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1、潘家口水利樞紐的設(shè)計經(jīng)驗摘要：文章總結(jié)了在潘家口樞紐設(shè)計中對樞紐布置、電站水頭變幅巨大、下池庫內(nèi)往反水流、水資源開發(fā)方式等重大技術(shù)問題、處理措施以及所采用的新技術(shù)，加寬尾墩式溢流壩、裸露式碾壓混凝土壩、變速運行等設(shè)計經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：水利樞紐混合式抽水蓄能電站寬尾墩式溢流壩變速運行碾壓混凝土1設(shè)計中的幾個重大技術(shù)問題 1.1樞紐布置 樞紐布置是整個樞紐設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)問題之一?！ ≡诔醪皆O(shè)計批準(zhǔn)后，我院在清華大學(xué)及本院科研所進(jìn)行了6個水工模型、5個方案的試驗研究，驗證了初步設(shè)計所推薦的樞紐布置是最優(yōu)方案，即右岸壩后式水電站的樞紐布置具有布置緊湊、管理運
2、行方便、施工簡單、投資省、上下游流態(tài)可基本滿足運行要求。該方案又經(jīng)長期的、大量的整體及斷面水工模型試驗研究后，進(jìn)一步完善了樞紐布置： 主壩泄洪建筑物由表孔和底孔組成，最大泄洪流量為56200m3／s，表孔共18孔，孔寬15m，挑流消能。4個泄洪底孔為深式一短管、明流槽以及挑流消能。由于施工的需要，將底孔由電站左側(cè)遷移至表孔中部，表孔則分兩段布置即右7孔、左11孔，兩段中間布置泄洪底孔?！ ∫缌鲏伍l墩由流線型改為平尾墩、左3孔又改為寬尾墩、通過試驗將挑流鼻坎高程抬高了3m，增加挑射角至30°等措施，達(dá)到了充分消能的目的，改善了左岸回流淘刷壩趾和下游沖
3、刷。溢洪道右端導(dǎo)墻加設(shè)了導(dǎo)向墩，電站左導(dǎo)墻加長80m，加長部分左折20°。這些措施避免了對廠房的沖擊，改善對尾水渠左導(dǎo)墻的沖刷，并大大減少了尾水渠出口淤積，為電站運行提供可靠的保證?！ ∨思铱陔娬臼且蛔旌鲜匠樗钅茈娬?，裝機4臺，其中1臺150MW常規(guī)機組、3臺90MW抽水蓄能機組。這座電站是我國目前最大的混合式抽水蓄能電站，其特點：一是電站水頭變幅巨大；二是常機組布置在同一個廠房內(nèi)；三是蓄能機組需要安裝在一期工程形成在廠房內(nèi)；四是設(shè)備多、且某些設(shè)備還有特殊的要求。這些特點和要求，給機組制造與廠房布置帶來復(fù)雜性。經(jīng)過周密的布置和詳細(xì)研究，并與廠家協(xié)
4、商，對機組的結(jié)構(gòu)做了修正和調(diào)整，才滿了運行和設(shè)計要求。 保壩措施經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇了加高大壩2.5m，樞紐泄流能力提高15％，最大泄量為56200m3/s。而樞紐增加投資僅占總投資的2％。因此該方案是經(jīng)濟合理的、也是可靠的?！ ?.2關(guān)于水庫誘發(fā)地震的研究 潘家口壩址與庫區(qū)有東西向、北東向及弧形構(gòu)造會入，構(gòu)造復(fù)雜，又有歷史地震的記錄。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織的規(guī)定，我院開展了關(guān)于水庫誘發(fā)地震的研究，通過擴大的地質(zhì)測繪、遙感、精密水準(zhǔn)測量、地應(yīng)力測試、地震臺網(wǎng)的監(jiān)測，10余年來還未觀測到水庫誘發(fā)地震的跡象。但根據(jù)國內(nèi)外工程經(jīng)驗，今后還應(yīng)加強監(jiān)測工作。
5、 1.3關(guān)于堿活性骨料的研究4 本料場的混凝土天然骨料，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)有燧石、凝灰?guī)r、流紋巖、粗石巖、蛋白石、安山巖等活性骨料，約占總量的30％，誦過巖相鑒定及化學(xué)法試驗確定，屬有害的堿活性反應(yīng)的材料。為此，又進(jìn)行了長度法試驗。試驗結(jié)果證明砂、骨料均不產(chǎn)生過量的膨脹，可評價為非活性骨料。由于缺乏骨料在混凝土中使用的經(jīng)驗，為安全可靠，設(shè)計仍用撫順低堿大壩水泥及摻粉煤灰等抑制措施。經(jīng)近20年的運行均未見異常?！ ?.4下池庫內(nèi)往返水流 混合式抽水蓄能電站下池布置在灤河干流上，因此需滿足泄洪要求，即建筑物應(yīng)能抗御大洪水沖淤的作用。下池工程為三級建筑物，
6、要求抵御28000m3／s的大洪水沖擊以及淤積造成的不利影響。為此電站左導(dǎo)墻按折線布置，挖除左岸灘地約100萬m3砂石，大大改善了尾水渠出口淤積問題。經(jīng)包括上下池整體水工模型試驗，證明大洪水過后，下池有效庫容損失約10％左右，而實際設(shè)計已留有足夠的余地，因此運行是可靠的，設(shè)計也是成功的。 1.5水資源開發(fā)與經(jīng)濟效益?！ ∮捎诰┙蛱频貐^(qū)缺水嚴(yán)重，因此水資源開發(fā)與利用成為當(dāng)時的一個核心問題，引起各方面的關(guān)注。在審查潘家口初設(shè)時，華北電管局明確提出在原供水、防洪及季節(jié)性電站的基礎(chǔ)上，在可能條件下，增設(shè)3×90MW抽水蓄能機組擴大裝機容量，使季節(jié)性電站變?yōu)?/p>
7、混合式抽水蓄能電站。其優(yōu)點：（1）結(jié)合供水發(fā)電，發(fā)電不降低供水的效益；（2）可避免在枯水時段或不需要供水時出力受阻甚至停機；（3）常蓄機組互補，可增加尖峰發(fā)電量，減少輸入電量，提高機組的綜合效率；（4）由于增設(shè)抽水蓄能機組，大大改善了電站在系統(tǒng)中的地位和作用。提高對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，具有明顯的調(diào)頻效應(yīng)，為系統(tǒng)提供了一個可靠的調(diào)峰電源。量增加了3.87倍，總峰荷電量達(dá)4.838億kW·h.峰荷電量大幅度增長的原因：抽水發(fā)電2.307億kW·h，另外在系統(tǒng)中填谷210～270MW，解放了火電機組調(diào)峰500MW。這種混合式水電資源開發(fā)的經(jīng)濟效益是十分明顯的。
8、 2設(shè)計中采用的新技術(shù) 2.1壩型 主壩采用了低寬縫重力壩，這種壩型是由寬縫重力壩發(fā)展而來的。為了區(qū)別，
