小湾水电站水工建筑物运行管理

2019-09-26 版权声明 举报文章

摘 要: 主要介绍小湾水电站在防洪度汛、安全监测、水工建筑物运行维护方面的情况,以促进今后水工建筑物运行管理工作,确保工程安全和发挥最大效益,同时为其他水电站提供借鉴和参考。

关键词:小湾水电站;水工建筑物;运行;管理

中图分类号:TV698.2文献标识码:B

一、 工程概况与基本参数

1.1工程概况

小湾水电站是国家实施西部大开发、“西电东送”战略的标志性工程,位于云南省西部大理州南涧县与临沧市凤庆县交界的澜沧江中游河段黑惠江汇入口下游1.5公里处,上接功果桥水电站,下接漫湾水电站,系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级,是澜沧江中下游河段的龙头电站,水库具有不完全多年调节性能,工程以发电为主兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益。

小湾水电站工程属大(1)型一等工程,永久性主要水工建筑物为1级建筑物,次要建筑物为3级建筑物。大坝和泄水建筑物洪水标准按500年一遇洪水设计,10000年一遇洪水校核;下游消能防冲建筑物按100年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核。水库校核洪水位1242.51m,正常蓄水位1240.00m,死水位1166.00m;总库容150亿m3,调节库容99亿m3;电站总装机容量4200MW(6×700MW),多年平均发电量190亿kWh。

1.2主要水工建筑物组成及基本参数

小湾水电站枢纽工程由混凝土双曲拱坝、坝后水垫塘及二道坝、左岸泄洪洞及右岸地下引水发电系统等组成。

1.2.1大坝工程

拱坝坝型为抛物线型变厚度双曲拱坝,坝顶高程1245.00m,建基面最低高程950.50m,最大坝高294.5m,坝顶中心线弧长892.786m,拱坝最大中心角92.791˚,坝顶宽度从中心到拱端由12.0m渐变到16.0m,拱冠梁底宽73.124m。拱坝弧高比3.035,厚高比0.248。拱坝左岸设有推力墩,推力墩底部高程1210.00m,推力墩高35.0m,底长48.0m。

坝身20号~25号坝段布置5个表孔和6个中孔;19号、26号坝段各设一个水库放空底孔;20号、25号坝段各设一个导流底孔,分别位于1号、6号泄洪中孔下部;21号~23号坝段布置3个导流中孔,分别位于2号、3号、4号泄洪中孔下部。

1.2.2泄流消能工程

泄洪消能建筑物由坝身表孔和中孔、水垫塘、二道坝和泄洪洞组成。

坝身泄洪采用“横向单体扩散、纵向分层拉开、整体入水归槽”的泄洪碰撞消能方式,达到了较好的消能效果,提高了泄洪安全度。

水垫塘为复式梯形断面,采用全断面钢筋混凝土衬护,高程970m以下混凝土顶部设置一层0.5m厚的抗冲耐磨混凝土,高程979.126m以下衬砌底部采用锚筋桩与基岩锚固。水垫塘总长度约450m(包括二道坝及其后护坦长度),底板高程965m,最小底宽70m。

二道坝坝顶高程1004m,顶宽8m;建基面高程960m,最大坝高44m。

泄洪洞全长1535.46m,泄洪洞洞身为有压变无压“龙抬头”布置,由进水口、有压段、工作闸门室、龙抬头段、直槽斜坡段及出口挑流鼻坎组成。进口底板高程为1200m,事故检修闸门孔口尺寸15m×16.5m(宽×高)。工作闸门孔口尺寸13m×13.5m(宽×高)。出口采用扭曲挑流消能。

1.2.3引水发电工程

引水发电系统布置在右岸地下,分引水、厂房及尾水三大部分,采用单机单管三机一井一洞的布置形式。进水口位于大坝上游右岸,采用岸塔式布置,进水塔平面尺寸为146m×32m×111.5m(长×宽×高),底部高程1140m;主副厂房包括安装间、机组段和副厂房,总长298.1m,最大开挖跨度为30.6m,高度79.18m;尾水系统由六条尾水支洞、六个机组尾水检修闸门井(两个室)、双圆筒阻抗式调压室、二条圆形尾水隧洞和尾水出口等建筑物组成,调压室高90m、直径32m,最大开挖直径38m,机组尾水检修闸门室尺寸207.5m×11.1m×31.5m(长×宽×高),二条尾水隧洞内直径均为18m。送出工程由两条4.5m×5.8m(宽×高)出线洞、地面出线场和敞开式开关站组成。

二、 防洪度汛管理

2.1水情自动测报系统管理

小湾水电站施工期水情自动测报系统于2004年初开工建设,同年6月建成并投入试运行。2007年随着公司集控中心的成立,小湾水电站施工期水情自动测报系统并入澜沧江水情测报系统,由集控中心负责运行管理。小湾水电站水情自动测报系统建立以来,遥测系统稳定正常运行,数据传输年畅通率达到95%以上;水情预报系统运行稳定,预报精度较高,2004年正式运行以来洪水预报的合格率及时效性达到了甲级标准。系统水文站网布设合理,系统的功能、数据通畅率、水(雨)情数据采集、洪水预报方法、预报精度等均能满足洪水预报要求。

2.2防洪度汛过程管理

2.2.1及早落实防汛责任,切实做好防汛规划。

电厂设立防洪度汛办公室,每年初制定防洪度汛措施计划,修编防洪度汛管理办法,不断完善水库防汛抢险、超标准暴雨洪水、水淹厂房事故等专项预案和现场处置方案,及早检查、安排修复和实施防汛工程,充分准备防汛设备、物资,落实防汛抢险队伍,确保安全度汛。

2.2.2认真做好隐患排查治理,确保防汛设施正常运行。

每年汛前,小湾电厂每月均有针对性的组织汛前专项检查,对发现的问题和隐患进行全面梳理,建立防汛台帐并研究处理方案,立项整改,所有项目均已整改完成并通过验收。在初汛期、主汛期和汛末分别开展联合大排查,及时实施汛前、汛中和汛后修复项目,确保防汛设施的完好。

2.2.3严格汛期值班纪律,加强防汛应急管理。

5月1日至10月31日度汛期间,电厂实施24小时值班制度,安排人员对各重点部位实行日巡查,及时上报、处理发现的隐患。汛期形成日总结、周报、月报以及月例会制度,全面掌握防汛工作情况。同时针对边坡和渣场塌方、泥石流等导致的公路、排水沟渠堵塞举行专项演练,对尾水平台出口防洪叠梁门进行吊运试验,均收到良好效果。

2.2.4分级管理,突出重点,探索防汛管理新模式。

小湾电厂每年组织相关人员开展防汛设施摸底排查,加强对暴雨后防汛设施排查,及时对雨后发现的隐患进行治理,并拍摄照片在不同时段进行跟踪比对,完善公共区域的防汛设施分级管理台账,对防汛设施分为特别重要、重要、一般三个等级进行有重点、分等级分区域进行巡查与监控,编制了边坡隐患台账,提升防汛工作质量和效率。

三、水工建筑物安全监测管理

3.1监测布置及项目设置

为确保小湾枢纽区建筑物工程安全,根据小湾工程特点、枢纽区地形地质条件、主要建筑物设计等因素,小湾水电站枢纽区安全监测体系设置有水库地震监测台网、水情自动测报系统、枢纽区变形监测网、拱坝安全监测体系、引水发电系统监测体系、边坡和抗力岩体监测体系、坝内温度裂缝专项监测及枢纽区安全监测自动化系统等,监控体系布置适应工程枢纽地形地质特点,对枢纽工程建筑物进行重点监控的针对性较强,工程安全监测体系全面、监测系统完善,共计安装埋设监测仪器及测点10670余支(个),仪器完好率为96.1%,接入自动化6500余支(个)。

拱坝安全监测系统(共布置监测仪器5694余支,仪器完好率为96.3%)是全国目前最大的安全监测自动化系统,各类仪器设备均采用具有国际国内先进水平的设备,大坝EL.1190m激光三维变形测量系统、坝顶GNSS变形监测系统、光栅式横缝动态监测、裂缝变形测量系统均属国内首创。小湾水电站枢纽区安全监测系统各类监测项目相互补充,同一重点部位多种监测手段同时作用,能够全面监控枢纽区工程建筑物的运行状况,确保小湾水电站工程实施各阶段及蓄水期间安全监测数据成果的全面、可靠采集与异常反馈。蓄水过程中各监测系统运行状况良好,监测仪器工作正常,监测资料连续可靠,无停测、漏测情况发生。监测成果显示当前各监测项目测值变化基本稳定,主要枢纽区建筑物工作性态正常,安全受控。

3.2安全监测过程管理

小湾水电站从蓄水开始,严格按照中国水电顾问集团昆明院编制的《枢纽建筑物首次蓄水期和初蓄期安全监测技术要求(第B版)》开展大坝安全监测工作。蓄水期间,电厂每日对重点部位、重点监测项目进行巡视检查、监测分析,安全监测自动化系统以4次/天的频率采集数据,对未接入自动化的监测项目在汛期按照1次/天,非汛期按照1次/周的频次进行人工巡检、量测。每日/周向澜沧江公司和由工程院院士、国内著名水电专家、国内知名院校教授及昆明院高级工程师组成的蓄水综合评价专家组上报《小湾水电站水库运行及大坝安全监测日报》和《小湾水电站水库运行及大坝安全监测周报》,如实反应大坝工作性态,全面评价小湾水电站各阶段蓄水期间工程安全性,并积极落实专家组反馈意见和建议,不断改进监测报告整理方式,突出重点,加强对关键数据的关注报送。目前大坝安全监测工作开展正常。

四、水工建筑物维护管理

水工建筑物巡检为确保水工建筑物良好工况,小湾电厂制定了《水工建筑物巡视检查标准》,并严格按照标准开展大坝安全日常巡查、定期检查、特种检查、年度详查。电厂编制了水工巡视检查记录表,并列为党员攻关项目,不断优化巡视检查方法,为符合实际检查需要,将水工建筑物划分成8个责任区域,责任明确到人。小湾电厂每月对大坝及引水发电系统等枢纽区重要建筑物进行月度巡视检查,并联合监测外包单位开展系统的巡视检查工作,对巡检结果及时进行整理分析,完善水工建筑物缺陷台账,全面系统地掌握缺陷情况,提出改善措施,实施消缺改造项目。每年根据相关标准和要求对水工建筑物及其各种设施进行全面或专项检查并整理上报检查报告。当小湾水电站周边发生地震或库区发生地质灾害等影响大坝稳定的情况时,小湾电厂立即展开特种巡视检查工作,对枢纽区建筑物进行全面细致的检查,形成特种检查报告并上报。对近坝库岸开展每周两次的巡视检查工作,及时对比分析变化情况,对小水井、八字耳朵等重大地质缺陷点采用人工观测和GNSS自动化观测,掌握其变化情况,及时上报。

五、结语

水电站的水工建筑物随着时间的推移,会逐步产生应力应变、变形等方面的变化,因此,水工建筑物的安全运行和维护管理工作尤为重要。小湾电站自2009年投产发电以来,经过5年多的运行维护,已经两次蓄水至正常蓄水位,各水工建筑物均处在正常稳定运行状态。希望本文能够给类似水电工程的水工建筑物运行管理工作提供借鉴和参考。

参考文献:

[1] 胡德春.浅谈宝珠寺水电站水工建筑物的安全管理[B].大坝与安全.2007(2):P25-31.

[2] 张毅,李永高,焦世海.盐锅峡水电站水工建筑物安全管理综述. 西北五省(区)水电学会联系网第20次会议论文集.2005:P81-87.

[3] 范进勇,张潮.三峡水电站运行初期水工建筑物管理实践与探讨[B].大坝与安全.2008(3):P25-29.

作者简介:周健(1987-),男,辽宁锦州人,华能澜沧江水电有限公司小湾水电厂水工技术负责,助理工程师,一级建造师,从事水工建筑物运行管理工作。

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