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葛洲坝水利枢纽

来源:本站 | 作者: 本站编辑 | 发布日期: 2021-04-22

一、工程概括   

葛洲坝水利枢纽是长江干流上兴建的第一座大型水利水电枢纽工程。它是长江三峡水利枢纽反调节水库和航运梯级,具有发电、航运、旅游等综合效益。同时修建葛洲坝工程也为兴建三峡水利枢纽作实战准备。   

葛洲坝水电站系径流式电站,装机21台,总装机容量271.5万kw,保证出力76.8万kw,多年平均均电量157亿度是华中电网的骨干电源,并可向华东地区输送部分电能,后期与三峡电站联合运行还可增加发电效益。  

葛洲坝汛期回水110kw,到达湖北巴东,枯水期回水约200kw,抵三峡进口的奉节附近。为保证长江航运畅通,枢纽二条航道三座船闸,近期年单向通过能力2000万吨,运期为5000万吨,可通行万吨级大型船队。   

枢纽设计洪水流量为860003/s,校核洪水流量为110003/s,大坝设计蓄水位为66m,校核洪水位为67m,水库总库容15.8亿m3。坝顶高程70m,最大坝高53.8m,枢纽坝轴线全长2606.5m,枢纽布置左右两侧为三江,大江人工航道,中间为电站厂房和泄水闸,具体建筑物左边为土石坝,三江人工航道内布置三号及二号船闸和六孔冲沙闸及上游防淤堤。二江布置7台机组厂房(二台17万kw,五台12.5万kw)和二江二十七孔泄水闸,大江布置十四台12.5万kw机组厂房,大江航道内布置一号船闸和九孔泄洪冲沙闸以及上游防淤堤,右侧为混凝土重力坝与右岸山坡相连。   

枢纽主体建筑物工程量有:混凝土约990万m3,土石方开挖约5000万m3,其中第一期工程混凝土约580万m3,土石方开挖约4000万m3。   

工程于1970年12月30日动工,由于一些重大技术问题未得到解决,1972年11月暂停施工,1974年10月工程复工,1981年大江截流,1986年大江机组开始发电,1989年工程完工,设计总工期17年。   

按1974年价格计算工程概算投资35.56亿元。  

二、解决的重大技术问题   

泥沙问题   解决坝区引航道泥沙淤积,是保证航运畅通的首要问题。根据宜昌站二十五年泥沙测验资料,平均每年泥沙输移癖量约5.26 亿吨。根据颗粒分析:其中小于0.1毫米的冲泻质泥沙4.64亿吨;0.1~1.0毫米以上的粗沙、砾石、卵石约57万吨,全部推移。悬移质汛期占90%,推移质更集中在汛期,枯季只占1~2%。   

为了解决水流条件与泥沙淤积的矛盾,参照我国多年来治河工程以及水库冲淤的经验,结合长江水量丰沛、含沙量不大的特点,考虑采用防淤堤把引航道与主流分开,并设置冲沙闸,形成有利于束水冲沙的人工航道,通过“静水过船,动水冲沙”的途径,解决引航道淤积问题。   

通航问题 川江航道全长660公里,水流湍急,滩险很多,有些滩险在洪枯期需设绞过滩,通过能力受到限制。 

葛洲坝水利枢纽建成后,汛期大洪水时,回水110公里,到巫峡下口的官渡口;非汛期回水180公里,到瞿塘峡下的黛溪。回水所及,正是川江航道最艰险的一段,这段航道得到了改善。   

建坝后,对于通航问题,除防止航道淤积问题已如前述外,主要有:引航道布置问题;船闸规模问题和南津关航道整治问题。    

 ① 引航道布置问题 据长航资料,川江航运近期最大驳船为1500吨,吃水2.6m。现在营运的最大船队组成,为二艘1500吨驳船,一艘800吨驳船,加拖轮,三驳一顶,船队长163m,宽27m,要求航道最小水深2.9m,最小宽度90m,规划远景最大船队为四艘3000吨驳船加拖轮,天平形船队,长230m,宽31.6m,吃水3.30m。上游引航道直线段长度为1000m,三江下游航道宽为150m,水深减为4.5m,可以满足通航要求。   

② 关于船闸规模 地方航运部门规划,一九九零年过坝货运量为473万吨(其中下水440万吨)。 

三江船闸选用一大一小方案,大船闸长280m,宽34m,槛上水深5m;小船闸长120m,宽18m,槛上水深3.5m。   

③ 南津关航道整治问题 建坝后,船队出南津关进入三江和大江航道,需绕开泡旋区或穿过泡旋区,航行有困难。   

整治标准:考虑到远景三峡枢纽建成后,百年一遇下泄流量不超过45000m3/s。因此要求在5000m3/s时,能正常通航近远期最大船队,上游口门外500m范围内,航道宽度为200m,能保证船队安全航行。要求纵向流速不大于2m/s,横向流速不大于0.3m/s。最高通航流量为60000m3/s,考虑船队减驳减载,要求上游口门外500m范围内,航道宽度为120m。   

二江泄水闸消能防冲和导流截流问题    三江泄水闸承担着以下主要任务:①永久性长期泄洪时,有良好的上下游水流衔接条件,保持有利的河势;②大江截流时过水,保证胜利截流;③二期导流时,通过绝大部分的水流,消能防冲问题得到很好解决,保证建筑物安全;④排泄推移质泥沙;⑤加大导流过水能力,降低二期大江上游围堰施工强度,使围堰能在汛前抢修至设计高程。通过一九七三年以来的模型试验研究和分析计算,二江泄水闸数量以25~28孔为宜,截流水头可降为3m左右,采用一定措施,可以实现胜利截流,当通过71100m3/s流量时,单宽流量约120~140m3/s,下游消能防冲条件得到改善,可以做到安全导流。   

大型水轮发电机组    葛洲坝水电站最大水头27m,过去选择的ZZ560型(即A30)水轮机组,四个叶片,直径11.3m,容量为17万千瓦。该机组(2台)安装在二江。二江电站其余机组,均采用五个叶片的,单机容量12.5万KW。   

大型闸门及启闭机     船闸下闸首的大型人字闸门,水头达27m,单扇高34m,宽20.3m,重600吨。人字门的启闭机采用机械传动扇形齿轮曲柄连杆启闭。上闸首工作门也采用人字门。   

泄水闸闸门采用双扉门,上扉平板门,高12m,宽12m;下扉弧形门,高12m,宽12m。在通过一般洪水时,运用弧形门,遇到大洪水时,打开全部闸门。既可克服完全采用平板门难以解决的闸门槽气蚀、震动和启闭机设计制造等复杂的技术问题,又可做到操作灵活。并使弧形闸门支座推力减小,便于设计制造。每扇弧形闸门支座推力约4000吨,闸墩采用予应力锚拉装置,可以满足结构的要求。   

巨大经济效益  发电方面,设计装机容量271.5万kw,多年平均发电量157亿kw.h,实际运行结果,最大出力和多年平均发电量均可超过设计值,与火电比较,每年可节约原煤约1000万吨左右,大体上相当于3~5个荆门热电厂(装机容量62.5万kw)、一个平顶山煤矿(1979年年产量1047万吨)、一条焦枝铁路(近期综合通过能力约1100万吨)近期的功能。   

航运方面,葛洲坝工程建成后改善了川江200km三峡峡谷航道条件,淹没了100公里内的青滩、泄滩等急流滩21处,崆岭等险滩9处,取销单行航道和绞滩站各9处,使这一航道的水面比降降低,航道流速减小,为航运发展提供了有利条件,航运安全度增加,宜昌至巴东的航行时间缩短区间;航运成本降低及小马力船拖带量提高。但也增加船舶(队)过坝的环节和时间。三条船闸设计年通航时间320天。每于过闸时间51~57分钟(大船闸)和30~40分钟(中船闸),三江航道汛期停航流量60000m3/s(施工期45000m3/s),实际运行结果,船闸和航道的设计指标,除下游航道在枯水季有时达不到设计航深外,可达到设计值并略有提高。  

三、工程进展  

工程于1970年12月30日开工,1972年11月停工,1974年底复工,1981年元月大江截流,6月三江通航,9月二江第一台机组发电,1988年工程全部完建。实际工程投资48.48亿元。1984年二江工程获国家优秀设计奖,1985年二、三江工程及其水轮发电机组获首届国家科技进步特等奖,1987年获国家优秀工程勘察金质奖,1997年大江工程获国家优秀设计奖。

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