隔河岩水库

简介

隔河岩水电站位于中国湖北长阳县长江支流的清江干流上，下距清江河口62km，距长阳县城9km，混凝土重力拱坝，最大坝高151m。水库总库容31.2亿立方米。水电站装机容量120万kW，保证出力18.7万kW。年发电量30.4亿kW·h。工程主要是发电，兼有防洪、航运等效益。水库留有5亿立方米的防洪库容，既可以削减清江下游洪峰，也可错开与长江洪峰的遭遇，减少荆江分洪工程的使用机会和推迟分洪时间。1987年1月开工，1993年6月第一台机组发电，1995年竣工。

上游电站进水口隔河岩水电站坝址处两岸山顶高程在500m左右，枯水期河面宽110～120m，河谷下部50～60m岸坡陡立，河谷上部右陡左缓，为不对称峡谷。大坝基础为寒武系石龙洞灰岩，岩层走向与河流近乎正交，倾向上游，倾角25°～30°、岩层总厚142～175m；两岸坝肩上部为平善坝组灰岩、页岩互层。地震基本烈度为6度，设计烈度7度。

坝址以上流域面积14430平方公里，多年平均流量403立方米/s，平均年径流量127亿立方米。实测最大洪峰流量18900立方米/s，最枯流量29立方米/s。多年平均含沙量为0.744kg/立方米，年输沙量1020万t。工程按千年一遇洪水22800立方米/s设计，相应库水位202.77m，按万年一遇洪水27800立方米/s校核，相应库水位204.59m，相应库容37.7亿立方米。正常蓄水位200m，相应库容34亿立方米。死水位160m，兴利库容19.75亿立方米。淹没耕地1138公顷，移民26086人。

清江是长江出三峡后接纳的第一条较大支流，全长423km，流域面积17000平方公里，基本上为山区。流域内气候温和，雨量丰沛，平均年雨量约1400mm，平均流量440立方米/秒。开发清江，可获得丰富的电能，还可减轻长江防洪负担，改善鄂西南山区水运交通，对湖北省及鄂西南少数民族地区的发展具有重要意义。

工程

隔河岩水电站厂房内景隔河岩水电站位于湖北省长阳县城附近的清江干流上，距葛洲坝电站约50km，距武汉约350km。电站建成后主要供电华中电网，并配合葛洲坝电站运行。

坝址处多年平均流量390立方米/s，年水量123亿立方米。清江含砂量较少，多年平均含砂量为0.744kg/立方米，坝址处多年平均输砂量约1020万t。坝址岩层为寒武系石龙洞组灰岩，岩层厚148～185m，断层及裂隙发育，又有不同程度的溶蚀洞穴存在，因此应注意岩溶渗漏及两岸拱座部位的稳定问题，但经处理后可满足修建高坝的要求。坝址地震基本烈度为6度。库区两岸山体雄厚，绝大部分库段无水库渗漏问题，仅罗家坳河间地块的石龙洞组灰岩，存在溶隙性渗漏，通过多年地质勘探分析，不存在贯穿分水岭的岩溶管道，不会产生危害性渗漏。库区岸坡存在不稳定体多处，因距坝址较远，不致造成威胁工程安全，但应注意库岸局部失稳对移民安置的影响。当正常蓄水位200m时，水库面积72平方公里，干流回水长度95km。水库淹没涉及长阳和巴东两县，绝大部分在长阳县。按0年一遇洪水标准移民，迁移人口26086人；按5年一遇洪水标准征地，淹没耕地约17086亩（其中水田4361亩）。

隔河岩水电站为清江干流主要梯级之一，以发电为主，兼有防洪及航运等综合利用效益。当正常蓄水位200m时，库容31.2亿立方米，死水位160m时，库容12．2亿立方米，调节库容21．8亿立方米，具备年调节性能。厂房内装4台单机容量30万kW水轮发电机组，总装机容量120万kW，保证出力18．7万kW，年发电量30．4亿kW·h。电站建成后将成为华中电网的调峰、调频骨干电站之一，与系统内葛洲坝、丹江口及其他水电站补偿调节，可发挥更大的效益。水库正常蓄水位以下预留5亿立方米防洪库容，对提高荆江河道的防洪能力将产生有利的影响。目前通过坝址的货运量为20万t，另有木材5万立方米，常年可通航15～20t船只，待隔河岩及下游高坝洲建成后，可形成长约150km的5级航道直通长江。

隔河岩水电站为一等工程，枢纽由泄洪建筑物、引水式地面厂房、开敞式开关站及斜坡式升船机等组成。大坝最大坝高151m，坝顶弧长665.45m；溢流坝段布置在河床中部，坝顶表孔7孔，表孔堰顶高程181.8m，孔口尺寸为12m×18.2m；深孔孔底高程134 m，,孔口尺寸为4. 5 m X6.5m；底孔孔底高程95 m，孔口尺寸为 4.5mX6.5m。两级垂直升船机布置在左岸，按5级航道，最大船舶吨位300t及年运输能力270万t进行设计。

隔河岩水电站对外交通采用公路交通方案。施工导流采用枯水期隧洞导流、汛期围堰和基坑过 水的导流方式，导流标准3000立方米/s。导流隧洞布置在左岸，全长951m，其中进出口明渠分别为128m和199m，洞身段624m，隧洞断面尺寸（宽×高）13×16m。

工程由长江流域规划办公室设计，经过投标招标选定葛洲坝工程局和铁道部第十八工程局等施工。1986年10月主体工程开工，至1988年底导流工程已完工，两岸（包括厂房高边坡）开挖正在 进行，并已进行混凝土浇筑。预计1992年开始发电，1993年工程竣工。

枢纽布置

隔河岩水电站厂房外景隔河岩水电站枢纽建筑物由河床混凝土重力拱坝、泄水建筑物、右岸岸边式厂房、左岸垂直升船机组成。

大坝坝顶高程206m，坝顶全长665.45m，坝型为"上重下拱"的重力拱坝，其封拱高程左岸为150m，河床为180m，右岸为160m，上游坝面采用铅直圆弧面，外半径为312m。下游坝坡：上部重力坝为1∶07；下部重力拱坝为1∶05，其间用铅直线联结。拱圈平面内弧采用三心圆，靠近拱冠部位采用定圆心大半径等厚圆拱，拱端部位采用变圆心小半径贴角加厚，坝坡随之渐变为1∶0.75。顶拱中心角80°。

溢流段位于坝的中部，溢流前缘长度为188m。共设7个表孔，4个深孔和2个放空兼导流底孔。表孔堰顶高程181.8m，尺寸为12m×18.2m。深孔孔底高程134m，尺寸为4.5m×6.5m。底孔孔底高程95m，尺寸为4.5m×6.5m。各孔口均用弧形闸门控制操作，并在其上游设检修平板闸门。表孔在设计和校核条件下的泄洪能力分别为17060立方米/s和19000立方米/s。?

电站厂房位于右岸河滩阶地上，采用隧洞引水。进水口设在大坝上游右岸山体边坡上，底部高程142.5m。4条直径9.5m的隧洞接直径8m的压力钢管，单机单洞，分别接至4台30万kW水轮发电机组。引水道总长4×599m，电站主厂房全长142m，基础宽38.6m。水轮机为混流式，转轮直径5.74m，设计水头103m，最大水头121.5m，最小水头80.7m，额定转数136.4r/min，额定出力31万kW，最高效率95.3%，单机最大引用流量328立方米/s。发电机为立轴三相同步半伞式，额定容量340MVA，额定功率因数0.9，额定电压18kV。副厂房紧靠主厂房上游侧，4台主变压器布置在厂房上游侧高程100m的平台上。出线为220kV和500kV各2回，高压侧均采用六氟化硫全封闭组合电器。

300t级垂直升船机位于左岸岸边，总升程124m分为2级，年通过能力为340万t。第一级与左岸重力坝相交叉，成为大坝挡水前缘的一部分，升程42m，可适合库水位变幅40m的要求。第二级位于左岸下游河滩，升程82m，衔接中间错船渠和下游河道。中间错船渠长400m，宽30m。升船机采用全平衡钢丝卷扬系统，承船厢有效尺寸为42m×10.2m×1.7m，带水总重量1400t。

工程施工

高边坡处理隔河岩水电站主体建筑物工程量：挖填土石方567万立方米，浇筑混凝土328万立方米（其中大坝混凝土265万立方米），金属结构总重25300t。

采取隧洞结合过水围堰方式导流。设计导流流量3000立方米/s，可保证枯水期连续6个月的基坑施工期。导流隧洞位于左岸，长695m，断面尺寸13m×16m，喷锚钢筋混凝土衬砌，洞内流速达15～20m/s。上游碾压混凝土围堰最大高度40m，体积近13万立方米，过水标准为12000立方米/s。下游土石过水围堰，顶面用10m×15m×1.5m混凝土护面，最大过堰流量7360立方米/s，隧洞在一年内打通，碾压混凝土围堰在87天内完成，实现了当年开工，当年截流的快速施工。

隔河岩水电站布置高、低辐射式缆机各2台浇筑大坝混凝土，缆机固定端设在右岸，移动端设在左岸。低缆机月设计生产能力每台2.5万立方米，高缆机月设计生产能力每台3.5万立方米。206m高程以上的混凝土浇筑则用10t塔机或门机进行。由右岸高、低2个砂石系统和混凝土系统供应混凝土，2个系统的生产能力均为360立方米/h。

在土石方开挖中，大量使用光面预裂爆破，特别是在厂房软弱夹层和大坝底部、拱座等开挖部位，改进了工艺，取得了良好效果。在引水隧洞施工中，使用了针梁模板全断面混凝土衬砌，并在衬砌中成功地施加环向预应力。

工程技术问题

(1)坝址河谷岸坡陡峻，坝基灰岩呈弧形带状分布，坝址距页岩太近，采用上重下拱，上部封拱高程不同的重力拱坝，适合坝址地形、地质特点，改善了坝体内应力分布，与重力坝相比，可节省混凝土约70万立方米。

(2)大坝最大下泄流量达23900立方米/s，上下游水位差104.7m，入水单宽流量为191.2立方米/秒；并且还存在下游页岩抗冲能力低，拱坝泄洪引起的水流集中等问题。为适应上述特点，采用表孔、深孔和底孔的3层布置，以表孔为主、深孔为辅的泄洪方式。同时采用不对称宽尾墩结合"水垫池"的消能布置，取得了良好的消能效果。

(3)厂房引水隧洞出口高边坡，施工期间最大坡高155～222m，永久坡高110～170m，上部为石灰岩，下部为软弱页岩，2种岩层之间还有软弱夹层，为了防止边坡失稳，采用分区、逐级下挖的施工方法，以及采用混凝土置换软弱夹层、系统锚杆结合喷混凝土、深层预应力锚索、排水系统等加固措施和加强监测的手段，使这一复杂问题得到了满意的解决。

(4)坝基岩溶及顺河断裂构造发育，防渗帷幕线长达1.5km，帷幕灌浆总进尺达22万m，最大孔深达130m，最大月灌浆进尺达1万～2万m且灌浆工艺复杂，这一问题的解决，为岩溶地区帷幕灌浆施工提供了新的经验。