一、工程概况

清江隔河岩水电站位于湖北省西部清江下游长阳县境内。清江是长江出三峡后接纳的第一条较大支流，全长423km，流域面积17000km2，基本上为山区。流域内气候温和，雨量丰沛，平均年雨量约1400mm，平均流量440m3/s。开发清江，可获得丰富的电能，还可减轻长江防洪负担，改善鄂西南山区水运交通，对湖北省及鄂西南少数民族地区的发展具有重要意义。　　

全流域可开发装机容量为329万千瓦，相应年电能105亿千瓦时。经规划研究，清江干流恩施市以下河段分三级开发，自下面目上依次为：高坝洲（蓄水位80m）、隔河岩（蓄水位200m）、水布垭（蓄水位400m——，总装机容量305万千瓦，年发电量81亿千瓦时。　　

隔河岩水利枢纽因其效益巨大，交通便利而首先兴建，为滚动开发清江流域打下基础。工程于1987年开工，1993年首台机发电，1996年建成。工程主要建筑物为重力拱坝最大坝高151m，坝顶长653.5m,水库总容积为34.54亿m3，电站总装机容量为121.2万千瓦，年发电量30.4万千瓦时，一座两级垂直升船机，通航吨位为300吨，水库深水航道91km，升船机年单向通过能力为170万吨；同时水库可发展水产养殖业和旅游业，工程效益显著，电站为华中电网主要调峰电站之一，水库调蓄洪水，可解决清江下游20年一遇防洪问题并减轻长江荆江河段的洪水威胁。隔河岩工程由国家和湖北省合资兴建，总投资49.88亿元。

二、工程主要特点　

上重下拱式重力拱坝新坝型 大坝坝址河谷呈不对称U形，坝基为厚180m坚硬的寒武系石龙洞组灰岩，其下为厚200m不透水但软弱的石牌页岩。采用上重下拱式重力拱坝新坝型，其特点是封拱线以上为重力坝，高度26m（拱冠）至46-56m（两侧）；封拱线以下为重力拱坝，坝轴经理半径312m，拱顶中心角80，下游面采用三园心拱，拱端处用贴角加大断面。这种特殊坝型可以有效地解决不对称河谷造成左岸拱座地形高程不足的问题，并能改善坝体拱端应力状态，是重力拱坝设计的一次成功的创新。　　

拱座深层处理是大坝的重要组成部分，其作用百对大坝拱座岩体中由剪切带与顺流向高倾角断层构成的若干不满足拱座基础稳定要求的块体进行加固。主要措施是深层洞挖和回填混凝土，形成横断剪切带的阻滑键和沿断层的传力柱和置换洞等。阻滑键的断面尺寸一般为3.5×3.5m或4.0×4.0m,传力柱和置换洞断面尺寸一般为3.0×4.0m拱座深层处理属隐蔽工程,技术要求高,施工难度大,因对拱座稳定起重要作用而被喻为大坝的命根子。　　

泄洪消能 坝址设计洪水（千年一遇）洪峰流量22800m3/s，校核洪水（五千年一遇）洪峰流量26600m3/s，经水库调蓄后枢纽最大下泄流量分别为22030m3/s及22800m3/s。　　

泄洪坝段位于河床中部共8个坝段，设有相间布置的双层共7个表孔和4个深孔。溢流表孔为WES型实用堰。堰顶高程181.8m，孔口尺寸12×18.2m；泄洪深孔采用下弯式矩形管道，进口底槛高程134m，断面尺寸4.5×6.5m。表孔、深孔的平板事故检修门由坝顶门机启闭，弧形工作门各由单独的固定式液压启闭机启闭。　　

大坝泄洪流量大，水头高（最大104.9m），泄洪功率大（最大23.4GW），面拱坝泄流使水流向心集中、加之坝下河床出露的页岩抗冲能力低，增加了消能的难度。设计通过大量水工模型试验和研究比较，选用新型的泄洪孔口收缩射流和水垫池联合消能工。表孔利用不对称宽尾墩宽尾墩将泄槽宽度由12m收缩至出口的3.0m；深孔利用不对称宽尾墙将泄槽宽度由4.5m收缩至出口的2.0m。宽尾墩或宽尾墙的角度不同，使水流方向由径向调整为平行河流方向。收缩后的泄流水舌沿竖向和纵向扩散，充分掺气后跌入水垫池，消能效果十分显著。　　

水垫池（一级消力池）底高程58.0～59.0m，池宽113～131m，有效池长124m，末端设顶高程65.0m的尾槛、泄洪时水垫厚度42m。下游接二级消力池，长65m。　　

引水隧洞 隔河岩水利枢纽电站引水系统按一机一洞方式平行布置4条直径9.5m、中心间距24m的压力引水隧洞。从电站进水口起，穿越右坝肩山体，至厂房高边坡止，以下接压力钢管，单洞长444m，全长1776m。其衬砌结构型式以大坝基础防渗帷幕轴线为界而不同，上游洞段采用普通钢筋混凝土衬砌；下游洞段最大运行水头94m，需严格防止内水外渗，以免影响大坝右拱座和厂房高边坡的稳定安全，为此对其中602m长的洞段在我国首次采用后张式环向预应力钢筋混凝土衬砌。共布置锚束1380束，每束由12根×15.2mm钢绞线集合而成，单束控制拉力2225kN。预应力系统，其中2、4号洞采用的HM锚即无台座张拉的环锚预应力技术为国内首创，达国际先进水平。获电力部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。　　

电站厂房及高边坡处理 电站厂房位于坝址峡谷出口右岸岸边。厂房长142m，宽38.6m，高64.3m，安装4台水轮发电机组。上游副厂房长126m，宽16.5m，高46.8m，内设中央控制室、主变压器、封闭式组合电器及其他辅助设备等。　　

厂房上游正面和右侧紧靠山体，形成前缘长约300m，高130-170m的边坡。其上部为坚硬的石龙洞组灰岩，岸剪裂隙发育；下部为软弱的石牌组页岩，坡脚处风化解体严重；两组岩层之间为201号剪切泥化破碎带。岩层走向70°～80°，与厂房轴线方向基本一致；倾角25°～30°。倾向上游，形成“上硬下软”逆向高边坡的特殊地质条件。　　

为了保证边坡的稳定和厂房的安全，采取了在灰岩/页岩的交接处设计较宽大的平台以利应力扩散，整个坡面略呈内弧形有利于整体稳定； 引水隧洞出口两侧挖除201号泥化夹层，回填置换混凝土； 灰岩壁面进行锚喷支护，页岩坡面用混凝土护面； 靠近边坡岩体内设2层排水隧洞，洞的周边排水幕以降低渗压； 边坡上部高程165～225m灰岩壁面设226束预应力锚索，每束长40m，张拉力2000kN，以改善岩体应力，限制裂隙发展等综合技术措施。　　

升船机 两级垂直升船机设在左岸，提升高度分别为42m和82m，中间有长385m的通航渠道（其中200m为高架桥式通航渡槽相连接，连同上、下游引航道，全长1405m。升船机最大过坝船舶为1艘300t分节驳，承厢有效尺寸为42×10.2×1.7m，年单向通过能力为170万t，为国内第一座高升程300t级船舶的垂直升船机。　　

第一级升船机位于大坝第27坝段，由上闸首、承船厢室和下闸首组成，长63.5m，宽34m，建筑总高度99.4m；第二级升船机塔式建筑物，长61.8m，宽37.5m，建筑总高度131m。承船厢带水总重1370t，由56根钢丝绳悬吊，其中40根绕过滑轮后与总重量1100t的平衡重块相连，另16根钢丝绳与卷扬机相连。升船机有一系列辅助设备确保船厢安全平衡地运行。

船舶上行过坝时，先进入第二级升船机，再经过中间渠道进入第一级升船机，然后再进入水库，全部航程约30分钟。

隔河岩升船机具有结构简单、提升功率小、造价低和运行安全稳定等优点，它的建成将为我国高坝通航建设提供有益经验，并列为三峡工程升船机中间试验项目。　　

机电设备 隔河岩水利枢纽经国家计委同意利用加拿大政府混合贷款，引进主要机电设备。水轮发电机组两台由GE Canada与MIL TRACY联合供货，另两台由国内哈尔滨电机厂成套供应，四台机组由中、加联合设计。隔河岩水电站额定水头103m， 选用转轮直径5.74m的混流式水轮机额定出力310MW,额定点效率94.5%，加权平均效率92.41%，平均效率高于国内同类产品2%。1、2号发电机额定容量306MW，3、4号机为300MW。　　

电气设备引进了发电机电压封闭母线、220kV和500kV升压变压器及六氟化硫（SF6）全封闭电器（GIS），满足了调频调峰机组启停频繁的要求，提高了网络运行的稳定性和可靠性。

隔河岩水电站是华中电网调峰调频骨干电源，以后又可能成为清江梯级电站的调度通信中心，因此，电站有较高的自动化水平。机组和主要机电设备由计算机监控。监控系统采用贯穿全厂的双冗余以太网总线结构，主站的各种设备、各机组及开关站的现地控制单元、公用设备控制单元以及通信控制单元等均直接挂上以太网。主站双机并联工作，系统可靠性高。这一系统结构方案由长江委提出后为加拿大CAE公司采纳，软件由双方合作开发，试运行中一次启动成功，具有国内领先水平和世界先进水平。

该工程于1994年全部建成。隔河岩水电站1999年获国家第六届优秀工程勘察金质奖；泄洪消能设计获省科技进步一等奖；重力拱坝获1998年水利部优秀工程设计金质奖，并获1999年国家第八届优秀设计金奖。