乌江渡水电站简介

乌江渡水电站简介
胡经国
作者说明
该文于1985年10月由重庆市水利电力学校印发电力职工中专班学生及有关教师，作为去乌江渡水电站实习的参考资料。

当时本文作者兼任该班班主任，并任实习领导小组组长。

2001年3月24日，作者作了必要的修改补充。

下面是正文
一、地理位置
乌江是云贵高原上的一条大河，长江的主要支流之一。

它发源于云、贵两省交界线上的乌蒙山东麓。

源头河段叫做三岔河。

在贵阳之西北与六冲河汇合成乌江上游干流。

乌江干流大体上沿近东西向经乌江渡穿越川黔线。

经思南北上，再经龚滩转向西北，于四川涪陵注入长江。

分别在川黔线以西、以东的猫跳河和清水江，是乌江中上游南侧（右岸）的两条主要支流。

乌江中游穿行在大娄山以东的崇山峻岭之间。

由于河水侵蚀和地下水溶蚀，往往形成两、三百米深的峡谷。

乌江干支流水急滩多，水能资源丰富。

乌江渡位于川黔线上、乌江南（右）岸，是贵州省遵义市遵义县的一个城镇。

其北面是遵义市（较近），南面是贵阳市（较远），西面是毕节县，东面是玉屏县。

乌江渡水电站位于乌江渡以西附近，乌江中上游峡谷河段。

这是世界上岩溶地貌发育最典型的地区之一。

二、电站建设概况
乌江渡水电站是乌江干流上第一座大型水电站，是我国在岩溶典型发育区修建的一座大型水电站，也是贵州省目前最大的水电站。

乌江渡水电站由水利部第八工程局，于1970年4月开始兴建，整个电站工程于1982年12月4日全部建成，历时12年半。

电站经过72小时试运行后，于1982年12月4日正式并网发电。

该电站共装有3台水轮发电机组，其中一号、二号机组已分别于1979年、1981年发电；三号机组安装调试完成后，于1982年12月4日投产发电，比原计划提前27天。

乌江渡水电站工程质量优良。

主体工程混凝土全部合格，优良率达85%。

帷幕灌浆、金属结构、机组安装及各类泄洪建筑物全部达到设计要求。

革新成果791项。

其中有9项达到国内先进水平，成功地解决了岩溶地区建设水电站的水库防渗、大坝基础稳定、泄洪及施工后期导流等重大技术难题，为我国今后在西南岩溶地区建设大型水电站积累了有益的经验。

乌江渡水电站自开工以来，精打细算，共节约资金8000多万元，木材1万多立方米，水泥11万多吨。

整个工程造价没有超过工程概算，是我国近年来大型水电站建设经济效益最好的一个工程。

三、发电能力及意义
乌江渡水电站共装有三台高水头大型水轮发电机组。

单机容量21万千瓦，总装机容量为63万千瓦，年发电量33.4亿度。

它的总装机容量约占贵州省水火电总装机容量的40%。

该电站全部建成投产，使贵州省的发电能力增加了2/5左右，在贵州电网中发挥着骨干作用。

不仅如此，该电站的电力还并入西南联网运行，除满足贵州省的用电需要外，还将多余的电输往四川，主要补充重庆地区电力之不足。

四、电站枢纽工程特征
乌江渡水电站控制流域面积：27790平方公里。

多年平均流量：502立方米／秒。

设计洪水流量：19200立方米／秒。

校核洪水位：762.8米。

正常高水位：760米。

死水位：720米。

校核尾水位：672.9米，
设计尾水位：668.3米。

最低尾水位：625.72米。

总库容：23亿立方米。

主坝坝型：混凝土拱形重力坝。

坝顶高程：765米。

最大坝高：165米（为当时我国已建成水电站的第一高坝）。

坝顶弧长：368米。

坝体工程量：193万立方米。

主要泄洪方式：坝顶溢流、隧洞泄洪。

坝体在700米高程以下为整体结构，横缝灌浆；700米高成以上为悬臂梁结构，横缝不灌浆。

坝型结构特点是：由于拱轴曲率很小，因而在两岸拱座范围内，轴向力（H）较小，顺河流方向（近东西向）拱端剪力（V）较大。

主坝中部为溢流坝，设有4个溢流表孔。

溢流孔设有弧形闸门（13×19 米），并设有检修闸门井和工作闸门井。

溢流面（板）末端挑流鼻坎高程669.367米。

溢流坝顶设有行车和闸门启闭设备。

溢流坝北、南两侧设有左、右溢洪道。

两岸分别设有左、右岸泄洪洞。

在坝体内，左、右泄洪洞高程720米。

左、右泄洪道内侧左、右泄洪中孔高程680米。

导流底孔高程628.7米。

电站主厂房为坝后式厂房。

付厂房在主厂房上游侧的坝内。

主厂房与坝体之间设有厂坝分缝。

坝体下游面22万伏开关站基面高程686米。

引水钢管埋设在坝体内，进水口高程700米。

水轮机的安装高程622.5米。

坝体下游面人行道高程724.2米。

坝顶左侧设置有升船机。

坝体上还安装有拦污栅等设备。

上游围堰右岸设有导流隧洞。

在平面上它位于右岸泄洪洞外侧（靠河道一侧）。

右岸泄洪洞内侧（靠山里一侧）设有放空洞。

在立面上，放空洞在右岸泄洪洞和导流洞之间（高程在680米和700米之间）。

左岸有上坝隧洞。

右岸有进厂交通洞。

坝基进行了固结灌浆。

在坝基上游侧和厂基下游侧分别设置了防渗帷幕。

坝轴线位于坝基上游帷幕前面。

五、电站工程地质特征
乌江渡水电站坝址河段两岸山高300余米。

河水位625.7米。

河面宽70米。

700米高程以下谷坡坡度约为60°，700米高程以上谷坡坡度约为40°。

河谷呈“V”型。

坝基地层为下三叠统玉龙山石灰岩（T12）总厚度233米。

按岩性可分为两大层：第一大层（T12-1）以深灰色中厚层和薄层石灰岩为主，夹多层极薄的炭质页岩和钙质页岩，厚110米。

依页岩夹层的多少，第一大层可分为三个小层。

第二大层（T12-2）为深灰色厚层块状和中厚层致密石灰岩，夹极少量炭质页岩和炭质薄膜，厚123米。

石灰岩坚脆质纯，平均饱和极限抗压强度在600公斤／厘米２以上。

玉龙山石灰岩以下，据坝趾50米处，为下三叠统九级滩页岩——粘土页岩（T11），厚55～83米。

坝后式厂房距九级滩页岩仅20米。

玉龙山石灰岩之上，为下三叠统沙湾堡页岩（T13）
坝址上游1公里处，地层至西向东倒转。

坝址区地层走向NE 5°～15°，倾向NWW（上游），倾角60°左右。

坝区地质构造主要受燕山期NNE向构造体系控制。

地层在近东西向应力场作用下，强烈挤压、倒转，并产生多组断裂及扭曲破裂，构造破坏严重。

其中，右岸断裂密集，岩体完整性差。

玉龙山石灰岩地下岩溶发育。

岩溶形态有溶洞、暗河、竖井及斜井等。

两岸已见溶洞14个，可测长度1456米，总体积达86193立方米（右岸77843立方米）。

岩溶发育主要规律是：
⑴、发育强度与石灰岩性状和夹层岩性有关。

第二大层较第一大层发育。

在第一大层中，第二小层岩溶最发育，第三小层次之，第一小层最弱（夹层最多）。

⑵、发育方向受构造控制。

主要方向为NNE向（岩层走向）及NWW向（张性断裂方向）。

局部受NE向构造控制。

⑶、发育成层性明显。

右岸岩溶可分为四层，其高程分别为：630～640米、660～670米、695～705米和725～735米，与乌江两岸阶地高程基本相应。

其余各高程岩溶以垂直岩溶为主，并与各层水平溶洞相连，形成树枝状岩溶系统。

在近代河床以下300米的深度，亦见有沿NE向断层垂直发育的深部岩溶。

坝基工程地质条件右岸较差，左岸次之，河床较好。

上述坝型结构特点决定了两岸坝肩深部抗滑稳定条件是影响大坝安全的重要因素之一。

分析坝肩抗滑稳定条件，主要是要查明和分析700米高程以下拱形重力坝的两岸坝肩拱座基础部位的岩体中，沿拱座方向（北西西向）和底平面有无明显而连续的软弱结构面存在。

这是坝肩深部抗滑稳定的关键因素或控制因素。

复杂的地质条件决定了乌江渡水电站的主要工程地质问题是：⑴、库、坝区渗漏；⑵、坝基和坝肩，主要是右岸坝肩的深部抗滑稳定问题。

为了防渗和提高坝基、坝肩岩体的整体性和稳定性，对坝基进行了固结灌浆；设置了防渗帷幕，并与两岸上游相对隔水层相连接；对右坝肩的软弱结构面进行了专门的处理，同时采取了改选坝型等措施。

六、坝型改选
乌江渡水电站坝基岩体内软弱结构面的发育没有明显的分异，不同方向的裂隙普遍存在。

在这种情况下，深部滑动面往往是由坝基内最大剪应力带的分布所决定。

因此，在设计过程中，需要沿最大剪应力带，并根据这个带的综合工程地质性质指标，校核坝基的深部抗滑稳定性。

据试验和有限单元法计算，由于距河床坝段很近的下游九级滩页岩强度低，变形大，因而应力在玉龙山石
灰岩内高度集中，其剪应力最高带与坝底面约成20°～25°的交角。

实际上，坝基内也确实有一组裂隙沿这一方向发育。

因此，根据这个带的加权平均（包括裂隙与完整岩石）抗剪强度指标，校核了坝基岩体深部抗滑稳定性。

结果发现，按原来设计的坝型，坝基岩体深部抗滑稳定性不能满足要求。

于是，将原设计的一般类型的重力坝改为拱形重力坝，把20%～30%的水平推力传到两岸坝肩上，以保证大坝有足够的抗滑稳定性。

这样一来，对于选定的拱形重力坝，河床坝基和左坝肩的深部抗滑稳定安全系数分别达到4.67和4.69，均能满足稳定性要求。

虽然右坝肩在天然状态下稳定性较差，但是对右坝肩主要软弱结构面进行专门处理后，亦能满足拱形重力坝的稳定性要求。

1985年10月13日撰写于重庆
2001年3月24日修改于重庆。