基本介紹
- 中文名：李家峽水電站
- 外文名：Lijiaxia hydropower station
- 位置：青海省尖扎縣
- 成立時間：1995年（乙亥年）12月12日
- 總裝機：200萬kW
- 庫容：16.5億立方米
- 年均發電量：59億kW·h
簡介,基礎設施,規模,交通,特色,設計,工程施工,基本信息,工程截流,基礎處理,工程量,地質,布置,供電能力,採用技術,安全維護,意義,
簡介
李家峽水電廠於1995年12月12日成立，2000年1月1日劃轉到黃河上游水電開發有限責任公司。電廠實行新廠新體制，實現了運行維護與設備檢修、主業與後期服務、企業功能與社會功能三大分離。夏秋時節遊客可在湖中泛舟、垂釣，冬春季節可觀賞高原雪景，它給美麗古老的坎布拉風景區增添了一處特有的高原人文景觀。
基礎設施
電站安裝5台混流式水輪發電機組（一期4台，二期1台），單機容量40萬kW，總裝機200萬kW，年均發電量59億kW·h，是中國首次採用雙排機布置的水電站，也是世界上最大的雙排機水電站。4號機組採用蒸發冷卻新技術，在國內尚屬首例。水庫庫容16.5億立方米，為日、周調節。
規模
大壩為三心圓雙曲拱壩，壩長414.39 m，壩高155 m，壩頂寬8 m，壩底寬45 m。電站與西北30kV電網聯網，是西北第二大的水電站，主供陝、甘、寧、青四省，在系統中擔任調峰、調頻，汛期擔負基荷。電站以發電為主,兼有灌溉等綜合效益。電站4台機組分別於1997年2月 13日、12月10日、1998年6月6日、1999年12月10日投產，至2000年5月31日，累計發電量為110．5475億kW·h。
當地圖片
當地圖片交通
西寧――坎布拉，全程高速，每一個小時汽車1班。
特色
青海尖扎縣境內的李家峽水庫屬黃河上游第二階梯水電站之一，在著名的坎布拉國家森林公園下面，周邊由紅色砂岩形成的丹霞地貌的群山圍繞。陽光下山陽面紅褐、山陰面深褐，水淺處碧綠、水深處湛藍。群山峻峭，海拔近4000米，水面遼闊，深處逾180米。山水輝映，極其壯美。黃河由此流出，清澈見底，與尋常見到的黃河回然不同。
設計
李家峽水電站對外交通採用公路方案。施工導流採用圍堰一次斷流、隧洞泄流、基坑全年施工的導流方式。導流標準採用20年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核。由於攔河壩投資約占樞紐永久工程土建投資的一半，因此進行壩體體型最佳化設計，選擇重力拱壩的合理體型，對保證工程安全，減少壩體混凝土量，節省工程投資，加快施工進度，極為重要。經多方案比較後，最終採用三心圓拱的拱壩。這個方案與初步設計比較，約可節約：開挖量20萬立方米，混凝土約75萬立方米，投資約1．08億元。李家峽水電站由水電部西北勘測設計院設計。經過投標招標，導流工程及砂石混凝土系統標選定集團公司水電四局承擔施工任務。
當地圖片
當地圖片壩面模板採用預製鋼筋混凝土模板，
電站與西北330KV電網聯網，主供陝、甘、寧、青三省和寧夏回族自治區，在系統內承擔調峰、調頻，它不僅是西北地區最大的水電站，而且是中國首次設計採用雙排機布置的水電站，也是我國首次設計採用雙排機設計，世界上最大的雙排機布置的水電站。
工程施工
基本信息
電站由國家能源投資公司和西北陝、甘、寧、青投資建設，於1988年4月正式開工。1、2、3號機組分別於1997年2月18日、12月13日和1998年6月6日正式併網發電，4號機組於1999年11月投產發電。
李家峽水電站
李家峽水電站電站安裝 5 台混流式水輪發電機組（一期 4 台，二期 1 台），單機容量 40 萬 kW ，總裝機 200 萬 kw ，年均發電量 59 億 kw·h ，是中國首次採用雙排機布置的水電站，也是世界上最大的雙排機水電站。 4 號機組採用蒸發冷卻新技術，在國內尚屬首例。水庫庫容 16.5 億 立方米 ，為日、周調節。大壩為三心圓雙曲拱壩，壩長 414.39 m ，壩高 155 m ，壩頂寬 8 m ，壩底寬 45 m 。電站與西北 30 kV 電網聯網，是西北最大的水電站，主供陝、甘、寧、青四省，在系統中擔任調峰、調頻，汛期擔負基荷。電站以發電為主 , 兼有灌溉等綜合效益。電站 4 台機組分別於 1997 年 2 月 13 日、 12 月 10 日 、 1998 年 6 月 6 日 、 1999 年 12 月 10 日 投產，至 2000 年 5 月 31 日 ，累計發電量為 110 ． 5475 億 kw·h 。
工程截流
李家峽工程截流為上游已建成梯級電站條件下截流的典型。龍羊峽電站位於其上游 108.6km ，非汛期區間徑流甚少；劉家峽電站位於其下游 225.4km ，回水無影響。該工程採用隧洞導流，截流時段為 1991 年 10 月中旬，截流流量主要為龍羊峽發電下泄流量，在確定流量標準時綜合考慮了龍羊峽電站在西北電網中的骨幹位置和可能調度的出力變幅以及李家峽工程本身的截流難度，確定龍羊峽按 1 ～ 2 台機組運行時下泄流量 300 ～ 600m立方米 / 秒 作為設計標準，截流方式為自右岸向左岸單戧堤立堵，龍口寬度 40m 。 截流流量變化範圍 620 ～ 262立方米 /秒 。共拋投 15t 混凝土四面體 38 個， 20t 四面體 10 個， 0.8m × 0.8m × 2m 鋼筋籠 990 個，石碴 1100 車，總方量約 1 萬 立方米 。平均拋投強度 1 車 /1.5min ，最高拋投強度 1.3 車 /min 。在龍口合龍寬度達 8 ～ 12m 處，採用串聯鉛絲籠右岸單戧堤進占立堵截流。 1991 年 10 月 11 日 8 時 至 13 日 11 時順利合龍，總歷時 51h ，實際流量為 620 ～ 262立方米 / 秒 ，共拋投石渣 1 萬 立方米 和 15 ～ 20t 四面體、鉛絲籠等共 1000 余 立方米 ，實際截流落差 5.3m ，平均流速達 5.4m / s 。
李家峽水電站導流洞布置在壩址的右岸。導流洞中心穿越的地層為前震旦系深變質的黑雲母更長質條帶狀混合岩，其間夾有片岩和花崗偉晶岩脈，岩石破碎 , 裂隙發育。其中岩體Ⅳ、Ⅴ類圍岩占 34. 1%, 開挖成洞條件極差。導流洞按 20 年一遇的洪水設計 , 流量為 2000 立方米/ 秒，校核流量為 2500 立方米/ 秒。導流洞由進口明渠、進水塔、洞身、出口明渠 4 部分組成 , 總長為 1332 m。導流洞斷面為圓拱直牆型，開挖斷面為 16. 0 m× 19. 0 m至 12.0 m× 16.0 m不等 , 襯砌斷面為 ( 寬×高 )11.0 m× 14.0 m至 11.0 m× 15.0 m不等 , 底板縱坡i 0=0.73953%, 頂拱縱坡為i 1=0.65076% 。
李家峽水電站
李家峽水電站李家峽水電站導流洞分上下兩層施工，上層開挖為全斷面掘進，高 5.5 ～ 6.5 m , 斷面面積 60 ～ 80 ㎡ 。導流洞身總長 1336.5 m， , 施工進度Ⅱ、Ⅲ類圍岩段月平均 120 m，最大達到 178 m ( 上半部 ) 。月進尺與地質條件有很大關係，如果是Ⅱ、Ⅲ類圍岩，每天放 2.5 茬炮，即日進尺 7.4 m ( 每茬進尺 2.8 ～ 3.0 m ) ，則月進尺可超過 200 m，但李家峽導流洞Ⅱ、Ⅲ類圍岩連續未超出 200 m，因此遇到地質條件差的地段，施工速度不得不降下來。
基礎處理
對左岸順河斷層 F20 共布置 5 層共 10 個混凝土抗剪傳力洞塞，有效抗剪面積達 450㎡ ，傳力塞插入斷層組下盤岩體之內，並對外圍岩石進行高壓固結灌漿，用 1000 根長 20m 的錨桿插入上盤岩體。對順河斷層 F26 ，除地表淺層置換牆外，還布置了 3 層平洞、 4 條豎井的格線狀深層置換系統。對右岸 F27 順河斷層，除挖除上盤孤立岩體，回填混凝土塞，並布置了 3 層平洞， 4 條豎井的格線狀深層混凝土置換系統。
李家峽水電站處高寒地帶，壩面模板採用預製鋼筋混凝土模板，基本形式有兩種：一種為“ п ”型，規格為 1.5 m × 1.5m （高 * 寬）；另一種“ П ” 型，有 1.5m × 3.0m 與 2.0 × 3.0 兩種。 2.0 × 3.0 規格的模板重 1.8t ，鋼筋用量 70kg ，它們的特點是結構簡單，立模方便，模板基本不變形、不漏漿，壩面外觀質量好，模板有保溫作用，減少保溫材料的損耗。
工程量
電站主要工程量：土石方明挖1122.5萬立方米，石方洞挖48.6萬立方米，混凝土澆築287.5萬立方米，鋼筋7.67萬t，帷幕灌漿19.1萬米，固結灌漿21.6萬米，排水孔22萬米，化學灌漿2.3萬米。
工程於1988年4月開工，1991年10月截流，1996年12月水庫蓄水，1997年2月第1台機組發電，1999年11月第一期工程機組全部投產，2001年第4季度竣工。工程總概算92.398億元。單位千瓦投資5775元。庫區人工湖面積達32平方公里，湖水碧綠，是發展水產養殖業的理想場所。
地質
壩址區河谷斷面呈“V”型，兩岸基本對稱，右岸谷坡約50°，左岸約45°，河槽寬約50m。壩址區基岩裸露，岩性為前震旦系變質岩，主要由較堅硬的條帶狀混合岩、斜長片岩相間組成，並穿插有花崗岩脈。壩址左岸下游存在深切的左壩溝，上部2160m高程以上岩體比較單薄，且受平緩斷層F34(傾向上游偏岸里)的切割，上盤岩石較破碎。壩址區扭性、扭張性的高傾角的順河斷裂較為發育，其中河床F20、F20-1、F50，和左岸上部的F26及右岸中部的F27貫穿河床及左、右兩岸；其次為壓性、壓扭性的順層擠壓破碎帶；再次為張性、張扭性高傾角斷裂；近壩庫區右岸存在1號滑坡，左岸存在2號滑坡。因此，近壩庫區滑坡的穩定及處理，左、右兩岸壩肩的穩定、變形及其處理，河床斷層的處理，以及大尺寸窯洞廠房設計與施工的研究等，是李家峽工程設計和施工中必須認真解決的重要技術問題。
布置
心圓雙曲薄拱壩壩頂高程2185m，最大壩高155m，壩頂寬8m，壩底寬45m，厚高比0.29，壩頂弧長438.4m。左岸重力墩長56.98m，高約28.5m。
李家峽水電站
李家峽水電站泄水建築物由傍山布置的左、右中孔和左底孔泄水道組成。左底孔進口高程2100m，工作弧門為5m×7m。泄槽全長200.5m，採用“燕尾式導擴坎”挑流消能。左中孔和右中孔進口高程為2120m，工作弧門為8m×10m。泄槽全長分別為215.7m和230.7m，均採用窄縫式挑流鼻坎消能。在設計和校核洪水時，泄水建築物可安全宣洩4100立方米/秒和6103立方米/秒。
壩後廠房採用新型的壩後背管、雙排機組布置形式，廠房尺寸為160.9m×48.5m×67.7m[長×寬(雙排機)×高]，進水口高程2130m，進水口事故快速閘門尺寸為8m×9m，採用一機一管布置，引水鋼管直徑8m，330kV開關站和5台SSP7—45000/330的主變壓器布置在廠、壩之間的平台上。開關站採用六氟化硫封閉組合電器。330kV的出線站布置在壩下游左壩溝口。
灌溉渠首分別由布置在左、右兩岸直徑為1.4m和1.6m的灌溉管組成。
李家峽水電站是中國第一座雙排機組布置單機400MW的大型水電站。電站總裝機容量2000MW的雙排機組廠房在20世紀末居世界首位。對雙曲拱壩壩肩岩體深層抗滑穩定採用抗剪傳力洞混凝土格線置換及大噸位預應力錨索加固；對近壩大型庫岸滑坡採用“削頭”減載和“壓腳”措施；對下游消能區滑坡則採用大型膜袋混凝土護坡，輔以錨索加固及加強排水等處理措施，為中國拱壩壩肩深層處理和大型滑坡綜合治理，積累了試驗研究、施工和安全監測的經驗。
供電能力
李家峽水電站以發電為主，當正常蓄水位2180m時，總庫容16．5億立方米，裝機容量200萬kW，保證出力58．1萬kW，年平均發電量59億kW·h，還可發展農田灌溉約10萬畝。電站樞紐建築物由攔河壩、泄水和引水建築物、壩後及地下窯洞式廠房，以及左、右岸灌溉渠首等組成。攔河壩為三圓心拱壩，最大壩高165m，壩頂弧長460m(包括重力墩長30m)。泄水建築物設2箇中孔、1個底孔，其中1箇中孔設於右岸，另一個中孔及底孔布置於左岸。通過整體模型試驗，調整各泄水建築物挑流水舌的落點橫向錯開，並沿河槽縱向拉開，以減小最大沖刷深度。廠房內安裝5台單機容量40萬kW水輪發電機組，其中壩後河床式廠房內設3台，右岸窯洞式地下廠房內設2台。安裝間位於壩後與地下廠房之間；左、右岸灌溉渠首的設計引水流量分別為5．0立方米/秒和3．0立方米/秒，最大設計引水流量分別為8.0立方米/秒和5.0立方米/秒。
採用技術
李家峽水電站蒸發冷卻發電機，在定子線棒內有若干空心導線，在導線兩端有供冷卻液和氣體循環的分氣嘴。線棒結構比較特殊，為了使蒸發冷卻系統的氣和液不泄漏、不堵塞，發電機定子下線是一個重要環節。為了確保4號機定子下線的工程質量，作為監理部門，主要採取了以下措施加以控制。
安全維護
李家峽工程初設審定壩型為拱形整體重力壩。由於河床壩基發育有多條順河向斷層，且多組構造相交切，岩體整體性較差。為減輕河床順河斷層的處理難度，提高工程的安全可靠度，節約混凝土工程量，將壩型最後調整為將大部分荷載傳向兩岸岩體的三圓心雙曲拱壩，更好地適應了地形地質特點，並節約混凝土量70萬立方米。李家峽拱壩體型最佳化專題獲國家科技進步二等獎。 由於大壩基礎地質條件複雜，各級軟弱結構面發育，大壩左壩肩、右壩肩部不同程度地存在以斷層結構為主要控制因素的抗滑穩定、變形穩定和局部滲透穩定問題；河床壩基也存在較嚴重變形穩定和滲透穩定問題，採用了混凝土回填置換、混凝土抗剪傳力洞、混凝土格線置換高壓水泥灌漿、化學灌漿、大噸位預應力錨索等特殊基礎處理措施，較好地解決了基礎穩定問題，在龍羊峽工程基礎處理成功的經驗基礎上，在國內外複雜地基高拱壩地基處理方面又有了較大的進步。
關於水庫滑坡穩定研究，提出了分期逐漸蓄水，不斷分析預測，最大限度地減少工程處理量的技術措施，最終節約工程投資5000萬元。該項研究成果獲國電公司科技進步三等獎。雙排機組廠房樞紐布置方面，將發電廠房布置為全壩後雙排機廠房，其前後機組的尾水管為上下兩層重疊布置。該廠房成為中國惟一一座，也是世界單機容量最大的雙排機組廠房，為中國窄峽河谷大型水電站的樞紐布置提供了成功的經驗。在國內首次採用表面土工防滲膜和膜袋混凝土護坡相結合的柔性表面防滲處理，加周邊錨固的處理措施，為乾旱地區邊坡治理積累了新的經驗。
李家峽工程壩型為厚度較薄的雙曲拱壩，引水發電鋼管經過比較，選定了下游壩面管的布置型式(簡稱壩後背管)。李家峽壩後背管的HD值屬於中國最大值，中國原有的鋼管設計規範中對背管設計又沒有明確規定。在設計中，對下游壩面管的受力條件、大壩結合部位的結構措施、背管的結構設計及計算等方面進行了深入的研究，為壩後背管的設計及鋼管規範的編制奠定了堅實的技術基礎。
