保羅阿方索Ⅳ號水電站位於巴西巴伊亞州境內的聖弗蘭西斯科河上，靠近保羅阿方索瀑布，大壩為土石壩，最大壩高33m，壩址以上流域面積65萬平方公里。
基本介紹
- 中文名：保羅阿方索Ⅳ水電站
- 外文名：Paulo Afonso Ⅳ Hydropower Station
- 流域面積：650000 km
- 最高蓄水位：253.0m
- 最大壩高：33m
歷史沿革,建築特色,樞紐布置,工程施工,
歷史沿革
Paulo Afonso Ⅳ Hydropower Station
水庫最低蓄水位247.0m，正常蓄水位252.0m，最高蓄水位253.0m。總庫容0.5億立方米，淹沒面積17平方公里。電站總裝機246萬kW。工程於1974年開工，1979年12月第一台機組發電，1982年12月全部投產。在Ⅳ號水電站動工之前，已完成了保羅阿方索Ⅰ～Ⅲ水電站的施工。
Paulo AfonsoⅠ水電站於1949年3月開工，1954年完工，大壩採用混凝土重力壩，總長4215m。壩址位於聖弗蘭西斯科河急流段的起點；地下廠房布置在急流段末端，安裝有3台單機容量6萬kW的機組，共18萬kW。
Paulo Afonso Ⅱ號水電站廠房位於I期廠房的左側，裝單機容量7.5萬kW的機組和單機容量8.5萬kW的機組各3台，總裝機48萬kW，1955年開工，1961年投入運行。
Paulo Afonso Ⅲ號水電站廠房位於Ⅰ期廠房的右側，安裝有4台單機20.7萬kW的機組，共82.8萬kW，該工程於1967年開始動工，1971年投入運行。這三期水電站總共裝機148.8萬kW。修建保羅阿方索樞紐工程的主要目的是發電。
建築特色
壩基由混合岩、紅色花崗岩、黑雲母片麻岩、閃岩和黑雲母結晶片岩等組成。其中混合岩和黑雲母片麻岩局部出現，在小範圍內零亂分布。紅色花崗岩一般呈一定厚度的岩牆形式出現，岩牆厚度從幾厘米變化到幾米。黑雲母結晶片岩產狀呈透鏡體形式，透鏡體厚度變化幅度也是從幾厘米到幾米。閃岩呈岩脈形態出現，類似於帶狀及束狀。壩址基岩上覆蓋一層薄砂土，覆蓋層一般厚度小於1m。在岩體內發現有不同類型的節理裂隙，但岩石堅硬，質地良好，僅在已滲進了水的斷層附近岩石受到風化。在岩體內的多組節理中，較發育的是N60°E和150°E兩組。
樞紐布置
工程主要建築物包括引水渠、土石壩、廠房、溢洪道等。
在保羅阿方索Ⅳ號水電站水庫的四周，共修建有6座不透水心牆土石壩。土石壩壩頂高程均為254.25m，最大壩高33.0m，採用堆石護坡，上下游壩坡為1∶1.6，其粘土心牆上下游坡為1∶0.2。土石壩壩頂總長為7350m，彼此之間相互聯接，從左壩肩開始依次順序為：6號土石壩、溢洪道、8號土石壩、進水口建築物、臨時土石壩、9號、10號、11號土石壩。所形成水庫的庫水通過一條連線莫紹托(Moxoto)水庫與保羅阿方索Ⅳ號水電站水庫的引水渠引進電廠。引水渠長5600m，寬度135～235m，平均深15m，最大流量為1萬立方米/秒，在岩石中開挖而成。
廠房為地下式，洞室長210m、寬24m、高54m，安裝有6台機組，每台裝機容量為41萬kW。水輪機採用立軸混流式，正常毛水頭為112.5m，額定流量385立方米/秒。最大水頭下出力41.04萬kW，額定轉速120r/min，轉輪直徑為6.55m，重136.1t，其水輪機高程為132.5m。發電機為傘式，額定功率為45.6萬kVA，功率因數0.90，頻率60Hz，轉子重900t，總重量1476t。發電機安裝高程為144.0m。壓力鋼管共6根，每根長156.8m，直徑為8.7m，採用厚度為16～28mm的鋼板襯砌，鋼管由4個部分組成：①上部彎管段，即半徑為15m，中心角為75°的圓弧段；②垂直段長62.4m，在基岩中開挖；③下部彎管段，半徑18m，中心角為90°的圓弧段；④水平段，長27.40m。在主廠房附近，還開挖了交通洞、通風洞、尾水洞等其它洞室。
堰頂溢洪道位於電站左側，泄流量10000立方米/秒。弧形閘門，每扇閘門高19.5m，寬11.5m，半徑為18.0m，重107t。
工程施工
電站地下廠房洞室頂拱一般以鋼絲網和噴兩層混凝土作襯砌。對某些失穩部位，如鬆弛岩塊或由幾組節理形成的楔形體，增設了錨桿。在洞室頂拱支護中所用的鋼錨桿長9m，約為洞室跨度的1/3，直徑32mm，由CA?50肋型鋼材製成。每1.5m間距設定一根，呈正方形。全部錨桿均注入水泥漿，並維持3min後噴第一層混凝土(厚約4cm)，再用4.2mm直徑鋼絲製成格線為10cm的鋼絲網，該網用鋼筋釘聯接在噴混凝土層上和系在岩石錨桿端頭上，最後對頂拱噴射第二層混凝土，混凝土噴層總厚度10～15cm。
地下工程開挖是利用2台有4個鑽頭的大型開挖機械，並採用挖掘機和35噸容量的卡車運輸。
澆築混凝土所用水泥為普通水泥，其細骨料為莫紹托河內的天然石英砂和人工砂石混合物，粗骨料來自渠道和地下廠房開挖，骨料最大粒徑120mm。
混凝土將利用3立方米的自卸卡車和4.5立方米的混凝土攪拌車運輸，混凝土震搗密實則是採用150mm直徑的插入式振搗器(600次/min)，混凝土澆築限制層厚為0.5m，至少間隔3d。
整個工程的土方開挖量(包括引水渠)為307.8萬立方米，月最高開挖強度13萬立方米，月平均強度5萬立方米。石方開挖(包括引水渠)量為816.3萬立方米，月最高開挖強度54.2萬立方米，月平均強度130萬立方米。其中地下開挖量為51萬立方米，月最高強度2.5萬立方米，月平均強度1.2萬立方米。土石壩土石方開挖量為605萬立方米，月最高強度50萬立方米。該工程共澆築混凝土80萬立方米，月最高澆築記錄是2.4萬立方米，月平均澆築1.3萬立方米。其中消耗水泥12.8萬t。工程共耗鋼筋13650t。
施工期間主要採用的施工機械有：14台2.7立方米和5台4.59立方米的裝料機，6台1.53～4.59立方米的挖掘機，12台壓實碾壓機，一座250立方米/h的軋石廠，一座90立方米/h和120立方米/h的混凝土拌和廠等。
