構皮灘水電站

構皮灘水電站是國家“十五”計畫重點工程、是貴州省實施“西電東送”戰略的標誌性工程，是貴州省、中國華電集團公司已建成最大的水電站。

構皮灘水電站位於貴州省餘慶縣境內，是烏江流域梯級滾動開發的第五級，上距烏江渡水電站137千米，下距河口涪陵455千米，控制流域面積43250平方公里，占全流域的49%，壩址多年平均流量717立方米每秒，壩址多年平均徑流量226億立方米。

電站主要任務是發電，兼顧航運、防洪及其他綜合利用。水庫總庫容64.54億立方米，調節庫容29.02億立方米，正常蓄水位630米。地下電站裝機容量5×600兆瓦，保證出力746.4兆瓦，設計多年平均發電量96.82億千瓦時。

基本介紹

• 中文名：構皮灘發電廠
• 地址：貴州省餘慶縣境內烏江幹流河段
• 電站裝機容量：3000MW(5x600MW)
• 年平均發電量：96.82億KW·h
• 水庫正常蓄水：630米
• 庫容：64.54億m3
• 壩型：混凝土雙曲拱壩

工程概況

電站於2003年11月8日正式開工，2004年11月16日大江截流，2009年7月31日首台機組（5#）投產發電，2009年12年29日實現國產大型機組一年五投的偉大壯舉。

電站樞紐由高225m的混凝土雙曲拱壩、右岸地下式廠房、壩身表中孔泄洪及左岸泄洪洞等建築物組成。導流工程由左岸2條導流洞、右岸1條導流洞組成。工程總投資138億元。電站由水利部長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院設計。中國水利水電第八工程局有限公司和中國水利水電第九工程局組成的八、九聯營體承擔攔河大壩施工任務。

烏江

貴州第一大江，為長江上游南岸最大支流，發源於烏蒙山東麓。她是一條歷史的江，她是一條紅色的江，她在中國革命的歷史上寫曾經留下過輝煌的一頁。

烏江全長1037公里，橫貫貴州中部 ，在貴州東北部出境，入重慶市，於涪陵區匯入長江。其中，貴州境內802公里，貴州、重慶界河段72 公里，重慶境內163公里。幹流總落差達到2124m，平均徑流量達到534億m³，接近黃河的流量，是水能集中的水電富礦，為我國十二大水電基地之一。

根據1989年國家批准的《烏江幹流規劃報告》，烏江幹流可興建11座大中型水電站，依次為北源六衝河上的洪家渡水電站，南源三岔河上的普定、引子渡水電站，幹流上的東風、索風營、烏江渡、構皮灘、思林、沙沱、彭水、大溪口等水電站。除彭水和大溪口（三峽電站興建後取消）外，其於電站均在貴州境內。

工程設計特點

構皮灘水電站是貴州省西電東送的標誌性工程，在峽谷地區、岩溶系統、高200m以上薄拱壩，大流量泄洪消能設計，大型地下廠房洞室群，穿過軟岩的大口經導流隧洞以及高70多m的RCC圍堰等方面頗具挑戰性。

構皮灘拱壩壩基主要地質缺陷為壩基和壩肩分布有與岩層走向基本平行的層間錯動、溶蝕帶，以及一些喀斯特溶洞，壩肩岩體壓縮變形條件差。為此，在拱壩持力範圍內將對拱壩應力、變形及滲控要求有較大影響的岩溶洞穴進行回填混凝土處理，對層間錯動帶採用平洞與斜井交叉設定的格構狀置換處理方案，從而使壩體應力基本呈對稱分布，拱端應力趨於均勻，塑性區改善，拱壩超載能力提高，整體安全度確有保障。

經過整體模型試驗、三維有限元計算和壩踵裂縫穩定性分析研究，對拱壩體形和拱端嵌入岩體深度作了多次最佳化，為適應地形地質條件，便於泄洪建築物的布置，拱壩選定拋物線平面拱圈型式。壩頂部厚度10.25m，拱冠梁底厚50.28m，拱端最大厚度58.62m，厚高比0.216，拱圈最大中心角88.070。壩體混凝土量316萬m³。

構皮灘水電站上、下游最大水頭差150m，大壩設計、校核泄洪量分別達24016m³/s和28807m³/s，泄洪功率分別達34940MW和41690MW左右，這在國內外均處於領先；加之河谷狹窄，地形地質條件複雜，消能區尾部及下游兩岸與河床為粘土岩等軟岩，泄洪與消能防沖設計難度較大。通過對泄洪布置、消能效果及工程量等多方面綜合比較，確定採用6個表孔和7箇中孔泄洪，壩下設定水墊塘消能布置方案。

泄洪表孔堰頂高程617m，孔口尺寸12mX15m，裝設弧形閘門。泄洪中孔進、出口均為有壓流型式，為了分散入塘水流落點，出口分為上挑壓板型和平底型兩種。孔口尺寸為6mX7m。

為增加泄洪的安全余度，在左岸設一條輔助泄洪洞，分流最大泄量為3100立方米/秒，採用有壓進水口接明流隧洞型式直線布置，全長545m。隧洞斷面為城門洞型，尺寸為11mX17m--11mX13m，底板縱坡8%，洞內最大流速約43m/s。

在大壩490m高程設定2孔放空底孔，孔口尺寸採用4mX6m。

水墊塘是壩身泄洪水流的主要消能區，其底板高程412m，長303m，底寬70m。為滿足抗浮要求，水墊塘底板布置錨筋，兩側護坡也用錨筋錨固。設定二道壩的主要作用是穩定水躍和阻擋回沙，並為水墊塘檢修提供一定條件，其頂高程為441m。為充分保護水墊塘的安全，二道壩下游設定了長約70m的防沖護坦段。

地下廠房位於右岸地下洞室群內，主廠房、主變洞、調壓室3大洞室平行布置。電站建築物穿越的地層中，二迭系吳家坪組（P2w）、茅口組（P1m）、棲霞組（P1q）灰岩為I--II類圍岩，梁山組（P1L）、志留系韓家店組（S2h）粘土岩為V類圍岩，其它為III--IV類圍岩。

主廠房洞室開挖尺寸：長230.45m，寬27m，高75.32m。廠房內布置5台單機容量600MW的水輪發電機組。主變洞斷面型式為城門洞型，開挖尺寸：長178.27m，寬15.8m，高18.94m。洞室內裝有5台單相雙卷強油循環水冷升壓變壓器，額定容量為223MVA。

尾水隧洞由兩部分組成：在調壓室前採用一機一洞平行布置形式，斷面採用城門洞型，尺寸10X14.5m；調壓室後採用兩機一洞與一機一洞聯合布置方式，其中1#、2#機與3#、4#機分別共一尾水洞，採用圓形斷面，直經14.2m；5#機為單機單洞，直徑10m。尾水隧洞段布置有調壓室，在482m高程以下為三個相互獨立的矩形調壓井以對應下游三條尾水洞；在482m以上連通成為閘門廊道，其頂高程514m，寬19.7m，長172.5m。

採用河床圍堰一次斷流，隧洞導流，主體建築物全年施工，導流標準為10年一遇，洪水流量13500 m³/s。利用構皮灘上游烏江渡等水電站在6--7月預留5.5億m³防洪庫容，可使頻率10%全年洪水降低為10930 m³/s，從而降低導流隧洞和上下游圍堰的規模。導流隧洞在左岸布置兩條（按高、低洞布置），右岸布置一條（低洞），進口底板高程分別為450m和430m。斷面採用平底馬蹄型，尺寸為15.6mX17.7m，單條隧洞過流斷面淨面積235.5㎡。左岸導流隧洞長度分別為888m（低洞）和673m（高洞），右岸導流隧洞長度為918m。

上游RCC重力式圍堰堰頂高程484.6m，堰頂寬8.5m，最大堰高約72.6m，堰基岩體進行全線防滲帷幕灌漿處理，深度至岩體透水率小於5Lu處以下3m。下游RCC圍堰建於二道壩上，堰頂高程464.6m，頂寬8m，最大堰高56.6m，防滲帷幕與二道壩帷幕結合。

工程進展

2001年11月開始施工準備，2003年12月正式開工。左、右岸進場及場內公路均已具備通車條件並投入使用，馬鞍山水廠、砂石加工系統和混凝土系統運行基本正常，爛泥溝砂石系統場平和土建基本完成，觀景水廠正在施工；左、右岸壩肩、水墊塘、電站進水口及泄洪洞進出口正在開挖，導流洞進出口、洞身開挖及支護接近完成。擬於2004年10月實施截流。2001年10月30日進入四通一平前期工程建設，2002年7月開挖導流洞，同年11月開挖壩肩，2003年電站工程正式開工建設，2004年實現大江截流，2009年首台機組發電，2011年完建。

工程重大作用

構皮灘電站是貴州省歷史上最大的水電站，總裝機容量300萬KW，超過長江上的葛洲壩電站。具有多年水電開發經驗的構皮灘電站建設公司副總工程師雷輝光告訴記者：“這樣大規模的水電建設，在過去不引進國外的先進設備，是難以想像的。但構皮灘電站卻實現了水電站機組全部國產化。”

據了解，構皮灘水電站機組是我國通過三峽工程建設引進、吸收國際先進發電機設備製造技術後，自行設計、製造的特大型機組，每台機組垂直高度近25層樓高，安裝各種機械、電氣配件10萬件，重4000t，最大的配件———發電機轉輪1200t，各種管道40000多m、電纜總數30000多m，其中1號—5號水輪機由哈爾濱電機廠有限責任公司生產，1號—3號發電機由天津阿爾斯通水電設備有限公司生產，4號、5號發電機由東方電機股份有限公司生產。

電站從2003年11月8日正式開工，到2009年7月31日首台機發電，建設時間之短令國外同行側目。雷輝光介紹，在如此短的時間內，用國產機組建這樣一座大壩，彰顯的就是中國力量。

據了解，貴州省電力總裝機容量將達到3000萬KW，相當於兩座三峽電站。屆時，可形成向廣東輸送5條交流、2條直送電網路。

通航建築物概況

構皮灘水電站通航建築物為Ⅳ級建築物，採用三級垂直升船機方案，主要由上下游引航道、三級垂直升船機和兩級中間渠道組成，線路總長2306m，年單向設計通過能力為142.1萬噸，工程概算投資29.5億元。該工程是當今世界通航水頭最高、單級提升高度最大、主提升設備規模最大的通航建築物。