俁野川抽水蓄能電站位於日本本州島中國山脈東北部，地跨鳥取縣和岡山縣，是一座純抽水蓄能電站。
基本介紹
- 中文名：俁野川抽水蓄能電站
- 外文名：Matanogawa Pumped-storage Plan
- 地理位置：日本本州島中國山脈東北部
- 動工日期：1980年3月
- 壩高：69.3米
簡介,自然特性,樞紐布置,工程施工,工程特點,
簡介
Matanogawa Pumped-storage Plant
電站上水庫土用壩建在岡山縣新莊村、旭川水系（Asahigawa）上游土用河上，壩高86.7米，壩型為心牆堆石壩。下水庫俁野川壩建在鳥取縣江府町，日野川水系支流俁野河上，壩高69.3米，壩型為混凝土重力壩。上、下水庫用長約6公里的引水道連線，總落差529.1米，最大有效水頭489米。發電最大引水量300立方米/秒，水泵抽水最大揚程568.8米。電站裝機容量120萬千瓦。安裝4台單機30萬千瓦的立軸可逆混流式水泵水輪機，發電運行7h/d。1978年10月開始準備，1980年3月動工，第一台機組於1986年投產發電，預計於1999年工程將全部建成。
自然特性
上水庫壩址區地層主要由中生代末期的凝灰岩及侵入的花崗斑岩和玢岩岩脈組成。壩址區屬於弱地震帶。地表以下20～30米深度內岩石風化破碎。破碎頻寬度在0.5米以下，帶內充填物為半固結狀，但閉合良好。河床部位覆蓋層15米。
下水庫壩區地形呈“V”形峽谷，地質條件優越。壩區地層由古生代三群變質岩類的結晶片岩和花崗閃長岩組成。岩性緻密堅硬。右岸有10多條寬約0.2米順河向破碎帶，傾角近於垂直，河床部位有數米厚的堆積層。
電站廠房地層以花崗岩為主，局部有閃綠玢岩和類花崗岩侵入。其上游側為角頁岩，尾水側為類花崗岩。廠房頂拱有小範圍角頁岩分布，廠區內有破碎帶且與廠房大致正交，其中一條寬1～2米的破碎帶內夾有30cm的粘土夾層。
上水庫控制流域面積1.8平方公里，最高水位775.4米，最低水位740.5米，有效庫容670萬立方米。
下水庫控制流域面積48.9平方公里，最高水位264.4米，最低水位218.0米，工作水深28.4米，有效庫容670萬立方米。
樞紐布置
電站由上水庫、進水口、引水隧洞、上游調壓室、高壓管道、地下廠房、尾水調壓室、尾水隧洞、出水口和下水庫等建築物組成。
上水庫土用壩：位於土用河上，壩頂長480.0米，壩頂寬10米，上游壩坡1∶2.6，下游壩坡1∶2.2，壩體體積270萬立方米。側槽自由式溢洪道設在上庫壩右岸，進口寬38米。
下水庫俁野川壩：位於俁野河上，壩頂長185.0米，壩體積17.6萬立方米。大壩上部(高程240.3米)設定2個溢流孔，泄流能力為2×450立方米/秒，由弧形閘門控制；壩下部設定1個泄流底孔，泄流能力200立方米/秒，由弧形閘門控制，在205.0米處，設定有2條泄水管，#1管直徑1.3米，泄流量9立方米/秒，?#2管直徑1.5米，泄流量30立方米/秒。
上游進水口：進水口為傾斜式常規有壓進水口，總長242米。進水口段前沿寬30米(四孔)，高11.2米，之後漸變為直徑7.8米的圓形段，進水口段長44.47米，隧洞段長183.5米。進水口頂部設防渦格柵，入口流速小於1米/秒。
引水隧洞：引水隧洞長3.35公里，為圓形斷面，內徑7.8米，縱坡為8.3‰，最大流速6.2米/秒，引用流量300立方米/秒。採用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚0.7米。
上游調壓室：調壓室為圓筒阻抗式，其主體部位內徑20米，高112米，阻抗孔口內襯為鋼板，內徑4.4米，高22.2米。
壓力管道：壓力管道採用全埋型。由2根主管和4根支管組成，其間用球形岔管相聯。主管內徑5米；支管內徑為3～2.2米。豎井段內徑4.2米，高度440米。每條壓力管道由上部水平段、傾角48°的斜井段、中部水平段、豎井段和下部水平段組成，全長約1公里。在緊接調壓室下游設定鋼管閥室。
尾水隧洞：設有2條圓形斷面壓力尾水隧洞，內徑5米，襯砌厚度0.6米，?#1、?#2洞長度分別為1048米和1052米，發電流速5.67米/秒。4條尾水支洞，內徑4.2米，襯砌厚度0.7米，平均長度90.7米。4條支洞合併為2條主洞。
尾水調壓室：尾調室位於主洞與支洞的交叉點上，內設閘門，其形式與上游調壓室相同，亦為阻抗式。調壓室井體位於地下，其頂部設閘門室、卷揚機室。尾調室由上段圓筒形豎井(內徑15米，高72米)、下段橢圓形豎井(長徑14.4米，短徑6米，高29.5米)、底部阻抗孔(閘門槽孔，寬4.8米，高4.2米，長806米)三部分組成。
出水口：由隧洞段和漸變段組成。隧洞段長59.5米，寬5米，高5.8米，城門形。漸變段為矩形擴散段，長23.5米，寬度由5米變至19米，高度由5.8米變至9.5米。出水口處用隔墩分成4孔，頂部設定防渦格柵。尾水隧洞與出水口段連線處設有閘門井，斷面為橢圓形，長徑7.2米、短徑3.5米、高58.5米。工作門為平板門，寬5米，高5.8米。在閘門井的混凝土襯砌層內設定直徑800mm的通氣孔兼作人孔用。
地下廠房：廠房埋深約350米，離下水庫約900米，廠房開挖尺寸為：長155.5米，寬23.5米，高46米。安裝4台機組和2台主變壓器，機組間距41米。安裝廠設在中部，主變室設在兩台機組之間的水輪機層。閥門室布置在蝸殼進口處。
機電設備：水泵水輪機，發電工況時，最大出力30.9萬千瓦，最大水頭529.1米，額定水頭489米，最小水頭453.3米，引用流量75立方米/秒。轉輪直徑4.9米，轉速400r/min，比轉速83m-kV；抽水工況時，最大功率31.6萬千瓦，最高揚程568.8米，抽水流量55立方米/秒，水泵比轉速28m-m/s，吸出高度-63米。發電-電動機採用密封循環空冷式、半傘式結構。發電工況時，最大容量30.9萬kVA，額定電壓13.2kV，頻率60Hz。抽水工況時，最大輸入功率31.6萬千瓦。
工程施工
進水口隧洞開挖採用上半斷面先挖，後擴挖下半斷面。引水隧洞的施工，岩石較好的洞段採用全斷面開挖，其餘洞段採用上半斷面先挖，下半斷面擴挖。
壓力管道豎井深達440米，內徑4.2米，開挖直徑6.2米，是日本最大的豎井。採用開挖、襯砌交替進行。豎井井體開挖，上半部採用由上而下全斷面開挖，下半部用Alimak機向上開挖導井，再由上向下擴大。
廠房開挖：石方約15.7萬立方米，混凝土襯砌澆築約5.16萬立方米。1980年8月開工，1981年10月竣工，工期14個月。拱頂開挖時，先挖6.3米×7米的導洞，同時在兩側拱肩結合拱頂形狀開
挖邊側導洞，並進行噴錨，然後向中央進行頂拱擴挖和襯砌。在洞室主體擴挖中，採用小台階法(高度3米)分層開挖，為防止岩壁受損傷，各層中部先挖，靠近邊牆處後挖，並採用光面爆破。
工程特點
(1)電站引水系統橫跨兩條水系，長達6公里，是日本最長的地下引水系統。由於水頭較高(設計水頭825米，HD為3465米)，地下圍岩地質較差，壓力鋼管設計時考慮由鋼管承受全部內水壓力，壓力鋼管厚度為26～59mm，球形岔鋼管厚度達83mm，採用了高強度HT-80級鋼材製造，是日本規模最大的壓力鋼管。
(2)電站廠房深埋地下350米，拱頂斷面為蘑菇形，減少了拱肩嵌入的深度，從而降低了邊牆鬆弛應力。將4台機組、2台主壓器和安裝間緊湊地布置在一起，顯然是經濟的。
(3)安裝間布置在廠房內機組水輪機層，並保留其下部岩體作為支撐，提高了結構強度。這種布置低壓母線最短，高邊牆水平位移可減少30%，圍岩鬆弛深度減少20%。在日本抽水蓄能電站中，幾乎都以這種布置作為典型。
