石泉水電站

石泉水電站位於陝西石泉縣漢江上游，是漢江上遊河段梯級開發的第2個梯級電站，是陝西電網的主要調峰電廠。水電站擴機工程屬陝西省“九五”重點建設項目，“二十項興陝項目”工程之一。控制流域面積24000平方公里，多年平均流量372立方米/秒，設計洪水流量21500立方米/秒。總庫容為4.4億立方米，設計灌溉面積0.4萬畝，裝機容量13.5萬千瓦。以發電為主，兼有灌溉、防洪、漁業等綜合效益。

基本介紹

• 中文名：石泉水電站
• 外文名：Shiquan Hydropower Station
• 地理位置：漢江上游陝西省石泉縣境內
• 總庫容：為4.4億立方米
• 平均流量：372立方米/秒
• 洪水流量：21500立方米/秒

工程概況

石泉水力發電廠位於漢江上游陝西省石泉縣境內，是70年代漢江上游建

成的首座中型水電廠。 電廠於1971年動工，1973年第一台機組發電，到1975年3台單機容量為4.5萬千瓦的水力機組全部投產發電，總裝機容量達到13.5萬千瓦，設計年均發電量6.5億千瓦時。工程總投資1.94億元，已於1981年收回全部投資。現有職工人數602人。

石泉水電站擴機工程屬陝西省“九五”重點建設項目。“二十項興陝項目”工程之一。1998年9月29日主體工程全面開工，2000年8月23日首台機組發電，2002年1月通過工程 竣工安全鑑定。

所在河流為漢水,控制流域面積24000平方公里,多年平均流量372立方米/秒,設計洪水流量21500立方米/秒。總庫容為4.4億立方米，設計灌溉面積0.4萬畝，裝機容量13.5萬千瓦。主壩壩型為混凝土空腹重力壩，最大壩高65米，壩頂長度353米，壩基岩石為石英片岩。壩體工程量 37萬立方米，主要泄洪方式為壩頂溢流。

建築設計

錨索加固工程

石泉水電站二期工程發電廠房為岸邊式，機坑開挖深度約 42米。在機坑開挖過程中，邊坡表層發生了2 次崩塌性破壞，在廠房和邊坡之間形成一個“月牙”形空缺。根據崩塌後揭露的地質構造特性，分析了高邊坡的崩塌機理。在此基礎上，擬定加固方案，並用極限平衡法最佳化出合理的錨索錨固力，用二維接觸非線性有限元分析邊坡岩體與混凝土框架之間的相互作用；根據數值仿真計算結果，作出了在“月牙”形空缺處修建混凝土框架結構的邊坡綜合治理加固方案，其目的是利用混凝土框架結構的適度變形所產生的彈性抗力來增加邊坡坡腳的穩定性。石泉壩址控制漢江流域面積2.34萬平方公里，多年平均流量341立方米/秒。工程按百年一遇洪水設計，500年一遇洪水校核。水庫正常蓄水位410米，庫容3.24億立方米，有效庫容2.27億立方米，為不完全季調節水庫。

Ⅱ等2級工程

大壩為混凝土空腹重力壩及實體重力壩，最大壩高5米，壩頂高程416米，壩頂全長352米，壩頂寬16米。電站廠房為壩後式，安裝3台4.5萬千瓦混流式水輪發電機組，總裝機容量13.5萬千瓦；1998年又在下游尾水左岸安裝2台4.5萬千瓦機組，為短洞引水岸邊式廠房，1洞2機，利用石泉大壩棄水發電，電站總裝機容量22.5萬千瓦。

大壩改造工程

工程規劃

2006年10月12日，石泉水電站大壩監測系統完善及三期自動化 改造工程設計方案審查會在陝西電力科學研究院召開。西北勘測設計研究院、西安理工大學水電學院、原西北電力試驗研究院特邀專家，發電公司安全生產部、石泉電廠有關部門負責人和技術人員、陝西電力科學研究院水電技術研究所的專家參加了會議。石泉水電廠首先向與會人員介紹了石泉大壩監測系統完善及自動化改造工程總體規劃，以及一期、二期工程已完成的項目及三期工程計畫實施的項目情況、石泉大壩觀測系統現狀及存在問題；陝西電力科學研究院水電技術研究所向會議專家詳細介紹了石泉大壩觀測系統三期工程擬實施9個項目的設計方案，並闡述了這些項目實施的可行性、合理性，並就產品性價比進行了詳細說明。與會人員對電力科學研究院提交的《石泉水電站大壩監測系統三期自動化改造工程設計報告》進行討論並達成共識，認為石泉大壩三期自動化改造及完善工程設計方案在充分考慮石泉擴機工程對大壩及建築物的影響的前提下，認真仔細研究及實地查看後精心設計而成的，規劃設計到位、測點布置合理、設備選型較先進，是比較成功的設計方案。

石泉水電站

工程概況

1989年按現行設計規範對石泉水電站大壩進行安全覆核，覆核結果表明當大壩宣洩千年一遇洪水時，左右非溢流壩段的壩踵產生拉應力。為此決定採用以大噸位預應力錨索為主、基礎灌漿消除揚壓力為輔的加固方案。經過設計計算，需在壩頂安設30束預應力錨索，錨索分6000kN和8000kN兩種，總噸位176.52MN。採用如此規模的預應力錨索加固壩體，在國內尚屬首次。局科研所於1994年6月開始，到1995年7月30日完成29束600噸 級、1束800噸級預應力錨索的施工，有7束錨索中做了試驗。

施工情況

在大壩頂面鑽深度最大達75米錨索孔，既要確保鑽孔的垂直度，又不能破壞壩體。鑽孔使用 SGZ-Ⅲ鑽機，鋼粒鑽進。鑽孔中對鑽機採取特殊固定措施，並使用變徑鑽桿和長鑽具，使得孔斜均小於3‰。錨孔位於基岩的部分還進行了帷幕和固結灌漿。錨索索體每束分別由33根或43高根鋼絞線組成，長度為43.5~77 米，重量為1.5~3.2噸。下束前，對束體按設計要求進行了臨時和長期防腐處理。臨時處理主要是對處於錨孔水中的束體，用石灰水（pH值大於12）浸泡。長期防腐是用專門配製的防腐漆塗在鋼絞線上。下束時，用專門設計的下束車替代大型吊車和汽車，放束入孔。

錨孔內錨固段注漿漿液為早強、高強、微膨脹漿液，要求28天的強度為500#。通過試驗確定漿液的水灰比為0.34，使用525號中熱矽酸鹽大壩水泥，另加適量的外加劑。為確保錨根長度，採用按孔徑估算漿量、注漿時實測漿面和漿體初凝後取樣等方法，綜合確定實際灌漿長度，並達到設計要求。

在錨根段漿體待凝14天、混凝土墊座澆築1個月後，開始錨索張拉。張拉時，先用YCW-20Q型千斤頂進行預調，再用YCW-650和YKD-600型千斤頂串聯進行整束張拉，這樣可以解決長錨索變形大、張拉困難的問題，而且獲得的數據更加精確。

在錨索施工中，還在7根錨索中做了錨固可靠性、錨固安全度、群錨效應、外錨頭墊座混凝土承壓、錨固效果、錨索體內鋼絞線受力不均勻性等試驗，還在束體上貼應變片測定預應力。其目的是確保能安全有效地施加預應力，並監測錨索在施工和運行中的情況。

施工規劃

平面布置圖

2007年8月28日 ，隨著石泉電站大壩監測系統自動化工程觀測孔造

孔施工完成，不僅展示了水電三局基礎工程分局在大口徑觀測孔鑽孔方面的實力，也標誌著石泉水電站大壩監測系統更新改造工程大口徑雙金屬標鑽孔獲得成功。 該工程共有兩個觀測孔，施工部位分別位於石泉電站大壩右岸壩頭和左岸下游修配廠，設計孔深分別為25米和20米，施工工期60天，契約金額29.7萬元。 基礎工程分局於5月18日進點，投入設備5台套，施工人員9人，管理人員2人。經過緊張的前期準備工作，於5月27日正式開工。

石泉水電站弧形門側輪設計圖

該工程是石泉電站大壩監測自動化系統更新改造總體規劃的重要組成部分，工程量雖小，但工期緊，質量要求嚴，技術含量高，首先是大口徑，開孔孔徑達到275毫米，終孔孔徑達到225毫米。其次，孔斜率要求較高，千米孔斜率控制在1米以下。

基礎工程分局工會主席、石泉施工項目負責人王勇社介紹說，施工前期，由於設計不合理，孔位離邊牆較近，無法施工，經過與甲方協商，後對施工方案進行了修改，確保了施工正常進行。施工中參戰人員先後克服了材料不到位、資金不到位、運輸工具不到位等困難，嚴把安全關、質量關，始終保持著較快的施工進度。

施工要求

為了保證施工質量，施工人員嚴格按照技術要求施工，開工前以及施工過程中多次召開技術交底會，由於孔斜率要求較高，施工人員每班至少進行兩次測斜，並及時採取糾斜措施，使孔斜率控制在1‰以內。在鑽孔階段，有效孔徑達不到設計要求，有可能造成廢孔。同時，由於汛期地下水位變化較大，孔內滲水嚴重，要保證孔內無滲漏，難以控制。為了解決這一難題，施工人員採用了多種方案處理，均效果不理想，後使用先進的堵漏材料，加之多年的施工經驗，順利解決了這一施工技術難題。

安全檢查

2008年5月16日，檢查組對對石泉水電站大壩安全進行了檢查。受四川地震影響出現壩體裂縫、滲水和泄水設施、附屬工程等不同程度受損，雖然石泉境內各水電站大壩安全沒有受到地震影響，但也積極做好各類抗震措施，認真檢查，做到有備無患，防禦災害發生。檢查結果表明，未出現壩體裂縫、滲水和泄水的現象。

為確保水庫、水電站大壩安全，做好防大汛、抗大災的各項準備工作，確保了水庫安全度汛，確保生產安全，為地方經濟和社會發展做出了新的貢獻。

運行效益

電站安裝3台4.5萬千瓦混流式水輪發電機組，總裝機容量13.5萬千瓦；

1998年又在下游尾水左岸安裝2台4.5萬千瓦機組，為短洞引水岸邊式廠房，1洞2機，利用石泉大壩棄水發電，電站總裝機容量22.5萬千瓦。控制流域面積24000平方公里,多年平均流量372立方米/秒,設計洪水流量21500立方米/秒。總庫容為4.4億立方米，設計灌溉面積0.4萬畝，裝機容量13.5萬千瓦。以發電為主，兼有灌溉、防洪、漁業等綜合效益。

石泉水電站人工砂石系統平面布置圖