潘家口水利枢纽的设计经验(一)

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1、潘家口水利枢纽的设计经验(1)摘要：文章总结了在潘家口枢纽设计中对枢纽布置、电站水头变幅巨大、下池库内往反水流、水资源开发方式等重大技术问题、处理措施以及所采用的新技术，加宽尾墩式溢流坝、裸露式碾压混凝土坝、变速运行等设计经验。关键词：水利枢纽混合式抽水蓄能电站宽尾墩式溢流坝变速运行碾压混凝土1设计中的几个重大技术问题枢纽布置枢纽布置是整个枢纽设计的关键技术问题之一。在初步设计批准后，我院在清华大学及本院科研所进行了6个水工模型、5个方案的试验研究，验证了初步设计所推荐的枢纽布置是最优方案，即右岸坝后式水电站的枢纽布置具有布置紧凑、管理运行方便、施工简单、投资省、上下游流态可基本满

2、足运行要求。该方案又经长期的、大量的整体及断面水工模型试验研究后，进一步完善了枢纽布置：主坝泄洪建筑物由表孔和底孔组成，最大泄洪流量为56200m”s,表孔共18孔，孔宽15m,挑流消能。4个泄洪底孔为深式一短管、明流槽以及挑流消能。由于施工的需要，将底孔由电站左侧迁移至表孔中部，表孔则分两段布置即右7孔、左11孔，两段中间布置泄洪底孔。溢流坝闸墩由流线型改为平尾墩、左3孔又改为宽尾墩、通过试验将挑流鼻坎高程抬高了33增加挑射角至30等措施，达到了充分消能的目的，改善了左岸回流淘刷坝趾和下游冲刷。溢洪道右端导墙加设了导向墩，电站左导墙加长80m,加长部分左折20o这些措施避免了对厂

3、房的冲击，改善对尾水渠左导墙的冲刷，并大大减少了尾水渠出口淤积，为电站运行提供可靠的保证。潘家口电站是一座混合式抽水蓄能电站，装机4台，其中1台150MW常规机组、3台90MW由水蓄能机组。这座电站是我国目前最大的混合式抽水蓄能电站，其特点：一是电站水头变幅巨大；二是常机组布置在同一个厂房内；三是蓄能机组需要安装在一期工程形成在厂房内；四是设备多、且某些设备还有特殊的要求。这些特点和要求，给机组制造与厂房布置带来复杂性。经过周密的布置和详细研究，并与厂家协商，对机组的结构做了修正和调整，才满了运行和设计要求。保坝措施经技术经济比较，选择了加高大坝，枢纽泄流能力提高15%,最大泄量为

4、56200m3/s。而枢纽增加投资仅占总投资的2％。因此该方案是经济合理的、也是可靠的。关于水库诱发地震的研究潘家口坝址与库区有东西向、北东向及弧形构造会入，构造复杂，又有历史地震的记录。根据联合国教科文组织的规定，我院开展了关于水库诱发地震的研究，通过扩大的地质测绘、遥感、精密水准测量、地应力测试、地震台网的监测，10余年来还未观测到水库诱发地震的迹象。但根据国内外工程经验，今后还应加强监测工作。关于碱活性骨料的研究本料场的混凝土天然骨料，通过调查发现有燧石、凝灰岩、流纹岩、粗石岩、蛋白石、安山岩等活性骨料，约占总量的30％，诵过岩相鉴定及化学法试验确定，属有害的碱活性反应的材料

5、。为此，又进行了长度法试验。试验结果证明砂、骨料均不产生过量的膨胀，可评价为非活性骨料。由于缺乏骨料在混凝土中使用的经验，为安全可靠，设计仍用抚顺低碱大坝水泥及掺粉煤灰等抑制措施。经近20年的运行均未见异常。下池库内往返水流混合式抽水蓄能电站下池布置在滦河干流上，因此需满足泄洪要求，即建筑物应能抗御大洪水冲淤的作用。下池工程为三级建筑物，要求抵御28000m3／s的大洪水冲击以及淤积造成的不利影响。为此电站左导墙按折线布置，挖除左岸滩地约100万m3砂石，大大改善了尾水渠由口淤积问题。经包括上下池整体水工模型试验，证明大洪水过后，下池有效库容损失约10％左右，而实际设计已留有足够的

6、余地，因此运行是可靠的，设计也是成功的。水资源开发与经济效益。由于京津唐地区缺水严重，因此水资源开发与利用成为当时的一个核心问题，引起各方面的关注。在审查潘家口初设时，华北电管局明确提出在原供水、防洪及季节性电站的基础上，在可能条件下，增设3X90MW由水蓄能机组扩大装机容量，使季节性电站变为混合式抽水蓄能电站。其优点：（1）结合供水发电，发电不降低供水的效益；（2）可避免在枯水时段或不需要供水时出力受阻甚至停机；（3）常蓄机组互补，可增加尖峰发电量，减少输入电量，提高机组的综合效率；（4）由于增设抽水蓄能机组，大大改善了电站在系统中的地位和作用。提高对系统的调节能力，具有明显的调

7、频效应，为系统提供了一个可靠的调峰电源。量增加了倍，总峰荷电量达亿kW・h.峰荷电量大幅度增长的原因：抽水发电亿kW-h,另外在系统中填谷210〜270MW解放了火电机组调峰500MW这种混合式水电资源开发的经济效益是十分明显的。2设计中采用的新技术坝型主坝采用了低宽缝重力坝，这种坝型是由宽缝重力坝发展而来的。为了区别，可视一般宽缝重力坝为高宽缝重力坝。高宽缝为坝高的1／2。低宽缝重力坝缝腔高为坝高的1／3。其次是缝腔的体形不同，低宽缝尽量避免倒模板，将上下游缝腔的坡