工程概述
銅街子水電站於1985年開工,1992年12月第一台機組發電,1994年12月竣工。
壩區位於大渡河高山峽谷到丘陵寬谷的過渡帶,壩址正處於峽谷出口處。河谷寬400m,左岸岸坡平緩,右岸較陡,兩岸沖溝發育。壩址出露地層為二疊系峨眉山玄武岩和沙灣組頁岩。大壩建基面以下分布有連續的軟弱夾層及層間錯動帶,斷層、裂隙發育。河谷左右各有一個深槽。左深槽深70m、寬40m,充填物為沖積、洪積層,並有20m厚的沙層。右深槽深30m、寬80m,充填物為沖積層。谷底分布有4條斷層,斜貫整個樞紐區。地震基本烈度為7度。
壩址以上流域面積7.64萬km2,占大渡河流域面積的98.7%。年平均流量1490m3/s,年平均徑流量473億m3,實測最大流量10800m3/s。500年一遇設計洪水流量13100m3/s,相應水位474.6m。萬年一遇校核洪水流量16400m3,相應水位477.7m,正常蓄水位474m。汛期限制水位469m,死水位469m,調節庫容0.3億m3,屬徑流式水電站。年平均輸沙量2360萬t。水庫淹沒耕地800hm2,遷移人口6703人。
樞紐布置
樞紐自右至左為:右岸堆石壩、筏閘、右岸混凝土擋水壩、混凝土溢流壩、廠房、左岸堆石壩、左岸碾壓混凝土壩。壩線總長1009.84m,壩頂高程479m。右岸堆石壩為鋼筋混凝土心牆堆石壩,最大壩高32m。過木筏閘布置在河床右岸岸邊,採用兩級筏閘,每級長105m,寬15m,最大水頭差41m。漂木在水庫內集中,綑紮成木筏過壩,年過木量為80萬m3。右岸非溢流擋水壩為碾壓混凝土壩,是中國最早的碾壓混凝土壩。河床溢流壩也為碾壓混凝土壩,最大壩高82m,全長100m,設有5孔溢流堰,裝設14m×18.5m的弧形閘門,用底流消能,消力池長90m。最大下泄16400m3/s。
水電站廠房布置在河床中部,兩側各有5m×6m排沙底孔一個。廠房長130m,寬24m,高76m,裝有4台單機容量15萬kW的軸流轉漿式水輪發電機組。水輪機額定水頭31m,設計水頭40m,最小水頭28m,轉輪機直經8.5m,額定出力15.4萬kW。發電機為空冷半傘式,額定容量176.47MVA,額定電壓13.8kV,額定功率因數0.85。引水道為混凝土矩形斷面管道。副廠房與主變壓器布置在尾水平台上,4台三相主變壓器,每台額定容量180MVA。電壓220kV出線4回,並留有2回500kV出線位置。左岸混凝土面板堆石壩跨過左岸深槽,建於70m深的覆蓋層上,最大壩高50m。
雙向門布置:軌距25.7,基距8.5.5,主動輪數/總輪數8/64/8,軌道型號120120電動機型號一2—60,制動器型號一2,2520,2597表3迴轉吊迴轉技術參數表迴轉速度0.405.45,迴轉角度8080。由兩套感測器及一套顯示儀表組成。門架機構各部件的連線,除門架上部結構與支腿,迴轉吊上支承頂梁與門架的主梁採用焊接外,其餘分段部位均採用高強螺拴連線。門機供電採用力矩電機驅動的電纜捲筒,門機移動距離440,電源設在門機移動的中間部位。門機的抗傾覆穩定性根據總體布置要求,門機上、下游側分別設有迴轉吊,當小車處於上游側,上游迴轉吊以80容量起吊攔污柵,迴轉吊臂桿在側門架外側時,單側門架的抗傾覆穩定係數在-8左右。
工程施工
主體工程總量為:土石方開挖414萬m3,土石方填築247萬m3,混凝土澆築271萬m3。採用分期導流。第一期先修建位於左岸灘地的導流明渠,由主河槽過水。第二期在主河槽修建上、下游圍堰,在圍堰保護下修建溢流壩和廠房,由導流明渠過流。後期在明渠進口泄水閘下放閘板截流;河水由設在溢流壩體內的2個導流底孔和2個永久底孔過流。導流明渠淨寬60m,進口處設有4孔泄水閘。1986年11月11日主河槽截流,實際流量為1000~700m3/s,龍口最大流速6.91m/s,最大落差3.04m,最大拋投強度1000m3/h。實際年澆築量為70萬m3。混凝土工廠位於壩址下游約800m,共4座拌和樓(1座4×3.0m3和3座3×1.5m3)。
施工導流採用斷流圍堰,在左岸擋水壩段設定導流明渠,明渠左擋牆及出口部分處於碎石土和砂卵石層地段,採用21個尺寸為30m×16m×26m(長×寬×高)的大沉井作為明渠左擋牆,明渠右側重力式導牆座落在弱風化細長柱狀節理玄武岩上,岩層節理髮育,有傾向河床的層內錯動帶及緩傾角裂隙等軟弱層,採用36根單根336噸位的預應力錨束和阻滑板的地基加固處理方案。
壩基處理
壩區地質條件複雜。出露地層為上二疊系峨眉山玄武岩和沙灣組砂頁岩。大壩建基面以下分布有連續的軟弱夾層及層間錯動帶,斷層、裂隙發育。河谷左右各有1個深槽。左深槽深70m,寬40m,覆蓋層中有20m厚的砂層。右深槽深30m,寬80m。谷底分布有4條斷層,斜貫整個樞紐區。
左岸混凝土面板堆石壩,跨越左岸深槽。為解決深厚覆蓋層承載能力和防滲問題,在其上游擋牆(即導流明渠左邊牆)下設2道厚1m的混凝土防滲牆,截斷深槽覆蓋層,2道防滲牆間設有5道橫隔牆,形成覆蓋層中的空間格架,在擋牆建基面下20m內,設定鋼筋籠。為解決細沙層液化問題,採用75kw大功率振沖器,穿透漂卵石層,形成振沖樁加固細沙層。混凝土主壩壩基下有傾向下游6°~8°的緩傾角泥化夾層,採用壓力為30MPa的高壓鏇噴水泥灌漿工藝,置換泥化夾層。
難題解決
壩基軟弱夾層處理:
混凝土大壩壩基下4~17m有一條軟弱夾層,採用高壓噴射沖洗和高壓水泥灌漿處理,灌漿壓力為30MPa。
左岸堆石壩基深覆蓋層處理:混凝土面板堆石壩跨越左岸深槽,槽中覆蓋層厚70m。為解決其承載能力和防滲問題,在其上游擋牆下設2道厚1m的混凝土防滲牆截斷深槽覆蓋層,2道防滲牆間設有5道橫隔牆,形成空間格架,在其中放入鋼筋籠,並澆築混凝土,自建基面的深度為20m。為解決其下的細沙層液化問題採用75kW大功率振沖器,穿透漂卵石層,形成振沖樁加固細沙層。
左岸邊坡加固:左岸因筏閘開挖而形成80m的高邊坡,其岩層為泥岩、砂岩和玄武岩,層間有傾向河流的軟弱結構面。共開挖了9個平硐,硐中澆築混凝土形成錨硐,然後設定兩排300t級預應力錨束共30根,在坡面上沿錨束縱橫方向澆築混凝土臥梁形成框架,整個坡面噴混凝土護面。
右岸邊坡加固:右岸邊坡由大片塊碎石夾粘土構成,其中有不利於穩定的軟弱面。採用了大型沉井群共21口,其中尺寸最大者為30m×16m×36m(長×寬×高)。
沖砂底孔:
銅街子水電站共有左、右2個沖砂底孔,具有排砂、泄洪的功能。由於大渡河來水含砂量大,對底孔的沖刷、磨損較為嚴重,公司每年安排對底孔進行輪流大修。
針對左沖砂底孔的沖刷、磨損情況,承擔該大修任務的檢修分公司完成了底板和底坎金屬結構的沖坑修補,底板過流面混凝土澆築,工作門滑道主軌與兩側邊牆金屬結構的裂縫修補,固定啟閉機減速器解體檢修,高度感測器、荷重感測器的檢查調整,工作門水封裝置、弔頭護罩、銷套、反向滑塊的更換,工作門定輪調整、無水試驗等檢修項目,解決了左沖砂底孔存在的隱患。