今市抽水蓄能電站位於日本櫪木縣今市北部山區、利根川水系(Tonegawa)支流鬼怒川上，與國立日光公園毗鄰。電站上水庫栗山壩高97.5米，壩型為粘土心牆堆石壩。下水庫今市壩建在櫪木縣，鬼怒川支流砥川上游，壩高75.5米，壩型為混凝土重力壩。上、下水庫用長3.1公里的引水道連線，最大有效水頭524米。裝機容量105萬千瓦。 1978年7月開始準備，1979年10月開工，1988年第1台機組投運。
基本介紹
- 中文名：今市抽水蓄能電站
- 地理位置：日本櫪木縣今市北部山區
- 河流：鬼怒川
- 開工時間：1979年10月
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今市抽水蓄能電站
Imaichi Pumped-storage Plant
自然特性
上水庫壩址基岩為輝石安山岩，右岸則為石英安山岩。河床部分有湖相堆積物。
下水庫壩址處山谷坡度約為40°左右，壩址基岩為石英斑岩和砂岩、粘板岩等，有15條破碎帶，除左岸的3條寬約50～100cm外，其餘均為小於30cm。
電站廠房基岩為砂岩、粘板岩、角礫岩。壓力管道附近有角頁岩，岩石質地堅硬密實，透水性小，廠房周圍有寬10～50cm的小斷層。節理間距10～40cm。
上水庫流域面積0.9平方公里，蓄水面積0.32平方公里。最高水位1090米，最低水位1063米，總庫容689萬立方米，有效庫容620萬立方米。
下水庫流域面積14.8平方公里，蓄水面積0.38平方公里。最高水位548.5米，最低水位527米，總庫容910萬立方米，有效庫容620萬立方米。
樞紐布置
電站上水庫栗山壩、土石壩，頂長340米，頂寬10米，體積220萬立方米。壩上游坡度(迎水面)1∶2.7，下游坡度(背水面)1∶2.0。壩側式溢洪道，設計泄水流量為52立方米/秒。
下水庫今市壩頂長205米，頂寬7.5米，體積165萬立方米。壩上游坡度(迎水面)1∶0.1，下游坡度(背水面)1∶0.8，壩頂溢洪道，設計泄水流量為506立方米/秒。
上游進水口為旁側式，高11米，寬18米。出水口也為旁側進水，高9.7米，寬34.75米。引水隧洞為內徑7.3米的圓形壓力隧洞，長1124.16米，最大設計水頭80米。引水調壓井為水室式。上水室高12米，寬9米，長84米；豎井高66.88米，內徑9米；下水室內徑7.3米，長50米。
壓力管道為洞內埋管型。包括上水平段、傾斜段、下水平段3段，下水平段後由1條分成3條。高壓管道內襯為無縫鋼管，外填混凝土，管徑分段漸縮，由7.3米變化至2.3米。從引水調壓井至第1叉管長898米，管徑7.3～5.5米；從第1叉管至第2叉管的長度22米，管徑4.5米，3條支管的長度分別為51、69、90米；管徑3.2～2.3米。
圓形尾水隧洞，在發電站下游約90米處，有3條內徑4.2米的隧洞，然後3條隧洞匯成一條，匯合後的隧洞內徑7.3米，長約871米。
電站廠房設在地下，距下庫約600米。洞室寬33.5米，長160米，高51米，斷面面積1420平方米，為鴨蛋形。挖方量20萬立方米。安裝了3台35萬千瓦立軸混流式可逆水輪發電機組。水泵水輪機，在水輪機狀態時，額定有效水頭524米，引用流量80立方米/秒，轉速429r/min；水泵狀態，當最小揚程528.4米時，最大流量59立方米/秒；發電電動機，發電時額定容量39萬kVA，電動機狀態時，額定輸入功率36.1萬千瓦。
工程施工
下庫壩今市壩施工中採用通倉薄層不分縫澆築工藝。採用貧混凝土，以控制混凝土發熱量。骨料最大粒徑150mm，每個澆築塊寬15米，最大長度65米，最大澆築量為953立方米。澆築層厚1～2米。相鄰壩塊高差少於12米。攤鋪厚度為50cm，用裝有4根?φ134mm振動棒的反向振動振搗。該壩混凝土澆築從1982年3月開始，到1984年12月全部結束。日最高澆築量1,340立方米，日最大澆築時間20h。
地下廠房的開挖，首先開挖拱頂處7.5米高、22米寬、160米長的範圍，開挖時，又先挖通中心導洞(7.5米×8米)，在導洞中取4個工作面同時擴寬，每個工作面為120米，每次爆破進尺2.5～3.0米。在設計面上，用光面爆破。洞室主體部位用階梯式開挖。用溜坡和豎井出碴。對洞室採用錨桿、錨索，噴混凝土支護襯砌。在發電機層以上，臨時支護兼作永久襯砌。錨桿長5米，預應力5t。錨索長15米，由4股?φ17.8mm鋼絲組成，預應力96t。噴混凝土，頂拱部位為4層，厚32cm；邊牆為3層，厚24cm，包括一層外層鋼纖混凝土，並在每層混凝土之間設一鋼絲網。這樣設計標準強度達到20MPa。施工中，除鑽眼爆破外，還在噴混凝土、預應力錨桿等工序中使用了遙控自動化機械。
工程特點
(1)今市電站選用單根大直徑壓力鋼管，最大設計內水壓力為840米，HD值超過4500，其總管鋼材強度值為80kg/mm，是目前日本最大的壓力鋼管。
(2)電站廠房跨度33.5米，埋深400米，是目前世界上地下廠房洞室寬度最大者之一(加拿大拉格朗德Ⅳ級為33米，西德瓦爾德克Ⅱ級為33.4米)。
(3)電站的可逆式水泵/水輪機額定轉速達429r/min，是目前世界上額定轉速高於400r/min的大容量水泵水輪機。其水泵揚程也高達573米，而且電站發電/電動機容量達390MVA，也是世界大型的空冷發電/電動機之一。其容量和轉速的乘積，即設計和製造難度指數達1.67×10 5MVAr/min。
