水電站社會實踐報告

　　實踐目的：認識和了解一些電氣設(shè)備

　　時間:2009年7月13日

　　地點：攀枝花二灘水電站

　　這次認識實習(xí)是在攀枝花二灘水電站進行的.09年7月13日的上午,陽光明媚,心情也暖暖.每個人精力充沛.都很期待也很珍惜這次短暫的認識實習(xí)機會.

　　二灘簡介

　　二灘水電站是位于四川省西南部攀枝花市境內(nèi)的雅礱江干流下游河段上，距雅礱江與金沙江的交匯口33公里,距攀枝花市約40km.是雅礱江干流上規(guī)劃建設(shè)的21座梯級電站中的第一座.1991年9月開工,1998年7月第一臺機組發(fā)電,XX年完工.電站裝機容量330萬千瓦,是我國20世紀末建成投產(chǎn) 的最大水電站。

　　二灘選址

　　很幸運,有遇到開閘泄洪.在還沒有到達水電站的時候,我們就能感受到那股很強大的水汽,迎面撲來,很涼很舒服…

　　我們首先參觀的是二灘的大壩.很感謝那些技術(shù)人員認真地為我們講解,耐心地回答我們提出的各種問題…

　　從中我了解到,這個電站從規(guī)劃選點到建成投產(chǎn)花了30多年,許許多多的專家、學(xué)者為之傾注了智慧和心血. 二灘水電站的混凝土雙曲拱壩高達240m.由于它的泄洪流量大，河谷相對較寬，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，無論是它承受的水壓荷載還是泄洪功率，在當時世界上已建 成的雙曲拱壩中均居首位。因此,在工程設(shè)計中,有不少技術(shù)難題都需要勘測、設(shè)計和科研人員去努力攻克.在20多年前的技術(shù)條件下,如何評價壩址和庫區(qū)的區(qū)域地質(zhì)問題，能否具備建設(shè)高壩的條件，我國是否有能力自己來設(shè)計這樣的高壩，是國家對這個項目進行立項決策首先要解決的基本問題。

　　早在1980年11月，時任清華大學(xué)副校長、中國科學(xué)院學(xué)部委員、北京水利水電科學(xué)研究院院長的張光斗老師，在聽取二灘首任設(shè)計總工程師殷開忠同志的匯報后，就親臨電站壩址進行查勘，與成都院領(lǐng)導(dǎo)深入交換意見�；乇本┖�，又就查勘二灘壩址的情況和意見向清華大學(xué)黨委做了書面匯報，并寫信給成都院領(lǐng) 導(dǎo)，就二灘設(shè)計中的一系列關(guān)鍵技術(shù)問題，提出了系統(tǒng)的意見。他以自己的豐富經(jīng)驗和淵博的知識，首先肯定了二灘可行性研究工作的主要結(jié)論，明確指出二灘壩址的地質(zhì)條件總的說來不錯，具備修建高壩條件;雙曲拱壩的下游消能防沖問題，可以采用分散消能的方式予以解決;采用地下廠房方案，對解決施工導(dǎo)流和高邊坡穩(wěn) 定問題有利，可以作為主要方案繼續(xù)深入研究。與此同時，他也提出了一系列非常中肯和重要的指導(dǎo)性意見。例如，對于高水頭大泄量下的泄洪消能設(shè)計，他強調(diào)" 雞蛋不能裝在一個籃子里"，強調(diào)泄洪建筑物的布置首先要最大限度地保證常遇洪水的安全下泄。他的這點重要建議，為日后部署水工模型試驗，最終采用拱壩壩身泄洪表孔、泄洪中孔和右岸泄洪隧洞聯(lián)合泄洪，壩趾下游設(shè)鋼筋混凝土水墊塘的泄洪消能方案指明了方向。

　　工程建成后，經(jīng)1999年汛期的原型觀測，表明該方案是成功的�，F(xiàn)在,分散消能已成為我國窄峽河谷中高水頭大泄量水電站的泄洪消能模式，為后來的許多高壩工程設(shè)計提供了經(jīng)驗和借鑒.

　　1991年9月14日,二灘水電站正式開工建設(shè). 1998年7月第一臺機組發(fā)電,XX年完工.

　　今天,二灘水電站已完全竣工并在正常運營，大大地緩解了四川和重慶的電力供需矛盾。

　　二灘水電站的地質(zhì)構(gòu)造

　　壩址處河谷狹窄，枯水時水面寬80～100m，兩岸山高300～400m，左岸谷坡25°～45°，右岸谷坡30°～45°。基巖由二迭系玄武 巖和后期侵入的正長巖以及因侵入活動而形成的蝕變玄武巖等組成，巖體堅硬完整。河床覆蓋層厚度一般為20～28m。壩址區(qū)僅有小的斷層和破碎帶，多半以中 高角度與河床垂直或斜交，且延伸短小，連貫性差。庫區(qū)不存在永久性滲漏問題。距壩址80～83km的大坪子，有一處近3億m3的大滑坡體，但處于穩(wěn)定狀 態(tài)。壩址地區(qū)基本地震烈度為7度。設(shè)計烈度為8度。

　　壩址以上流域面積11.64萬km2，約占雅礱江整個流域面積的90%。壩址處多年平均流量1670m3s，年徑流量527億m3，實測最大流量 11100m3s，發(fā)生在1965年8月10日;調(diào)查歷史最大流量16500m3s，發(fā)生在1863年。正常蓄水位1200m，相應(yīng)庫容58億m3;死水 位1155m，相應(yīng)庫容24.3億m3;調(diào)節(jié)庫容33.7億m，屬季調(diào)節(jié)水庫。大壩按千年一遇洪水設(shè)計，洪水流量20600m3s;相應(yīng)庫水位 1200m，50XX年一遇洪水校核，流量23900m3/s，相應(yīng)水位1203.5m，庫容61.8億m3，可能最大洪水流量30000m3s。壩址處多年平均輸沙量2720萬t，多年平均含沙量0.52kg/m3，實測最大含沙量9.58kg/m3。水庫面積101km2，水庫淹沒耕地 1656hm2，遷移人口26823人。

　　二灘水電站的樞紐布置

　　大壩海拔1205米,為混凝土雙曲拱壩,最大壩高240米.為使壩體應(yīng)力分布均勻，壩肩推力更偏向山體，有利于壩身穩(wěn)定，水平拱圈為二次拋物線，拱冠梁的上游面為三次多項式曲線。壩頂高程1205m，頂部厚度11m，拱冠梁底部厚度55.74m，拱端最大厚度58.51m，厚度比0.232，拱圈最 大中心角91.49°，上游面最大倒懸度0.18。壩頂弧長775m。壩體混凝土量400萬m3。

　　泄洪表孔設(shè)于拱壩壩頂中央,共7孔,每孔寬11m，高11.5m，堰頂高程1188.5m，裝設(shè)弧形閘門。采用相鄰大差動30°與20°的俯角跌坎,跌坎上設(shè)分流齒坎消能工。泄水中孔共6孔，布置在拱壩壩體中。為使水舌能與表孔水舌有較大碰撞角，中孔體型呈上翹形。出口高程1120m，孔口斷面為方形，尺 寸為6m×5m。為避免水流徑向集中，中孔在平面上實行壓力偏轉(zhuǎn)，并用30°、17°、10°三組不同挑角將水舌在橫向和縱向散開，以避免水舌重疊而加深對下游的沖刷。

　　兩條泄洪洞布置在右岸，采用短進水口龍?zhí)ь^式直線布置，隧洞為方形斷面明流洞，尺寸13m×13.5m(寬×高)。進 口底部高程1163m。1號洞長866.53m，2號洞長1197.33m。兩洞直坡段底坡分別為7.9%和7%，龍?zhí)ь^段集中落差為70m，洞內(nèi)最大流速約45m/s。為了防止高速水流發(fā)生空蝕破壞，分別在這兩條泄洪洞各設(shè)5個和7個摻氣設(shè)施。摻氣設(shè)施為一種u型槽式挑坎的新型摻氣設(shè)施。3套泄洪設(shè)施的 泄流能力均能單獨泄放常年遇到的洪水.大洪水時3套泄洪設(shè)施聯(lián)合泄洪，表、中孔水舌上下碰撞,分散消能。

　　下游設(shè)置水墊塘和二道壩作為防沖保護措施。二道壩軸線距拱壩線330m，壩頂高1010m(河床)～1017m(兩岸)。水墊塘用鋼筋混凝土保護，底板高 程980m，長354.14m。當枯水期檢修時，只需將二道壩臨時加高4～6m，可保證水墊塘有半年多的檢修期。

　　二灘水電站的裝機容量

　　為滿足人防、大壩檢修及基礎(chǔ)補強時降低水庫水位要求，在壩體表孔左、右邊墩下部1060高程設(shè)置2個5m×6m(寬×高)的放空底孔，在庫水位 1140m時開啟使用。地下廠房位于左岸地下洞室群內(nèi)。由進水口、壓力鋼管、主廠房、主變壓器、尾水調(diào)壓室及尾水洞等洞室組成。主廠房、變壓器室、調(diào)壓室 3大洞室平行布置，凈距分別為35m和30m。洞室圍巖主要為正長巖、蝕變玄武巖。巖體新鮮完整、結(jié)構(gòu)均一，構(gòu)造破壞微弱，具有修建大跨度、高邊墻地下廠房的良好地質(zhì)條件。主廠房洞室長280.29m，寬25.5m，高65.38m。廠房內(nèi)布置6臺單機容量55萬kw的水輪發(fā)電機組。水輪機為hl-lj- 585型，混流式。轉(zhuǎn)輪直徑6.247m，額定出力61.2萬kw，最大水頭189m，設(shè)計水頭165m，最小水頭135m。額定轉(zhuǎn)速142r/min, 飛逸轉(zhuǎn)數(shù)281(r/min)，額定流量376m\+3/s,額定比轉(zhuǎn)速184.3(m.kw/m.m3/s)，比轉(zhuǎn)速系數(shù)k1968，總重3500t。 發(fā)電機為半傘式、空冷、額定容量61.2萬kva，額定功率因數(shù)0.9。主變壓器長199m，寬17.4m，高24.9m。洞室內(nèi)裝有6臺容量為 620mva的500kva三相升壓變壓器。1號調(diào)壓室長92.9m，寬19.5m，高58.1m;2號調(diào)壓室長92.9m，寬19.5m，高 65.3m。尾水管閘門設(shè)在調(diào)壓室內(nèi)，閘孔尺寸為寬10m，高15.7m。2條斷面尺寸為16.5m×16.5m的尾水隧洞和6條直徑9m的壓力管道在平 面上布置成直線形，管道軸線與廠房縱軸線成65°斜交，在立面上布置成豎管。僅在下彎段起點至蝸殼進口一段采用全鋼管，其余均采用鋼筋混凝土襯砌。 500kv屋外開關(guān)站布置在左岸壩肩下游。電站以4回500kv輸電線接入四川電力系統(tǒng)。

　　過木建筑物采用縱向過木機道。過木機道布置在左岸，全長2450m，斷面為寬17m，高6.74m的方圓形洞，設(shè)計年過木量110萬m3。木材過壩采用滾動機與皮帶機聯(lián)合運輸方式。二灘過木機道是世界上最大最新的過木建筑物。

　　二灘水電站的工程建設(shè)

　　核定的總工程量為：主體工程及導(dǎo)流工程土石方明挖814.72萬m3，石方洞挖336.83萬m3，土石方填筑量140萬m3，混凝土量為598萬 m3。金屬結(jié)構(gòu)安裝1.9萬t。施工導(dǎo)流分兩期進行。一期采用隧洞導(dǎo)流，河床圍堰一次斷流，全年施工，導(dǎo)流標準為30年一遇，洪水流量 13500m3/s。二期采用大壩底孔導(dǎo)流，標準為11月10日至翌年4月時段10年一遇洪水，流量1500m3/s。兩條導(dǎo)流隧洞分設(shè)于兩岸，斷面面積 17.5m×23m，左、右導(dǎo)流隧洞長度分別為1089.75m和1167.08m，進口高程均為1010m。

　　上游圍堰為粘土心墻堆石圍堰，堰頂高程1062m，堰頂寬12m，最大堰高約56m，堰基防滲采用高壓旋噴灌漿防滲墻，最大深度37m。下游圍堰為粘土斜 墻堆石圍堰，堰頂高程為1030m，堰頂寬10m，最大堰高約30m，堰基防滲亦采用高壓旋噴灌漿防滲墻，最大防滲深度54m。上、下游圍堰的填筑量分別 為94萬m3和19萬m3。選用平堵、立堵綜合截流方案，于1993年11月26日順利截流。設(shè)計截流流量1500m3/s。合龍時實際截流流量為 1090m3/s，截流河段上、下游總落差為9.94m。左岸和右岸導(dǎo)流隧洞分流的流量分別為440m3/s和600m3/s。截流過程中，當流量為 1230m3/s時，最大一級龍口落差約3m，龍口下游表面流速約8.33m/s。二期導(dǎo)流的4個臨時導(dǎo)流底孔分設(shè)于19～22號壩段，孔底高程 1014m，孔口尺寸為寬4m，高8m，設(shè)計泄流量為1500m3/s。

　　混凝土設(shè)計平均月澆筑強度約10萬m3，最高月強度14萬m3，壩體最大年上升高度約94m。加上水墊塘、二道壩、廠房進水口、泄洪洞進口等部位，混凝土 總量473萬m3，平均月強度12萬m3，最高月強度21萬m3，最高年澆筑量187萬m3。實際施工中，1996年澆筑了211.66萬m3混凝土，高 峰月強度24.5萬m3，高峰日強度1.334萬m3。[nextpage]

　　混凝土骨料采用料場開采料加工而成，砂石加工廠的設(shè)計生產(chǎn)能力為1000t/h�；炷�土最大為4級配，粗骨料分為4.8～19mm、19～38mm、 38～76mm、76～152mm;細骨料分為粗砂4.8～1.2mm，細砂1.2～0.74mm。2座意大利cifa公司生產(chǎn)的4×4.5m3的拌和樓，每座生產(chǎn)能力為360m3/h。預(yù)冷的制冷能力為830萬kcal/h。大壩混凝土入倉溫度不高于10℃�；炷�土澆筑采用3臺30t幅射式纜機吊運混 凝土入倉。纜機跨度1265m，其水平速度7.5m/s，垂直速度3m/s。吊罐容積9m3/s。這種纜機的移動端軌道可以根據(jù)地形條件設(shè)置縱坡，最大縱坡為19%。

　　大壩基礎(chǔ)實際開挖量288萬m3，最高開挖強度為19.4萬m3/月。臺階高度為10m，使用atlasroc742hc-01鉆機造孔，孔徑76mm、 89mm，炮孔間排距多在2.5m×2.5m和2m×2m之間，采用60mm乳化炸藥卷，孔口堵塞深度為0.8～2m。地下廠房施工屬大洞室、高邊墻開 挖。圍巖堅硬完整、地下水少，但地應(yīng)力高。正長巖中最大主應(yīng)力為20～30mpa，玄武巖中最大主應(yīng)力為30～40mpa。開挖時，除合理布置各洞室開挖 順序和出渣通道，加強圍巖變形監(jiān)測外，在廠房、主變室和尾水調(diào)壓室采用了大量175t級預(yù)應(yīng)力錨索，在可能發(fā)生巖爆地段，根據(jù)地質(zhì)預(yù)報及時使用鋼纖維噴混 凝土。

　　高壓電纜斜井(37°58′)和9個豎井(最深186m)的開挖都用天井鉆機鉆出直徑1.5m的溜碴導(dǎo)井，然后自上而下采用常規(guī)擴挖方法�？椎钠�斜低，280m斜孔孔底偏差不足20cm，實際生產(chǎn)率每臺時達0.5～0.7m。

　　兩條導(dǎo)流隧洞的圍巖的地質(zhì)條件也是良好的，存在的主要工程地質(zhì)問題為：巖體中兩條軟弱巖帶(裂面綠泥化玄武巖、綠泥石、陽起石化玄武巖)，正長巖與玄武巖 的接觸間的破碎帶以及高地應(yīng)力所引起的巖爆.地應(yīng)力的最大主應(yīng)力值為20～35mpa，作用方向基本上垂直于河流且傾向河床，傾角約為10°～30°。導(dǎo) 流隧洞以上、中、下3層鉆爆掘進開挖方法為主,最初支護一般采用隨機錨桿,局部噴混凝土,最終支護采用系統(tǒng)錨桿、噴混凝土以及局部鋼筋混凝土襯砌。為滿足高速水流和木材流送的要求，邊墻與底板均采用鋼筋混凝土薄襯。

　　二灘水庫

　　水庫正常蓄水位1190米，總庫容58億立方米，調(diào)節(jié)庫容33.7億立方米，水庫面積101平方公里。

　　水庫相對泄洪的大壩,顯得十分地平靜.

　　二灘地下洞室群

　　我們第二個參觀的地方就是二灘的地下廠房.不知在山洞里繞了多久,到達的那一刻,大家還是激動不已.戴上安全帽,整裝待發(fā).

　　二灘水電站地下廠房、主變室、尾水調(diào)壓室組成的地下洞室群為亞洲之最。

　　電 站安裝有6臺55萬千瓦的水輪發(fā)電機組,總裝機容量330萬千瓦,保證出力100萬千瓦,多年平均發(fā)電量為170億千瓦時.二灘水電站是川渝電網(wǎng)的骨干電源點,發(fā)電量占四川電網(wǎng)的1/3,占川渝電網(wǎng)的1/4,在川渝電網(wǎng)中起著舉足輕重的作用.電站擔負川渝電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰和事故備用任務(wù),為電網(wǎng)的安全、可靠 運行做出了巨大貢獻.

　　第一印象是噪音真的很大.看著那些設(shè)備,也摸不著頭腦.還好,技術(shù)人員們給我們做了簡單的介紹.

　　二灘水輪機簡介

　　水輪機主要參數(shù):

　　最大水頭:　　189 m

　　最小水頭:　　135 m

　　加權(quán)平均水頭:　　170 m

　　額定水頭:　　165 m

　　額定轉(zhuǎn)速:　　142.9 r/min

　　額定流量:　　371 m3/s

　　最大飛逸轉(zhuǎn)速:　　280 r/min

　　加權(quán)平均效率:　　93.437%

　　最高效率:　　95.95%

　　原型轉(zhuǎn)輪喉徑:　　5 850 mm

　　原型轉(zhuǎn)輪標稱直徑:　　6 257.394 mm

　　調(diào)度室

　　這么大的一個水電站,工作人員只有140人.當聽到這個的時候,我們沒有人不驚訝的.不過想想現(xiàn)在的科技這么發(fā)達,也就釋然了.

　　我們?nèi)サ臅r候,調(diào)度室里就一個人值班.看著那些儀器設(shè)備和電腦,我還是一點也不懂.不過在聽過工作人員的介紹后,我得出一句話:”這里就是二灘的心臟吧,什么都能監(jiān)測到.”

　　二灘水電站的技術(shù)革新

　　1.二灘水電站規(guī)模大、技術(shù)難度高，在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，對許多重大技術(shù)問題又作了深入的研究，對設(shè)計方案進行了優(yōu)化。優(yōu)化設(shè)計成果包括：

　�、偎�輪機單機容量由50萬kw調(diào)整為55萬kw，總裝機容量增加30萬kw;

　�、趬屋S線向上游移動30m，提高壩肩穩(wěn)定性和有利于樞紐布置;

　�、壅{(diào)整了3套泄洪建筑物的泄量分配，并將泄洪洞由有壓流改為無壓流，壩下水墊塘保護長度縮短70m;

　�、� 雙曲拱壩體型優(yōu)化，加大了縱向曲率，調(diào)整了水平拱圈剖面、減少了壩肩開挖深度。與初步設(shè)計比較，拱冠梁底部最大厚度由70.34m減為55.74m，壩肩 開挖量由315萬m3減為279萬m3，壩體混凝土由474萬m3減為400萬m3,取消壩體設(shè)置的縱縫，簡化了施工程序和工作量;

　�、莸叵聫S房軸線方位，在初步設(shè)計階段研究的范圍為ne6°～nw6°，根據(jù)巖石裂隙組合及最大地應(yīng)力方向，綜合考慮，選定nw6°。主廠房與主變壓器開關(guān)室的洞室間距由57.4m縮減為35m，主變壓器開關(guān)室與尾水調(diào)壓室的洞室間距由50m縮減為30m;

　　⑥左、右岸導(dǎo)流隧洞分別縮短133m和148m，減少洞挖17萬m3。

　　2.二灘水電站河谷狹窄、水頭高、流量大，水流最大下泄功率達3000萬kw，如果采用集中泄洪，單寬下泄功率達30萬kw/m，將對下游河床造成嚴重沖 刷。采用現(xiàn)行的表孔、中孔和右岸兩條泄洪洞的泄洪布置，下游設(shè)置二道壩形成水墊消力池，適合二灘大壩具體情況，具有以下優(yōu)點：

　�、�3套泄洪設(shè)施,流量分配接近,均能單獨宣泄常年洪水,可以互為備用,運行靈活可靠;

　�、�3套泄洪設(shè)施單獨運行時，有3個消能區(qū)，每個消能區(qū)的下泄功率大致相近，避免了下游產(chǎn)生過大的集中沖刷;

　�、鬯�流擴散碰撞消能效果良好。如表孔采用大差動跌坎，水流平面擴散，設(shè)分流齒，在單獨泄流時可分散水流。中孔采用不同鼻坎挑角，擴散水流。宣泄大流量時，表孔與中孔水流碰撞消能，使水流充分擴散摻氣;

　�、芩畨|塘對下游河床有良好的保護作用。

　　總結(jié)

　　二 灘水電站是中國在20世紀內(nèi)建成投產(chǎn)的最大水電站。二灘電廠是在“高起點、高素質(zhì)、高水平、高效益”的原則下建立起來的現(xiàn)代化水力發(fā)電廠。從98年第一臺 機組發(fā)電開始，二灘公司以“放眼世界、爭創(chuàng)一流”為目標，秉承“以人為本、科技為先、制度治廠、追求更好”的理念來實施管理，經(jīng)過多年的時間，二灘電廠已 成長為一個生產(chǎn)高效、管理科學(xué)的現(xiàn)代化水力發(fā)電廠。

　　本次認識實習(xí)主要目的是認識和了解一些電氣設(shè)備，對學(xué)的一些理論知識進行鞏固，同時也為后續(xù)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。

　　通 過這次的實習(xí)，我對自己的專業(yè)有了更為詳盡而深刻的了解，對實際操作有了更多的了解,增強了專業(yè)知識的感性面,面對所學(xué)的專業(yè)也有了新的認識。從這次實習(xí) 中，我體會到了實際的工作與書本上的知識是有一定距離的，并且需要進一步的再學(xué)習(xí)。俗話說，千里之行始于足下，這些最基本的技能是不能在書本上徹底理解的。

　　雖然實習(xí)的時間非常短暫,但我覺得很充實,因為學(xué)到了東西。還記得自己剛進大學(xué)的時候來過二灘,也去地下廠房,調(diào)度室,大壩參觀過,但 那時也只是當作游玩觀景.而這次實習(xí)結(jié)束后,我對二灘有了更深的了解。這是我們走入電力系統(tǒng)的第一個驛站，能夠來到這兒，我真的感到很榮幸。這次實習(xí)中， 我體會到，如果將我們在大學(xué)里所學(xué)的知識與更多的實踐結(jié)合在一起，使一個本科生具備較強的處理基本事物的能力與比較系統(tǒng)的專業(yè)知識，這才是我們學(xué)習(xí)與實習(xí)的真正目的。

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