隔河岩水利樞紐:隔河岩水利樞紐(Geheyan Hydro Projec -百科知識中文網

隔河岩水利樞紐(Geheyan Hydro Project) 位於中國湖北省長陽縣境內長江支流清江幹流上，上距恩施市207km，

下距高壩洲水電站50km。工程開發任務以發電為主，兼有防洪、航運等綜合效益。水電站裝機容量1200MW，保證出力187MW，多年平均發電量30.4億kW·h，並承擔華中電網的調頻調峰任務。水庫總庫容34.4億m3，預留防洪庫容5億m3，既可以削減清江下游洪峰，也可錯開與長江洪峰的遭遇，減少荊江分洪工程的使用機會和推遲分洪時間。

樞紐概況

壩址控制流域面積14430km2，占全流域面積的85%，多年平均流量403m3/s，年徑流量126億m3，多年平均輸沙量971萬t。樞紐主要水工建築物設計洪水標準為1000年一遇洪水，洪峰流量22800m3/s，相應庫水位203.14m；校核洪水標準為10000年一遇，洪峰流量27800m3/s，相應庫水位204.59m。水庫正常蓄水位200m，相應庫容31.2億m3，死水位160m，興利庫容19.75億m3。

壩址處兩岸山頂高程500m左右，枯水期河面寬1l0m～120m，河谷下部50m～60m岸坡陡立，河谷上部右陡左緩，為不對稱峽谷。大壩基礎地層為寒武系石龍洞灰岩，岩性緻密堅硬，基岩內斷層、層間剪下帶及岩溶系統等較發育。壩區地震基本烈度為Ⅵ度，設計烈度為Ⅶ度。

樞紐布置

樞紐工程由混凝土重力拱壩、泄水建築物、右岸引水式水電站和左岸垂直升船機組成。主壩壩頂高程206m，

壩頂全長665.45m，最大壩高15lm。兩岸布置重力壩段，左岸壩肩高程120m～138m的建基面上設定重力墩；河床為三心單曲、上重下拱複合重力拱壩，外圓弧半徑312m，下游壩坡1:0.5～1:0.7。河床中部拱頂高程181m，向兩岸逐漸下降，左岸至重力墩頂150m，右岸至岸邊160m，拱頂以下橫縫灌漿，形成不同灌漿高程的拱壩，拱頂以上橫縫不灌漿，呈重力壩工作狀態，下游壩坡1:0.7，兩者之間設過渡段銜接。對於影響兩岸拱座穩定的軟弱結構面，採用阻滑鍵、傳力柱及加強山體排水等措施處理。

泄水建築物集中布置在大壩的河床中部，溢流前緣長度188m。共設7個表孔、4個深孔和兩個兼作導流的放空底孔。表孔堰頂高程181.8m，孔口尺寸為12m×18.2m。深孔孔底高程134m，孔口尺寸為4.5m×6.5m。底孔孔底高程95m，孔口尺寸為4.5m×6.5m。各式孔口均採用弧形閘門控制操作，並在其上游設平板檢修閘門。表孔體形採用不對稱寬尾墩，深孔體形採用窄縫挑流鼻坎。表孔在設計和校核條件下的泄洪能力分別為17050m3/s和19000m3/s。樞紐最大泄流能力為24000m3/s。防滲帷幕線路長1.5km，總進尺25.17萬m。

工程主要特點

上重下拱式重力拱壩新壩型大壩壩址河谷呈不對稱U形，壩基為厚180m堅硬的寒武系石龍洞組灰岩，其下為厚2

00m不透水但軟弱的石牌頁岩。採用上重下拱式重力拱壩新壩型，其特點是封拱線以上為重力壩，高度26m（拱冠）至46-56m（兩側）；封拱線以下為重力拱壩，壩軸經理半徑312m，拱頂中心角80，下游面採用三園心拱，拱端處用貼角加大斷面。這種特殊壩型可以有效地解決不對稱河谷造成左岸拱座地形高程不足的問題，並能改善壩體拱端應力狀態，是重力拱壩設計的一次成功的創新。

拱座深層處理是大壩的重要組成部分，其作用百對大壩拱座岩體中由剪下帶與順流向高傾角斷層構成的若干不滿足拱座基礎穩定要求的塊體進行加固。主要措施是深層洞挖和回填混凝土，形成橫斷剪下帶的阻滑鍵和沿斷層的傳力柱和置換洞等。阻滑鍵的斷面尺寸一般為3.5×3.5m或4.0×4.0m,傳力柱和置換洞斷面尺寸一般為3.0×4.0m拱座深層處理屬隱蔽工程,技術要求高,施工難度大,因對拱座穩定起重要作用而被喻為大壩的命根子。

樞紐施工

水電站位於右岸，引水式地麵廠房，4條直徑為9.5m的隧洞接直徑8m的壓力鋼管，單洞單機，分別接至4台300M

W的混流式水輪機組。隧洞採用預應力混凝土襯砌。廠房和壓力鋼管開挖形成170m的高邊坡，採用混凝土局部置換、設定預應力錨束及加強山體排水等措施處理。

通航建築物位於左岸，是中國第一座高升程300t級過壩的垂直升船機。設計最大年貨運量為340萬t，總升程124m。工程分為兩級，第一級為大壩擋水前緣的一部分，升程42m；第二級位於左岸下遊河灘，升程82m，與中間錯船渠和下遊河道相銜接。升船機採用全平衡鋼絲繩卷揚系統，承船廂有效水域尺寸42m×10.2m×l.7m，帶水總重1400t。

施工採用一次斷流、汛期基坑過水的導流方式。導流分初期和後期兩個階段。初期導流階段，枯水期圍堰擋水，導流隧洞泄流；汛期圍堰過水與導流隧洞聯合泄流。後期導流階段，枯水期由壩體擋水，底孔泄流；汛期由壩體預留缺口，與底孔和深孔聯合泄流。

主體工程量：土石方明挖841.67萬m3，洞挖66.2萬m3，混凝土澆築392.79萬m3，帷幕灌漿25.17萬m，固結灌漿19.13萬m，鋼材2.7萬t。

工程於1987年初開工興建，1993年6月第1台機組發電，1994年11月4台機組全部併網發電，1994年底基本建成，1997年樞紐工程通過竣工驗收，工程運行情況良好。

工程靜態投資35.83億元，總投資51.69億元，單位千瓦投資4300元。

樞紐規模

樞紐主要任務是發電，裝機4×30萬kw，年發電量30.4億kw.h，保證出力18.7萬kw.h。在清江於流梯級電站全部建

成後，年發電量可增至32.9億kw.h，保證出力達28.7萬kw，在華中電網主要起調峰調頻作用，改善供電質量。樞紐第二個任務是防洪，清江流域地處長江中游暴雨中心，歷史上洪水災害頻繁，又恰好在長江的荊江河段上游約20km，加之清江洪水常與長江洪水遭遇，更加重了荊江河段的洪水威脅，清江洪峰流量最大可達長江的15％。隔河岩水庫留有7～8億m3的防洪庫容，以1969年型清江洪水為例。可將洪峰流量18600m3／s削減至1300m3／s，大大減輕洪水對清江下游及長江河段的威脅。

樞紐效益

樞紐第三個任務是航運。清江灘多流急，陡漲陡落，航運十分困難，在其下游的反調節樞紐一一高壩洲樞紐建成後，水庫將淹沒險灘，形成長達150km深水航道，300t級船隊可從長江直達庫區，將有力地促進鄂西地區的社會經濟發展。

此外，清江流域廣布碳酸鹽類岩石峻岭重迭，奇峰座座，山青水秀，瀑布巨流，景色十分壯麗。兩岸溶洞發育，綿延不斷，如已發現的利川縣騰龍洞，高寬上百米，蜿蜒迂迴長達數十里。洞內有山有水，石筍千姿百態，鐘乳石和石漫組成許多奇觀異景。隨著清江流域的開發，沿江可形成獨特的國家山水公園，國內外遊客將紛至沓來。

水庫淹沒及環境影響

隔河岩水庫全長90km，總面積72km2，其中天然水面12km2，水庫淹沒耕地1.7萬畝，經濟林1.8萬畝，以及集鎮、工礦企業、公路橋樑等，共移民2.6萬人，移民安置及各項遷建、改建投資共3.21億元。水庫形成後，庫區及周圍將冬季趨暖，夏季趨涼，年溫差變小，降水量略有增加。由於庫水層化，泄水溫度夏半年低於天然水溫，冬半年高於天然水溫。目前清江水質良好，建庫後對水質沒有影響。淹沒區沒有大片森林，多為灌木叢及小塊疏林，野生大生物如獐、猴、灰鹿等早已遷至高山密林，不受蓄水影響。經論證，建庫後誘發水庫地震的可能性極少。

升船機

兩級垂直升船機設在左岸，提升高度分別為42m和82m，中間有長385m的通航渠道（其中200m為高架橋式通航渡

槽相連線，連同上、下游引航道，全長1405m。升船機最大過壩船舶為1艘300t分節駁，承廂有效尺寸為42×10.2×1.7m，年單向通過能力為170萬t，為國內第一座高升程300t級船舶的垂直升船機。
第一級升船機位於大壩第27壩段，由上閘首、承船廂室和下閘首組成，長63.5m，寬34m，建築總高度99.4m；第二級升船機塔式建築物，長61.8m，寬37.5m，建築總高度131m。承船廂帶水總重1370t，由56根鋼絲繩懸吊，其中40根繞過滑輪後與總重量1100t的平衡重塊相連，另16根鋼絲繩與卷揚機相連。升船機有一系列輔助設備確保船廂安全平衡地運行。
船舶上行過壩時，先進入第二級升船機，再經過中間渠道進入第一級升船機，然後再進入水庫，全部航程約30分鐘。
隔河岩升船機具有結構簡單、提升功率小、造價低和運行安全穩定等優點，它的建成將為我國高壩通航建設提供有益經驗，並列為三峽工程升船機中間試驗項目。

機電設備

隔河岩水利樞紐經國家計委同意利用加拿大政府混合貸款，引進主要機電設備。水輪發電機組兩台由GE Canada

與MIL TRACY聯合供貨，另兩台由國內哈爾濱電機廠成套供應，四台機組由中、加聯合設計。隔河岩水電站額定水頭103m，選用轉輪直徑5.74m的混流式水輪機額定出力310MW,額定點效率94.5%，加權平均效率92.41%，平均效率高於國內同類產品2%。1、2號發電機額定容量306MW，3、4號機為300MW。
電氣設備引進了發電機電壓封閉母線、220kV和500kV升壓變壓器及六氟化硫（SF6）全封閉電器（GIS），滿足了調頻調峰機組啟停頻繁的要求，提高了網路運行的穩定性和可靠性。

隔河岩水電站是華中電網調峰調頻骨幹電源，以後又可能成為清江梯級電站的調度通信中心，因此，電站有較高的自動化水平。機組和主要機電設備由計算機監控。監控系統採用貫穿全廠的雙冗餘乙太網匯流排結構，主站的各種設備、各機組及開關站的現地控制單元、公用設備控制單元以及通信控制單元等均直接掛上乙太網。主站雙機並聯工作，系統可靠性高。這一系統結構方案由長江委提出後為加拿大CAE公司採納，軟體由雙方合作開發，試運行中一次啟動成功，具有國內領先水平和世界先進水平。