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俄罗斯:布拉茨克水电站(Bratsk Hydropower Station)

2013-08-29  来源:长江技术经济学会网

1 概述

布拉茨克水电站是安加拉(Ангара)河梯级开发规划中的第二级电站,位于俄罗斯伊尔库茨克州、安加拉河上,与最近的伊尔库茨克—切列姆霍沃工业区相距约700km。布拉茨克水利枢纽是一 座具有发电、航运、供水和渔业等综合效益的工程。水库总库容1693亿m3,有效库容482亿m3。水库面积5470km2。水电站总装机容量450万kW,年发电量226亿kW·h,混凝土宽缝重力坝,最大坝高125m。工程于1955年10月动工兴建,1959年6月截流,1961年11月第一台机组投入运行,1964年建成。

坝址处多年平均流量2818m3/s,最大实测流量13400m3/s。不同频率的设计流量为:20年一遇为12700m3/s,百年一遇为15800m3/s,千年一遇为22500m3/s,万年一遇为29400m3/s。

坝区为典型的大陆性气候。最低温度月份(1月)平均为-23.7℃,最高温度月份(7月)为18.2℃。最低温度-58℃,最高温度36℃。多年平均温度-2.6℃,年平均无霜期为154d,个别寒冷年份只有84d,冬季有100d气温均在-15℃以下。布拉茨克地区年降水量325mm,全年80%的降水量在温暖的季节。

坝址两岸和河床为十分坚硬的侵入辉绿岩。河床暗色辉绿岩层厚35~45m不等,右岸达到100~130m,左岸超过200m。辉绿岩以下为砂岩,再下为粉砂岩与砂 岩灰岩层,再往下为砂岩与粉砂岩相互交替层。河床上覆一层3m厚的砂、卵石、砾石沉积层。辉绿岩裂隙不很发育,实际上是不透水的岩层。辉绿岩单位吸水量每延米为0.01L/min。河床中部不同深度钻孔发现有些裂隙十分发育的岩层单位吸水量每延米在10L/min以上。

工程主要建筑物包括泄水建筑物,坝后式厂房,左、右岸河床混凝土坝,左、右岸土坝,和右岸预留的通航建筑物(下游梯级建完后再建)。

河床混凝土坝为宽缝重力坝,上游面为垂直面,下游面坡度1∶0.8,最大坝高125m,坝顶长1430m,坝底宽82.5m,主坝体积441.5万m3。坝体设宽缝,坝段长22m,内部宽缝从基 岩开始逐渐加宽到7m,河床中央坝段为厂房坝段和溢流坝段,全长924m。大坝溢流前缘宽度 按宣泄千年一遇流量(22500m3/s)确定,溢洪道宣泄流量7100m3/s。设11个溢流孔,孔宽18m,堰顶水深6m,设弧形工作闸门,用挑流鼻坎消能。左岸混凝土坝段长286m,平均 高54~56m,体积28.9万m3。右岸混凝土坝段长220m,平均高36~56m,体积13万m3。在溢流坝溢流面上,布置有2道掺气挑坎掺气,坎高0.45m。左岸土坝坝顶长723m,最大坝 高40m,亚粘土心墙,上下游棱体用砂石料填筑,过渡区用的是砂砾料,上游支撑棱体为辉绿岩块石,下游边坡铺的是砂砾石护面。右岸为水力冲填坝,最大坝高36m,坝顶长2989m,冲填土为均质亚砂土,斜墙土料为亚粘土。

水电站为坝后式厂房,由20个长22m的机组段和2个安装场组成。总长514.4 m,装机20台,单机容量22.5万kW,最大水头106m,最小水头92m。PO-662-550-MM 型混流式水轮机,转轮直径5.5m,转速125r/min。立式同步发电机功率系数0.85,转子 和轴重130t,发电机总重1330t。220kV和500kV的配电装置布置在大坝下游左岸的高地上,厂房布置有2台350/75+10t的桥式起重机。室外配电装置有5条500kV输电线路和20条220kV输电线路引出线。水轮机输水管道直径7m,埋在混凝土坝体内。

3 工程施工

主要工程量:混凝土浇筑量485.8万m3;其中大坝为439.5万m3,土石方1639.7万m3;金属结构安装量38400t。施工高峰期人数18000人。

施工时分二期导流,一期从左部河床导流,二期从溢流坝下部11个12m×10m底孔导流20年 一遇设计导流流量12700m3/s。

工程于1959年6月成功地进行了截流,截流月平均设计流量6283m3/s,实测流量3600m3/s,龙口宽110m,最大落差3.5m,最大流速7.4m,抛投材料为不规则块石,重25t以下。采用立堵端进和管柱栈桥平堵两种相结合的方法进行,先立堵,后平堵,未采用混凝土四面体,截流架桥河床流速5.0m/s,截流总耗时19h。

设4座4×1.6m3拌和楼。采用22t双悬臂启重机、10t门机、3.2m3和6.4m3吊罐浇筑混凝土,月平均浇筑度6万m3,月最高浇筑强度13.5万m3,年最高浇筑强度129.2万m3,坝体月上升速度为1.52m,浇筑工期共82个月。

1969年经检查发现大坝有1700条裂缝,其中2/3的裂缝开度小于0.2mm,最大开度为0.3~0.4mm。水轮机在低于设计水头下长期运行,使叶片发生空蚀,多次补焊使叶型畸变,出现10~15mm的偏差,空蚀破坏更加严重,水轮机效率从93.5%降低到91.5%。

责任编辑:刘霄