于河流弯段,布置于1号导流洞进口下游约60m处。河底高程880~888m,冲积层厚度一般为10m。河床两岸地形不对称,左岸陡于右岸。下游围堰位于顺直河段,布置于水垫塘下游,距1号导流洞出口距离30m。河底高程881m~884m,冲积层厚度5~7m,地形亦为左岸陡、右岸缓,右堰肩下游有冲沟汇入,地形完整性较差。上下游围堰地质条件较好。
  上游围堰顶高程940m,最大堰高56m,堰顶宽度为10m,上、下游边坡均为1∶2。
  下游围堰顶高程914.5m(后期度汛加高至916.5m),堰顶宽度10m,上、下游堆石边坡亦为1∶2。   
  截流选定上游单戗堤立堵方案,截流进占方向由右岸向左岸,截流时间为1987年12月中旬,截流标准为P=5%(旬平均)、Q=798m3/s。截流戗堤轴线长101.4m,顶宽设计为24.5m,最大高度12.5m,上下边坡均为1∶1.5,戗堤头部边坡为1∶1.25,龙口宽度定为56m。
  主体建筑物工程量(1995年6月止,即一期工程):土石方开挖399.5万m3,其中明挖338万m3,地下石方开挖61.5万m3(电站施工区内)。混凝土浇筑271万m3(其中:大坝、厂房、水垫塘为227万m3)。固结灌浆27300m2,帷幕灌浆7100m2,接缝灌浆86200m3。金属结构安装10740t,钢材3354t。
  导流洞最高开挖月进度达27m;基础开挖平均月开挖强度达8万m3左右,最高月开挖强度为12万m3;大坝混凝土浇筑有效施工期约36个月,最高月浇筑强度接近9万m3。从大江截流至第一台机组发电有效工期为50个月。
  漫湾大坝混凝土使用人工骨料,设计生产能力为120万m3/年,月最高生产能力为12万m3。2座混凝土拌合楼设计生产能力为9万m3/月。制冷系统紧靠拌合楼布置,由一座制冷能力为233万kcal/h的冷水厂和2座制冷能力为371万kcal/h的冷冻楼组成。
其  他
  由于漫湾电站附近缺乏粉煤灰作为掺和料,在电站建设过程中经过大量科学试验,成功的以凝灰岩代替粉煤灰作为掺和料,而且掺量大(电站混凝土共约掺10万t),在水工建筑物中,较好地简化了混凝土的温控措施,保证了质量,节约了水泥,降低了工程造价,加快了施工建设。
  1993年6月第一台机组提前投产发电时,按设计要求,库水位必须要蓄至978m以上,方能形成厂前挑流水舌跃入厂后水垫塘,不致砸击厂顶与尾水平台。但由于1993年汛前表孔弧形门不具备安装条件,表孔弧形门不投入使用,就无法将水位蓄至978m,当大坝表孔泄洪时水舌将会碰击厂顶,对厂房安全有较大威胁。经过水工模型试验、结构计算分析、严密的水库调度措施,圆满地解决了这一问题,保证了电站建筑物的安全,同时又实现了电站提前半年投产的目标。
  漫湾电站机组成功地引进了筒形阀技术,这在国内大型机组中还是首次采用。通过机组实际运行和筒形阀静水、动水、带负荷关闭试验,证明筒形阀关闭、开启灵活,操作自如,安全可靠,特别是应用在多泥沙河流电站中,对减少机组磨损更是有利的。
  在漫湾电站建设过程中,还成功地解决了左岸坡坍滑治理、厂房基础无压重固结灌浆、大吨位预应力锚索设计与施工以及全年大坝纵缝灌浆等重大技术问题。

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