第一篇：溪洛渡電站設計中的重大技術問題研究(上)

溪洛渡電站設計中的重大技術問題研究（上）

摘要：總裝機容量達12 600 MW的溪洛渡工程是我國繼三峽工程之后的又一座巨型水電工程。工程以水力發電為主，兼有防洪、攔沙和改善下游航運條件等綜合利用效益。溪洛渡混凝土雙曲拱壩足建在基本烈度Ⅷ度的高地震區的特高拱壩。在溪洛渡樞紐設計中，對幾個關鍵技術問題進行了深入的研究，即：大壩基建面的選擇、拱壩的體型設計，大壩應力分析，壩肩穩定分析，大壩的抗震設計、泄洪消能和超大型地下洞室群的設計。隨著前期工程的進展，這些技術問題將深入研究，并會取得滿意結果。

關鍵詞：重大技術問題；設計；溪洛渡水電站；金沙江概述

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣境，壩址距離宜賓市(金沙江河口)河道里程184km，壩址控制金沙江：流域面積45.44萬km2，占金沙江總流域面積的96%。是金沙江上控制性的樞紐工程，業主為中國三峽總公司。電站開發任務以水力發電為主，兼有防洪、攔沙和改善下游航運條件等綜合利用效益，供電華東、華中地區，兼顧川渝、滇的用電需要。它是金沙江“西電東送”距離最短的骨于電源之一，也是落實國家西部大開發戰略，實現“西電東送”的骨于工程。

水庫正常蓄水位高程600m，死水位高程540m，汛期防洪限制水位高程560m。大壩壅高水位約230m，形成一座長約200km，平均寬度690m的河道型大水庫。水庫總庫容126.7億m3，正常蓄水位600m以下的庫容115.7億m3，其中死庫容51.1億m3，調節庫容64.6億m3，具有不完全年調節能力。

電站樞紐在左、右兩岸各設一座地下廠房，各安裝9臺 700MW混流式水輪發電機組，總裝機容量12 600MW。初期保證出力3 395MW，多年平均年發電量576.7億kW?h，其中枯水期電量145.1億kW?h。

溪洛渡工程綜合效益顯著：

(1)防洪 水庫控制了金沙江流域面積96％，占長江宜昌以上流域面積47.8％，汛期洪水總量約占宜昌洪量的1／3以上。是長江防洪體系的重要組成部分。水庫廠游緊臨川江，具有控制洪水比重大，距離防洪對象近的特點。利用水庫的46.5億m3防洪庫容調蓄洪水，配合其它措施，可以提高下游

沿江重要城市宜賓、瀘州和重慶的防洪標準。

三峽水庫是長江中下游防洪的主體工程，有防洪庫容 221.5億心，對長江中下游防洪作用巨大，使荊江河段的防洪標準提高到100年以上。溪洛渡水庫汛期攔蓄金沙江洪水，減少了直接進入三峽水庫的洪量。如與三峽水庫聯合進行防洪調度，在遭遇特大洪水時，可以減少長江中下游分洪量25～40億m3，平均防洪效果系數(削減下游分洪量／預留防洪庫容)58％。

(2)攔沙 金沙江是一條多泥沙河流，多年平均含沙量1.7kg／m3，在溪洛渡壩址懸移質年輸沙量達2.47億t，推移質年輸沙量180萬t。通過重慶市寸灘水文站的輸沙量有一半來自金沙江。溪洛渡水電站位于金沙江產沙區的末端，利用大壩壅高水位達230m，對河道天然輸沙條件的改變較大，有巨大的死庫容的優勢，輔以水庫合理調度，大量攔截泥沙，減少三峽水庫的入庫泥沙，且使三峽水庫入庫泥沙顆粒細化，可有效地減少三峽水庫庫尾的泥沙淤積，有利于三峽水庫的長期使用和綜合效益的發揮。

(3)發電補償效益 長江水系汛期水量豐沛，各電站汛期電量比重均較大，特別需要調節水庫將汛期水量調配到枯水期發電。溪洛渡水庫具有64.6億m3的調節庫容，由于它的凋蓄作用，能使三峽、葛洲壩電站的供水期增加一個月，保證出力共增加379.2MW，枯水期電量18.86億kW?h。使向家壩水電站設計枯水年的枯水期平均出力增加保證出力336MW，發電量13?54億kW?h。

(4)航運 樞紐位于不通航河段。經水庫調節，在枯水期可增加下泄流量約500m3／s，較大地改善下游川江航道的枯水期航運條件。樞紐布置

壩區位于豆沙溪溝口至溪洛渡溝口，全長約4km的峽谷河段，在峽谷進口金沙江呈近90°拐彎，峽谷段內河道順直,谷坡陡峻，臨江坡高從進口的大于400m，向下游逐漸降為 300m左右。河谷斷面呈窄“U”型，河谷的寬高比約為2，枯水期水面寬70～110m，在水面抬高230m到達正常蓄水位 600m時，水面寬度僅有530m左右。整個峽谷無沖溝，地形十分完整，且在峽谷中段兩岸地形向下游略呈收斂之勢，具備修建高拱壩的良好的地形條件。

壩區河床基巖及兩岸谷坡主要由二疊系上統峨眉山玄武巖(P2β)組成，系一總體緩傾下游偏左岸的單斜構造，巖層產狀在峽谷進口和出口附近有明顯轉折，形成“陡一緩一陡”的平緩褶曲，峽谷中段產狀平緩，傾角3°～5°。巖流層厚達490～540m，巖體致密、堅硬、均一，沒有斷層分布，發育于巖流層層間和層內的的錯動帶是其主要的結構面。茅口組石灰巖(P1m)出露于峽谷進口谷底，向下游傾伏于玄武巖之下，在峽谷中段埋深達100m左右。河床沖積層一般厚度15～20 m，在峽谷出口段附近增加為40m左右。大量的地質勘察成果表明，在峽谷河段具有修建高拱壩的工程地質條件。

電站樞紐由攔河大壩、泄洪設施、引水發電建筑物等組成。具有“高拱壩、大泄量、多機組”的特點。根據壩址區河谷狹窄，基巖新鮮完整的地形地質條件，結合金沙江的水文特性及工程的開發目標及綜合利用要求，樞紐布置中考慮的原則：

(1)樞紐布置必須緊湊，充分利用峽谷河段的地形地質條件，將樞紐建筑物(含消能區和導流建筑物)全部布置在4km峽谷河段玄武巖出露段之內，與之相匹配，拱壩的壩線位置宜在峽谷中段。

(2)充分利用水庫調節庫容大的特點，調蓄洪水減少樞紐的下泄流量，降低下游河床消能防沖的難度。

(3)由于樞紐泄洪流量大，泄洪功率近100 000MW，居世界高拱壩之首。泄洪消能設施布置采用“分散泄洪、分區消能、按需防護”的原則，由壩身孔口和泄洪隧洞及非常泄洪隧洞等多套泄洪設施共同宣泄洪水。壩下游消能分為兩個區：壩下游設二道壩壅高水位形成水墊塘，消剎壩身孔口挑射水流的能量；隧洞出口消能區遠離水墊塘，隧洞出口挑射水流在水下碰撞和漩滾消能。這種布置方式增加了運行的靈活性和安全度。

(4)高度重視泄洪霧化對樞紐布置的影響。已建工程的實例表明，狹窄河谷中采用挑跌流的泄洪方式，泄洪霧化是不可避免的，霧化強度及范圍均較大。在樞紐布置中首先考慮避讓的原則。在強霧化區及較強霧化區不布置水工建筑物；其次對霧化區內的邊坡不穩定巖體及其他存在地質缺陷的巖體采取挖除或其它工程加固措施，加強坡面排水，確保兩岸邊坡的穩定性。

(5)河芥狹窄，不具備布設壩后廠房的條件，利用河床左右兩岸地形地質條件基本對稱，山體雄厚，圍巖條件好的特點，將18臺機組均勻分設在左、右兩岸的地下廠房，每座廠房裝機容量6 300MW。

(6)初期施工導流采用斷流圍堰、隧洞導流、基坑全年施工的方案。在左右兩岸共布置6條大斷面導流隧洞。在樞紐布置時盡量考慮將導流隧洞與永久建筑物相結合，后期略加改建便可成為永久建筑物。這樣不僅減少工程量節省投資，而且使處于狹窄河谷的樞紐布置更加緊湊。

(7)兼顧分期蓄水提前發電，提早發揮工程效益，降低工程總投資。

對多個樞紐布置方案進行了全面的技術經濟比較，提出推薦的樞紐布置方案(參見圖2)，其優點如下：

(1)充分利用玄武巖出露的4km長的峽谷河段布設整個水工樞紐。壩軸線選擇在峽谷中段，地形微向下游收斂，河床覆蓋層厚

第二篇：溪洛渡電站設計中的重大技術問題研究

溪洛渡電站設計中的重大技術問題研究

肖白云

(成都勘測設計研究院，四川成都610072)摘要：總裝機容量達12 600 MW的溪洛渡工程是我國繼三峽工程之后的又一座巨型水電工程。工程以水力發電為主，兼有防洪、攔沙和改善下游航運條件等綜合利用效益。溪洛渡混凝土雙曲拱壩足建在基本烈度Ⅷ度的高地震區的特高拱壩。在溪洛渡樞紐設計中，對幾個關鍵技術問題進行了深入的研究，即：大壩基建面的選擇、拱壩的體型設計，大壩應力分析，壩肩穩定分析，大壩的抗震設計、泄洪消能和超大型地下洞室群的設計。隨著前期工程的進展，這些技術問題將深入研究，并會取得滿意結果。關鍵詞：重大技術問題；設計；溪洛渡水電站；金沙江概述

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣境，壩址距離宜賓市(金沙江河口)河道里程184km，壩址控制金沙江：流域面積45.44萬km2，占金沙江總流域面積的96%。是金沙江上控制性的樞紐工程，業主為中國三峽總公司。電站開發任務以水力發電為主，兼有防洪、攔沙和改善下游航運條件等綜合利用效益，供電華東、華中地區，兼顧川渝、滇的用電需要。它是金沙江“西電東送”距離最短的骨于電源之一，也是落實國家西部大開發戰略，實現“西電東送”的骨于工程。

水庫正常蓄水位高程600m，死水位高程540m，汛期防洪限制水位高程560m。大壩壅高水位約230m，形成一座長約200km，平均寬度690m的河道型大水庫。水庫總庫容126.7億m3，正常蓄水位600m以下的庫容115.7億m3，其中死庫容51.1億m3，調節庫容64.6億m3，具有不完全年調節能力。

電站樞紐在左、右兩岸各設一座地下廠房，各安裝9臺 700MW混流式水輪發電機組，總裝機容量12 600MW。初期保證出力3 395MW，多年平均年發電量576.7億kW?h，其中枯水期電量145.1億kW?h。

溪洛渡工程綜合效益顯著：

(1)防洪 水庫控制了金沙江流域面積96％，占長江宜昌以上流域面積47.8％，汛期洪水總量約占宜昌洪量的1／3以上。是長江防洪體系的重要組成部分。水庫廠游緊臨川江，具有控制洪水比重大，距離防洪對象近的特點。利用水庫的46.5億m3防洪庫容調蓄洪水，配合其它措施，可以提高下游 沿江重要城市宜賓、瀘州和重慶的防洪標準。

三峽水庫是長江中下游防洪的主體工程，有防洪庫容 221.5億心，對長江中下游防洪作用巨大，使荊江河段的防洪標準提高到100年以上。溪洛渡水庫汛期攔蓄金沙江洪水，減少了直接進入三峽水庫的洪量。如與三峽水庫聯合進行防洪調度，在遭遇特大洪水時，可以減少長江中下游分洪量25～40億m3，平均防洪效果系數(削減下游分洪量／預留防洪庫容)58％。

(2)攔沙 金沙江是一條多泥沙河流，多年平均含沙量1.7kg／m3，在溪洛渡壩址懸移質年輸沙量達2.47億t，推移質年輸沙量180萬t。通過重慶市寸灘水文站的輸沙量有一半來自金沙江。溪洛渡水電站位于金沙江產沙區的末端，利用大壩壅高水位達230m，對河道天然輸沙條件的改變較大，有巨大的死庫容的優勢，輔以水庫合理調度，大量攔截泥沙，減少三峽水庫的入庫泥沙，且使三峽水庫入庫泥沙顆粒細化，可有效地減少三峽水庫庫尾的泥沙淤積，有利于三峽水庫的長期使用和綜合效益的發揮。(3)發電補償效益 長江水系汛期水量豐沛，各電站汛期電量比重均較大，特別需要調節水庫將汛期水量調配到枯水期發電。溪洛渡水庫具有64.6億m3的調節庫容，由于它的凋蓄作用，能使三峽、葛洲壩電站的供水期增加一個月，保證出力共增加379.2MW，枯水期電量18.86億kW?h。使向家壩水電站設計枯水年的枯水期平均出力增加保證出力336MW，發電量13?54億kW?h。

(4)航運 樞紐位于不通航河段。經水庫調節，在枯水期可增加下泄流量約500m3／s，較大地改善下游川江航道的枯水期航運條件。2 樞紐布置

壩區位于豆沙溪溝口至溪洛渡溝口，全長約4km的峽谷河段，在峽谷進口金沙江呈近90°拐彎，峽谷段內河道順直,谷坡陡峻，臨江坡高從進口的大于400m，向下游逐漸降為 300m左右。河谷斷面呈窄“U”型，河谷的寬高比約為2，枯水期水面寬70～110m，在水面抬高230m到達正常蓄水位 600m時，水面寬度僅有530m左右。整個峽谷無沖溝，地形十分完整，且在峽谷中段兩岸地形向下游略呈收斂之勢，具備修建高拱壩的良好的地形條件。

壩區河床基巖及兩岸谷坡主要由二疊系上統峨眉山玄武巖(P2β)組成，系一總體緩傾下游偏左岸的單斜構造，巖層產狀在峽谷進口和出口附近有明顯轉折，形成“陡一緩一陡”的平緩褶曲，峽谷中段產狀平緩，傾角3°～5°。巖流層厚達490～540m，巖體致密、堅硬、均一，沒有斷層分布，發育于巖流層層間和層內的的錯動帶是其主要的結構面。茅口組石灰巖(P1m)出露于峽谷進口谷底，向下游傾伏于玄武巖之下，在峽谷中段埋深達100m左右。河床沖積層一般厚度15～20 m，在峽谷出口段附近增加為40m左右。大量的地質勘察成果表明，在峽谷河段具有修建高拱壩的工程地質條件。

電站樞紐由攔河大壩、泄洪設施、引水發電建筑物等組成。具有“高拱壩、大泄量、多機組”的特點。根據壩址區河谷狹窄，基巖新鮮完整的地形地質條件，結合金沙江的水文特性及工程的開發目標及綜合利用要求，樞紐布置中考慮的原則：

(1)樞紐布置必須緊湊，充分利用峽谷河段的地形地質條件，將樞紐建筑物(含消能區和導流建筑物)全部布置在4km峽谷河段玄武巖出露段之內，與之相匹配，拱壩的壩線位置宜在峽谷中段。

(2)充分利用水庫調節庫容大的特點，調蓄洪水減少樞紐的下泄流量，降低下游河床消能防沖的難度。(3)由于樞紐泄洪流量大，泄洪功率近100 000MW，居世界高拱壩之首。泄洪消能設施布置采用“分散泄洪、分區消能、按需防護”的原則，由壩身孔口和泄洪隧洞及非常泄洪隧洞等多套泄洪設施共同宣泄洪水。壩下游消能分為兩個區：壩下游設二道壩壅高水位形成水墊塘，消剎壩身孔口挑射水流的能量；隧洞出口消能區遠離水墊塘，隧洞出口挑射水流在水下碰撞和漩滾消能。這種布置方式增加了運行的靈活性和安全度。

(4)高度重視泄洪霧化對樞紐布置的影響。已建工程的實例表明，狹窄河谷中采用挑跌流的泄洪方式，泄洪霧化是不可避免的，霧化強度及范圍均較大。在樞紐布置中首先考慮避讓的原則。在強霧化區及較強霧化區不布置水工建筑物；其次對霧化區內的邊坡不穩定巖體及其他存在地質缺陷的巖體采取挖除或其它工程加固措施，加強坡面排水，確保兩岸邊坡的穩定性。

(5)河芥狹窄，不具備布設壩后廠房的條件，利用河床左右兩岸地形地質條件基本對稱，山體雄厚，圍巖條件好的特點，將18臺機組均勻分設在左、右兩岸的地下廠房，每座廠房裝機容量6 300MW。

(6)初期施工導流采用斷流圍堰、隧洞導流、基坑全年施工的方案。在左右兩岸共布置6條大斷面導流隧洞。在樞紐布置時盡量考慮將導流隧洞與永久建筑物相結合，后期略加改建便可成為永久建筑物。這樣不僅減少工程量節省投資，而且使處于狹窄河谷的樞紐布置更加緊湊。(7)兼顧分期蓄水提前發電，提早發揮工程效益，降低工程總投資。

對多個樞紐布置方案進行了全面的技術經濟比較，提出推薦的樞紐布置方案(參見圖2)，其優點如下：(1)充分利用玄武巖出露的4km長的峽谷河段布設整個水工樞紐。壩軸線選擇在峽谷中段，地形微向下游收斂，河床覆蓋層厚<15m，基巖面相對隆起，有利于減小壩體高度。利用在壩軸線亡游約500m的緩坡臺地布置電站進水口，該緩坡臺地高程在550～650m之間，使進水口的開挖邊坡降低到150m以下，且大壩和進水口之間可以設泄洪隧洞進水口，縮短了泄洪洞長度。

(2)壩身孔口泄洪流量可達30 000m3／s，占樞紐總泄量的60％。下泄水流順應河勢，歸槽條件好，對岸坡穩定影響相對較小，且能節省投資。多套泄洪設施可靈活運用。下游消能區沿河床縱向和橫向拉開，避免對下游河床的集中沖刷。

(3)壩址區左岸屬四川省，右岸屬云南省，在左右兩岸各設一座裝機6 300MW的地下廠房，滿足向華中2回±500kV直流輸電和向華東2回±600kV直流輸電的需要，同時也兼顧了川、滇兩省的用電要求。(4)有利于分期蓄水，提前發電。初期施工導流采用斷流圍堰、隧洞導流、基坑全年施工的方案。后期在壩身設兩層導流底孔。在410m高程布置6個5mXl0m導流底孔，在 450m高程設4個4.5mX8m的導流底孔。在大壩尚未完建、壩體灌漿至580m、高程的情況下，即可蓄水至死水位540m發電，并能妥善解決發電后按設計標準要求的度汛問題。能提前8個月發電，可多獲得約78.8億kW?h電能。

(5)樞紐布置緊湊，工程量小。主體工程的工程量包括：石方明挖1 970萬m3，石方洞挖1 580萬m3，混凝土和鋼筋混凝土1 300萬m3，鋼筋、鋼材36萬t。關鍵技術問題 在溪洛渡樞紐設計中，對幾個關鍵的技術問題進行了深入的研究，即：大壩建基面的選擇、拱壩的體型設計、大壩的靜動應力分析、壩肩穩定分析、大壩的抗震設計、泄洪消能和超大型地下洞室群設計。3.1 大壩的建基面選擇

壩址區自然條件優越，山高谷深，兩岸地形完整對稱，河道順直，河谷為窄“U”型，其寬高比小于2，壩址區出露490～520m厚的二疊系峨眉山玄武巖，河床壩基及兩岸壩肩均置于玄武巖之上，是理想的修建混凝土雙曲拱壩的壩址。

選擇大壩建基面時，考慮壩高達278m，承受總水推力約 l 400萬t，對基礎的要求較高，因此將拱壩基本上置于微一新和弱風化下段的玄武巖巖體上，拱壩壩肩、壩基巖體質地堅硬，以整體塊狀和次塊狀結構為主，完整性、均勻性好，能夠滿足拱壩承載能力及壩基變形的要求。大壩建基面高程確定為332m，最大壩高278m，初步擬定的拱端的平均嵌深左岸48.0m，右岸55.7m，在嵌深上適當留有余地。3.2 雙曲拱壩的體型設計

(1)壩體應具有較大的整體剛度，以改善壩身開孔后對拱壩整體剛度削弱的不利影響；通過加強壩體剛度，提高壩體整體性，改善地震反映較強的壩體中上部位應力條件，提高大壩的抗震能力。

(2)在滿足壩體強度要求的前提下，采用扁平拱布置，盡量使拱推力轉向山體內部，改善壩肩穩定條件。(3)大壩應具有較強的適應壩基變形、壩基變模浮動及變模各向異性的能力；在各種計算工況下，均有較好的應力、變形狀況；大壩的應力、變形變化幅度合理，并能兼顧提前發電需要。

(4)在雙曲拱壩布置中，考慮不設縱縫，簡化溫控措施，加快施工進度，提高拱壩整體性。控制上游倒懸度，改善施工期應力條件。盡量使體型簡單，方便施工。

(5)要求建基面規則、縱坡平順，避免產生應力集中。按此要求，經各種拱圈線形的優化設計及綜合比較，推薦拋物線雙曲拱壩，其體型參數見表1。表1 拋物線雙曲拱壩體型參數特性表 ________________________________________ 項目 參數 項目 參數

________________________________________ 壩高（m）278 厚高比 0.248 拱冠頂厚（m）14.0 弧高比 2.511 拱冠底厚（m）69.0 上游倒懸度 0.217 拱端最大厚度（m）75.70（360m高程拱端）壩體混凝土量（萬m3）685.6 頂拱中心角（°)93.54 壩基開挖量（萬m3）540 最大中心角（°)96.21（480m高程）單位壩高柔度系數 10.68 頂拱中心線弧長（m）698.07 ________________________________________ 采用我院開發的ADSC—CK拱梁分載法計算程序，對推薦的拋物線雙曲拱壩進行位移、應力計算，并采用水科院結構所ADASO拱梁分載法靜動力分析程序水科院抗震所SD—TAM88拱梁分載法靜動力分析程序以及浙江大學ADAO拱梁分載法靜動力分析程序進行輔助驗證。計算分析表明：在自重荷載作用下，上下游壩面基本處于受壓狀態，局部產生的拉應力與水沙、溫度荷載下的拉應力發生部位不同。水沙荷載作用下的最大主拉應力的出現部位在自重荷載作用下則出現最大主壓應力，荷載組合作用下壩體拉應力相互抵消，拱壩體型設計是合理的.3.3 壩體應力分析、(1)應力控制標準 應力控制標準系根據《混凝土拱壩設計規范》和《水工建筑物抗震設計規范》的有關規定，以國內外高拱壩容許應力標準為基礎，結合我國近期高拱壩的建設經驗及溪洛渡拱壩工程特點，本著安全可靠、經濟合理、施工方便等要求而確定的。溪洛渡拱壩應力分析以拱梁分載法為主。相配套的容許應力控制標準見表2和表3。

表2 拱壩應力控制標準

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容許拉應力（MPa）混凝土抗壓 強度安全系數

荷載組合 容許壓應力（MPa）

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上游面 下游面

------------------

基本組合 9.0 1.2 1.5 4.0 特殊組合[無地震］ 10.0 1.5 1.5 3.5

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表3 特殊組合（有地震）工況應力控制標準

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混凝土設計強度（MPa）容許壓應力（MPa）容許拉應力（MPa）

------------------12.9 2.4 30 15.4 2.9 36 17.9 3.3

------------------

注：混凝土設計強度定義為在標準制作和養護條件下．20cm立方體試件，180d齡期，具有85%保證率。離差系數Cυ≤0.15的極限抗壓強度。

(2)壩體應力分析

壩體應力分析以多拱梁法為主，有限元法及模型試驗為輔。通過對各種工況包括施下：期的壩體應力分析以及甚礎特性等參數的敏感性分析，拱壩應力分布良好，應力水與二灘拱壩相當，不僅滿足設汁要求，而且對基礎變模的浮動具有較好的適應能力。壩身設有表孔、中孔后，對大壩整體應力分布從拱壩整體穩定無影響，儀導致孔口附近局部應力集中，通過配筋即可解決。大壩混凝土強度以R180 350控制。

采用拱梁分載法(9拱17梁)，在荷載基本組合工況和特殊荷載組合工況下，壩體應力位移汁算成果見表

4、表5

表4 荷載基本組合工況下的壩體應力成果

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基本組合Ⅰ 基本組合Ⅱ 基本組合Ⅲ 荷載工況

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數值（高程m）數值（高程m）數值（高程m）

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最大主壓應力（MPa）上游壩面 下游壩面 6.64（480）8.81（520）6.99（332）5.24（480）6.12（480）9.06（520）

最大主拉應力（MPa）上游壩面 下游壩面-0.75（480）-0.32（332）-1.02（610）-1.17（610）-0.88（480）-0.31（3321）

最大徑向位移（cm）壩體 基礎 12.60（520）3.80（332）6.43（440）2.74（332）12.15（480）3.77（332）

最大切向位移（cm）壩體 基礎 3.39（480）2.77（440）1.81（440）1.68（400）3.33（480）2.78（440）

------------------

注：基本組合Ⅰ：上游正常蓄水位＋相應下游水位＋泥沙壓力＋自重＋溫重

基本組合Ⅱ：上游死水位+下游最低尾水位+泥沙壓力自重+溫升基本組合Ⅲ：上游正常蓄水位十相應下游水位十泥沙壓力+自重＋溫升

表5 特殊荷載組合工況下的壩體應力成果

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項目 上游壩面 下游壩面

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最大主壓應力（MPa)/(高程m）6.56/480 9.84/520 最大主拉應力（MPa)/(高程m）-1.07/520-0.29/332 最大位移（mm)/(高程m）徑向 切向 壩體/（高程mm）13.22/520 3.56/480 基礎/（高程m）3.70/332 2.94/440

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從計算結果可知：

在基本組合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ工況作用下，壩體最大徑向位移12.6cm，壩基河床最大徑向位移3.8Cm，壩體位移平順光滑；壩休應力狀態良好，壩體大部分處于受壓狀態，只在中部高程壩踵部位局部出現拉應力，最大主拉、主壓應力值滿足應力控制標準。說明拋物線體型設計符合要求。

在特殊荷載組合工況下，壩體應力滿足應力控制標準，應力分布規律及最大位移、最大應力出現部位與基本組合相似，主要差別在于上游壩踵拉應力增大，增幅約30％。線彈性有限元法計算結果表明：壩體位移對稱、均勻與拱梁分載法計算成果一致；壩體拉應力主要受上游面控制，從拉應力區分布及拉應力值綜合判斷，壩體拉應力滿足設計要求；壩體壓應力主要受下游面控制，從壓力區分布及壓應力值總和判斷，壩體壓應力滿足設計要求。

3.4 壩肩穩定分析

從壩址區的地形地質分析，對拱壩壩肩穩定有利，主要表現為：河谷狹窄，地形完整對稱，山體雄厚；壩肩出露的巖體為堅硬、完整的去武巖，具有較高的強度。壩肩巖體內無特定的陡傾角結構面發育，只有稀疏、短小、擠壓緊密的陡傾角裂隙發育(其連通率<10％～20％)。對壩肩穩定不不利的因素是玄武巖內層間層內錯動帶較發育，錯動帶物質大多由堅硬的玄武巖角礫碎塊組成，但大多擠壓較緊密，是拱壩壩肩穩定控制性底滑面。

壩肩抗滑穩定分析以剛體極限平衡法為主，壩肩抗力休的側滑面為一套極不發育的節理裂隙；底滑面為特定的層間層內錯動帶，傾角平緩，面有起伏，連續性較好。

按照地質勘探揭示的裂隙產狀及層間層內錯動帶的產狀、分布和位置，列出壩肩各種町能的滑移面組合，按規范要求，采用剛體極限平衡法進行壩肩穩定計算，結果見表6。

計算結果表明，純摩、剪摩安全系數均達到并超過規范要求，穩定性較好。

除此之外，采用目前國內的多種計算程序進行靜、動荷載作用下的壩體應力分析、拱座穩定分析和大壩的地震反應分析，計算結果表明：在不同荷載組合工況下，拱座基本上無不良應力分布，拱壩應力分布較為理想；左右岸拱肩的穩定安全系數滿足要求；壩體設計符合地震設防要求。

表6 各典型滑動塊體穩定安全系數

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滑塊編號 滑塊高程（m)底滑面左岸 純摩

剪 摩

滑塊高程（m）底滑面右岸 純摩 剪摩

------------------334.59 C3 1.46 3.66 380.66 C4 1.88 3.98 2 344.41 C4 1.53 3.83 498.16 C7 3.79 9.06 3 357.95 5層內總體 1.46 3.76 537.65 C8 7.28 18.93 4 342.42 Lc5-34 1.67 4.04 387.78 5層內總體 1.72 3.77 5 395.88 6層內總體 1.43 3.94 419.56 Lc6-49 3.91 8.71 6 376.43 Lc6-14 1.75 4.53 424.29 6層內總體 1.85 4.19 7 488.90 8層內總體 1.69 5.47 499.94 8層內總體 3.22 7.69 8 476.16 Lc8-40 1.72 5.49

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3.5 拱壩抗震設計

溪洛渡水電站位于南北向的峨邊一金陽斷裂，北東向蓮峰斷裂及北西向馬邊一鹽津隱伏斷裂帶所圍限的雷波一永善三角形塊體之中南部，塊體面積約1 600km2，斷裂不發育，具有良好的穩定性。壩址區地震危險性主要自塊體東部馬邊地震帶強震的波及影響。1989～1990年國家地震局對溪洛渡水電站進行了地震基本烈度復核和地震危險性分析，壩址區地震基本烈度為Ⅷ度，相應的基巖水平峰值加速度為0.18g；100年超越概率0.02時，基巖水平峰值加速度0.32g。總庫容l 26.7億m3，最大壩高278m，溪洛渡混凝土雙曲拱壩壩頂高程610m，壩高超過世界上最高的格魯吉亞英古里壩，溪洛渡拱壩、英古里拱壩和小灣拱壩都是建在基本烈度Ⅷ度的高地震區的特高拱壩。根據《水工建筑物抗震設計規范》(DL5073—2000)規定，拱壩抗震設計類別為甲類。由于壩高大于250m，其抗震安全性須進行專門研究。

按現行設計規范要求，進行如下計算分析：①動力拱梁分載法進行拱壩強度動力分析；②線彈性有限元反應譜法進行拱壩強度動力分析；③線彈性有限元時程法進行拱壩強度動力分析；④采用剛性極限平衡法和剛體彈簧元法進行拱壩壩肩動力穩定分析。

圍繞以下幾個問題開展專題研究：

①壩體橫縫張開對壩體動力反應的影響：在強震作用下，拱壩中、上部會產生很大的拱向拉應力，抵消靜態壓應力的拉應力，將使基本不能抗拉的橫縫張開，并隨著突變的地震作用而反復開合，使壩體應力重分布，拱向應力顯著降低，拱壩的強度反應成為一個復雜的三維邊界接觸的非線性動力問題，直接關系到抗震安全性的評價，因此研究了壩體橫縫張開對壩體動力反應的影響；②地基輻射阻尼對壩體動力反應的影響：拱壩在地震作用的過程中，存在波動能量向遠域地基的、輻射。人為截斷地基邊界，造成截斷邊界上波的反射作用，加大了拱壩動力反應。因此，在遭遇強震時應考慮波動能量向遠域地基逸散的輻射阻尼影響；③地震動非均勻輸入對壩體動力反應的影響：采用柯依納波作為輸入地震波，分析地震運動沿壩的相差幅差、分析對拱壩動力反應的影響；④綜合考慮地基輻射阻尼，壩體橫縫張開對壩體動力反應的影響；⑤動力模型試驗，模型壩體模擬了橫縫布置并設置人工阻尼邊界。

拱壩抗震設計的各項研究，均采用目前國內外先進的計算方法和模型試驗手段，結合工程類比進行了全面的分析和科技攻關。研究工作聯合了國內高水平的科研單位、大專院校及知名專家共同完成。計算研究及模型試驗成果表明，溪洛渡高拱壩在遭遇設防烈度地震時，其強度及穩定性均能滿足抗震設計要求，主要結論如下：

(1)大壩自振頻率相對較低，呈現出各階模態分布密集的特點。在正常蓄水位及低水位運行時，大壩第一階振型呈反對稱，第二、三階振型呈正對稱。正常蓄水位時，大壩基頻1.18～1.25Hz，基本周期0.80～0.85s。

(2)采用拱梁分載反應譜法和線彈性有限元反應譜法的分析結果基本一致，僅數值上有一定的差異。壩體壓應力滿足設計要求，有一定的安全裕度。壩體的高拉應力區集中出現在壩體中上部，由地震時的拱向拉應力產生。在正常蓄水位情況，拉應力值超過標準的壩體面積與壩體總面積之比〈0.4％，低水位時其比值<5％。

(3)反應譜作用下的地震反應與人工波作用下的計算結果基本相似。輸入不同的地震時間歷程，對動應力的分布規律影響不大。

(4)地基輻射阻尼對動應力的分布規律影響不大，但拱壩地震反應顯著降低。最大拱向應力值減小25％～40％，最大梁向應力值減小25％～50％。

(5)地震運動幅差相差對壩體動應力綜合影響不顯著。

(6)強震作用下，壩體橫縫張開，壩體應力重分布，頂部拱冠梁附近的高拉應力被釋放。正常蓄水位及低水位運行時原出現高拉應力部位的拉應力遠小于應力控制標準。綜合高拉應力區分布范圍及應力集中影響區以外的壩體應力值，壩體應力滿足設計要求。如考慮壩體材料的非線性，則消除了上游壩踵出現的局部應力集中現象，拉應力滿足應力控制標準。

(7)設計地震作用下，壩踵出現局部開裂，計算深度〈5m。裂縫相對穩定，大壩整體穩定能夠得到保證。

(8)模型試驗表明，設計地震時，壩體最大應力不超過壩體材料強度控制標準。模型壩在3.9倍設計地震時發生損傷，5.2倍設計地震時左右壩肩附近由顯著開裂跡象，其它部位仍尤可見損傷。壩體發生明顯損傷跡象之后，其震后靜承載能力末見異常，表明拱壩自身有優異的抗震性能。

(9)采用剛體極限平衡法及剛體彈簧元法進行的壩肩動力穩定計算分析表明，壩肩動力穩定滿足設計要求。

(10)按照壩體混凝土分區方案，在拱冠梁附近中上部區域及壩基附近區域采用180d齡期抗壓強度為36MPa的混凝土，其動、靜迭加的抗壓、抗拉允許應力分別為17.7MPa及3.3MPa，計算及模型試驗成果均表明，拱壩強度滿足抗震設計要求。

在強震作用下，橫縫的最大開度不大于10mm，不會導致橫縫間止水破壞，從這一角度分析，勿需設置抗震鋼筋來保證大壩的整體性。

3.6 泄洪消能

金沙扛：徑流豐沛，洪水峰高量大，洪水過程較長，洪水過程線多呈復峰型。壩址處多年平均流量4 620m3／s，年徑流

量1 460億m，相當于黃河徑流量的3倍，水庫正常蓄水位以下庫容雖有115.7億m3，但與年徑流量相比，水庫庫容系數較小，調蓄洪水能力有限，每年均要頻繁泄洪。

電站千年一遇洪水洪峰流量43 700m3/s，萬年一遇洪水洪峰流量52 300m3／s泄洪功率近100 000MW，位居世界高拱壩之首，約為已建的二灘電站泄洪功率的3倍，與國內外部分已建成的高拱壩泄洪功率比較參見表7。

溪洛渡工程泄洪消能功率高，具有“高水頭、大泄量、窄河谷”的特點。國外高拱壩工程的泄洪功率相對較小，已建薄拱壩中泄洪功率最大的是洪都拉斯的唉爾卡洪拱壩，泄洪功率15 500MW；國內已建工程中，泄洪功率最大的是二灘水電站，泄洪功率為39 000MW，均遠遠小于溪洛渡工程100 000MW的泄洪功率。因此，溪洛渡工程泄洪消能問題十分突出，是世界水平的高難度問題。

表7 國內外部分高拱壩樞紐泄洪功率比較

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序號 工程名稱 國家 壩高/（m）落差Z（m）Q（m3?s)流量（m3?s)泄洪功率 N（MW）河槽寬

B（m）

巖基巖性 完建年份

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設計1 溪洛渡 中國 278 205 52300 10000 枯水期 70～110 率武巖 2 二灘樞紐 中國 240 166.3 23900 39000 80～100 正長巖 1998年 3 二灘壩身 中國 240 166.3 16300 26500 80～100 正長巖 1998年 4 唉而卡洪 洪都拉斯 231 184 8590 15500 ≈100 石灰巖 1985年 5 里?羅克斯 南非 107 70.5 21500 14800 135 泥巖 已建 卡博拉?巴薩 莫桑比克 136.5 102.9 13300 13400 100 片麻巖 1975年 7 莫西洛克 美國 185 103.6 7800 8100 ≈70 玄武巖卡里巴 贊比亞 128 85 9500 8080 120 片麻巖 1962年 9 英古里 前蘇聯 272 230 2500 5040 25 白云巖 石灰巖 1982年 卡瓦基 日本 140 100 4400 4570 30 1981年 11 莫拉丁其 南斯拉夫 220 175 2200 3890 35 1975年 12 隔河巖 中國 151 100 2780 20700 120 石灰巖 1997年 13 東風 中國 173 110 14200 15000 50 石灰巖 1994年 14 李家峽 中國 165 119 6300 73500 ≈50片 巖、混合巖

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為解決泄洪消能問題，結合壩址區地形地質條件，溪洛渡工程泄洪消能設計以“分散泄洪、分區消能、按需防護”為原則，采用壩身孔口、兩岸泄洪洞和適當臺數機組共同承擔泄洪任務的布置方案。主要泄水建筑物由壩身7個表孔、8個深孔和兩岸5條泄洪洞組成。

在設計中解決了以下關鍵技術問題：

(1)增大壩身孔口泄量

溪洛渡河道順直，基巖裸露，抗沖流速高，有條件增大壩身孔口泄洪流量，減輕壩外泄洪任務，從而縮小泄洪洞的規模，或者保持原有泄洪洞的規模，減少泄洪洞數量，降低工程造價，經濟效益顯著。

壩身采用表孔、深孔相結合，分層出流，上下差動，空中擴散，水舌空中碰撞。射流水舌在入水處縱向盡可能的分散；在水舌不砸岸坡的條件下，充分利用下游水深大的特點，使水舌橫向拉開與擴散，有效地削弱人水射流的集中程度；利用射流和淹沒水躍的消能原理在水墊塘中集中消剎下泄洪水的能量，并減少水舌沖擊壓力，以減輕射流對水墊塘底板的沖刷破壞。并對水墊塘進行襯護。形成“分層出流、水舌碰撞、水墊塘消能”的消能方式。通過壩身孔口泄洪功率達到57 000MW，為二灘的2倍，是技術上的重大突破。

多個水力學模型試驗的成果表明，針對壩身設7個12.5mXllm表孔和8個6mX6.7m的深孔的設計方案，通過表孔采用舌形坎或差動坎，縮短表孔閘墩、優化表孔和深孔體型等工程措施后，當壩身宣泄30 000m3／s流量時，表孔和深孔水舌能適當碰撞、剪切形成散落狀水股，水舌擴散充分。碰撞后的水舌大量摻氣，形成摻氣水流，消能效果較好。多股水流入射壩下水墊塘后，在水墊塘內形成復雜的三元水流，在水墊塘內縱向、橫向和垂向擴散，加之與水墊塘邊壁的碰撞折沖，下泄水流劇烈紊動消能。利用水墊塘內水深達80m左右的有利條件，大大地減少底板上的動水壓力。水墊塘底板上的最大時均壓強僅為13mX9.8MPa，在設計的允許范圍之內。

通過模型試驗，驗證溪洛渡拱壩壩身宣泄30 000m3/s流量，壩身孔口泄流能力，水流流態，消能效果，水墊塘底板上的最大時均沖擊壓力和底板穩定均能滿足要求。再通過拱壩泄洪振動水彈性模型試驗，壩身泄洪時誘發的壩體振動是有感振動，其數量級不會對壩體安全構成威脅，也不會對環境和人造成危害。通過多項指標的綜合分析，下游河道具有承受由壩身孔口下泄30 000m3／s流量的能力。因此設計采用壩身孔口宣泄30 000m3／s流量是可行的。壩身泄洪消能指標與國內外高拱壩工程比較見表8。

(2)采用反拱型水墊塘

溪洛渡工程的泄洪消能設計采用壩身設兩層孔口，壩后設水墊塘消能的布置方式。這樣布置方式使樞紐布置緊湊，泄洪水流方向與原河道基本一致，順應河勢，避免下泄水流對兩岸的直接頂沖，是一種既安全又經濟的布置方式。在設計中首先注意水墊塘的開挖不能危及大壩的壩肩安全，水墊塘的邊坡不宜太高；其次，水墊塘底板的穩定性。因為大量的能量在水墊塘內消剎，一旦水墊塘底板失去穩定，河床基巖遭受沖刷，勢必影響大壩及壩肩的穩定。

溪洛渡水電站壩址河谷形態為對稱的窄“U”型，枯水期水面寬70～1lOm，河床420m高程以下的坡度較緩，僅為20°～25°，420m以上則為55°～75°陡坡。從適應河谷形態，減少岸坡的開挖，增加底板穩定的安全度考慮，采用反拱形底板水墊塘。

注：L一水墊塘長度；b1b2一水墊塘頂底寬：T一水墊塘水深。

表8 高拱壩壩身泄洪消能指標比較表

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水墊塘尺寸 塘內單位水 體消能率 最大沖擊動 水壓力

壩高（m）

總泄流量（m3/s)壩身泄流量（m3/s)水頭 壩身泄洪

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工程名稱 工況

功率 L T b1/b2

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（m）（MW）（m）(m）（m)kW/m3 ×9.8kga

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小灣 292 校核 20572 15260 226.6 33900 400 48 180/70 12.3 設計 14682 9060 221.8 19700 42 8.2 拉西瓦 250 校核 6000 6000 213 12500 217 36 104/60 20.5 11.5 設計 4000 3740 8350 30 16.8 二淮 240 校核 23900 13600 166.3 2660 330 57 126/40 13.5 14.1 設計 20600 13200 166.3 21500 54 11.5 構皮灘 225 校核 29100 29100 148.3 42400 311 77 140/70 15.3 14.5

設計 23600 23600 150.4 35900 72 13.4 摩西羅克 184 7800 7800 103.6 8100 140 73 10-12 15 溪洛渡 278 校核 50153 30902 193.3 59734 78.6 224/107 11.5 15.1 設計 40921 21717 191.5 41588 400 73.2 8.6 8.4

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注：L-水墊塘長度；b1b2-水墊塘頂底寬；T-水墊塘水深。

為研究水墊塘內的水流特性，專門制作了樞紐整體模型，并開展了反拱型水墊塘底板的整體穩定和局部穩定的試驗研 究，得出以下結論：

①反拱型水墊塘的流態與平底板水墊塘沒有本質的區別，壩身多股射流，在水墊塘內形成復雜的流動結構，塘內水流紊動和混摻劇烈，消能比較充分。采用先進的測試手段，細致地分析了水墊塘復雜的三元流動結構，按照不同的受力情況對水墊塘各部位進行適當的保護，可以保證工程的安全運行。②反拱型底板的受力特性與平底板不同。平底板塊以升浮穩定為控制條件，其抗力主要是單塊的自重和錨固力，一旦止水破壞，抽排系統失效，動水壓力沿裂縫傳到板塊底部，對底板穩定形成直接危險，特別是水墊塘動水壓力較大的水舌入水區，容易產生底板塊失穩。反拱型水墊塘底板，當動水壓力產生的上舉力超過底板塊自重時，底板塊間形成拱，靠拱端產生的推力來維持其穩定。反拱型底板在上舉力作用下產生的推力在摩擦力和錨筋剪切的力的耗損下傳至拱底，因此拱端產生的推力不會很大，拱座容易保持穩定。③反拱各底板塊上舉力相關性差，各單塊底板穩定失穩受相鄰兩塊底板制約大，從而保證了各單塊底板有足夠大的穩定性；反拱型底板較之平底板有更大的安全度，在模型上不設抽排和止水措施，也末見底板塊發生失穩。

(3)大泄量的“龍落尾”泄洪隧洞

溪洛渡工程40％的泄量山兩岸多條泄洪洞負擔，單洞泄量高達4 000m3/s。泄洪隧洞分流后可減輕壩下消能防沖的負擔和泄洪霧化的影響，增大樞紐泄洪設施運行的靈活性利可靠性。由于水庫設有46.5億m3防洪庫容，汛期庫水位基本上要維持在560m運行，汛期泄洪設備主要為泄洪洞和壩身深孔。泄洪洞加上部分機組運行可以宣泄常年洪水。因此，對泄洪洞的安全運行要求頗高。

根據樞紐布置，泄洪隧洞長1.3～1.8km，平面上布置要轉彎，泄洪洞水頭高，反弧段流速達45m/s以上。在總結國內外大型泄洪洞設計和運行經驗的基礎上，提出進口為有壓段，后經地下工作閘門室接無壓洞，無壓洞洞內“龍落尾”型式，將總能量的80％左右集中在尾部占全洞洞長的15％的洞段之內。泄洪隧洞洞內流速大多控制在25m／s左右，僅在龍落尾段流速才由25m／s增加至反弧段末端的45m/s。這種布置型式的優點：絕大多數洞段由于流速低，不致產生空化空蝕，襯砌要求低；高速水流集中，減少襯砌工程量，增加了洞身運行的安全度。由于出口水流流速較大，挑射水舌能挑至主河床，水流歸槽條件好；加之高流速無壓段短且與大氣連通條件好，水流表層自摻氣充分，提高了水流的空化數，增加高流 速段抗空化空蝕能力。

(4)將一條導流洞改建為泄洪洞溪洛渡電站采用全年斷流圍堰隧洞導流的導流方式，左布岸各設3條18mX20m導流隧洞。其中左右岸各2條導流洞擬與廠房尾水洞相結合，將剩下的2條中的1條改建為泄洪隧洞。山于水頭高(約200m)、泄量大(3000m3/s)、技術難度大，在“八五”、九五”攻關基礎上，進行了多種體型的對比試驗，深入研究改建中存在的關鍵技術難題，提出采用豎井旋流與孔板消能整流相結合的消能方式和豎井與洞塞相站合消能的方式，并經模型試驗驗證，消能率達90％，洞內流速控制在25m/s左右，這兩種改建方式都是可行的。由于導流洞結合段內流速低、壓力小，在結構上不需要作特殊處理，完全可以利用原導流洞。豎井段結構簡單，投資不入片：可以提前施了，改建占用直線工期少，因此被設計采納。

樞紐整體模型試驗和單體水力模型試驗表明，這會樞紐泄洪建筑物的設計方案，其泄洪能力、消能效果和布置格局是安全可行的，完全可以在遭遇特大洪水時投入使用。3.7 超大型地下洞室群設計

溪洛渡水電站裝機容量12 600MW，發電廠房分左、右兩岸對稱布置。每個廠房各裝機9臺，單機700MW。左、右岸地下工程包括地下廠房、主變室、尾水調壓室、引水隧洞、尾水隧洞、母線洞、電纜豎井以及交通洞、通風洞等輔助洞室，形成規模巨大的地下洞室群。主廠房尺、(長X寬X高)430.3mX28.4mX75.1m，地下洞室總開挖量近1 500萬m3，超過已建的二灘、拉格朗德二級以及丘吉爾電站地下廠房。廠區洞室多、尺寸大、布置密集、立體交叉，在世界上是沒有先例的。參見圖3。

在地下工程的設計中，工程布置、圍巖穩定評價以及加固處理措施等都屬關鍵技術問題，對工程建設的安全性和經濟性影響甚大，設計給予了充分重視。溪洛渡工程兩岸地下廠房洞室群的水平和垂直埋深均大于300m。圍巖新鮮堅硬、完整性好，呈塊狀結構，斷層不發育，以Ⅰ、Ⅱ類圍巖為主，圍巖成洞條件好。初始地應力場以構造應力為主，最大主應力為15.0～20.0MPa屬中等地應力水平。巖層近水平展布、垂直裂隙不發育，主要

構造形跡為近水平的巖流層層間層內構造錯動帶。巖體內地下水活動弱，透水性低，水文地質條件相對較簡單。兩岸均具備修建大型地下洞室群的良好工程地質條件。

緩傾角層間、層內錯動帶對大跨度頂拱、高邊墻及洞室交叉部位圍巖的穩定不利。影響圍巖穩定的因素很多，結構面的組合、地下水的運移規律、施工程序、開挖方法、圍巖力學參數等都有一定的不確定性，這些不確定因素給超大型地下洞室群的設計、施工及圍巖臨時與永久支護帶來極大的困難。在溪洛渡工程的研究設計中，結合“九五”國家科技攻關和特殊專題研究，開展了前所未有的分析、試驗研究工作，重點研究地下廠房洞室群圍巖穩定與支護、合理的施工順序、無支護時圍巖靜力穩定特性、有支護時圍巖靜力穩定特性(包括彈塑性損傷有限元分析、FLAC3D拉格朗日元分析及三維地質力學模型試驗)和洞室群的抗震穩定分析。建立了地下洞室群的動力分析系統和施工動態仿真分析模擬系統。利用這些先進方法和手段能充分考慮優化開挖順序、確定加錨支護參數、施工爆破參數，對地下廠房洞室群的圍巖穩定作出合理的評價，使地下廠房的設計有較大的提升和突破。結束語

成都勘測設計院積幾十年的經驗，集中優勢力量，針對工程規模大、技術難度高、設計周期短等問題，在可研設計中注意采用國內外最新的科研成果和新技術。針對重大技術問題列出專題，與國內的科研單位和大專院校通力合作，并依托國家“九五”科技攻關，攻克了這些技術難題，保證了可研報告的質量。目前溪洛渡工程已批準立項開工，我們將在下階段設計和工程實施的過程中，繼續深化研究和落實這些重大技術問題。

(編輯：胡少華)收稿日期：2004-04-07 作者簡介：肖白云，成都勘測設計研究院，教授級高工、溪洛渡工程設計總工程師。來源:中國水利科技網

第三篇：溪洛渡電站設計中的重大技術問題研究(下)

溪洛渡電站設計中的重大技術問題研究（下）

3.3 壩體應力分析、(1)應力控制標準 應力控制標準系根據《混凝土拱壩設計規范》和《水工建筑物抗震設計規范》的有關規定，以國內外高拱壩容許應力標準為基礎，結合我國近期高拱壩的建設經驗及溪洛渡拱壩工程特點，本著安全可靠、經濟合理、施工方便等要求而確定的。溪洛渡拱壩應力分析以拱梁分載法為主。相配套的容許應力控制標準見表2和表3。

(2)壩體應力分析

壩體應力分析以多拱梁法為主，有限元法及模型試驗為輔。通過對各種工況包括施下：期的壩體應力分析以及甚礎特性等參數的敏感性分析，拱壩應力分布良好，應力水與二灘拱壩相當，不僅滿足設汁要求，而且對基礎變模的浮動具有較好的適應能力。壩身設有表孔、中孔后，對大壩整體應力分布從拱壩整體穩定無影響，儀導致孔口附近局部應力集中，通過配筋即可解決。大壩混凝土強度以R180 350控制。

采用拱梁分載法(9拱17梁)，在荷載基本組合工況和特殊荷載組合工況下，壩體應力位移汁算成果見表

4、表5

從計算結果可知：

在基本組合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ工況作用下，壩體最大徑向位移12.6cm，壩基河床最大徑向位移3.8Cm，壩體位移平順光滑；壩休應力狀態良好，壩體大部分處于受壓狀態，只在中部高程壩踵部位局部出現拉應力，最大主拉、主壓應力值滿足應力控制標準。說明拋物線體型設計符合要求。

在特殊荷載組合工況下，壩體應力滿足應力控制標準，應力分布規律及最大位移、最大應力出現部位與基本組合相似，主要差別在于上游壩踵拉應力增大，增幅約30％。線彈性有限元法計算結果表明：壩體位移對稱、均勻與拱梁分載法計算成果一致；壩體拉應力主要受上游面控制，從拉應力區分布及拉應力值綜合判斷，壩體拉應力滿足設計要求；壩體壓應力主要受下游面控制，從壓力區分布及壓應力值總和判斷，壩體壓應力滿足設計要求。

3.4 壩肩穩定分析

從壩址區的地形地質分析，對拱壩壩肩穩定有利，主要表現為：河谷狹窄，地形完整對稱，山體雄厚；壩肩出露的巖體為堅硬、完整的去武巖，具有較高的強度。壩肩巖體內無特定的陡傾角結構面發育，只有稀疏、短小、擠壓緊密的陡傾角裂隙發育(其連通率

溪洛渡水電站壩址河谷形態為對稱的窄“U”型，枯水期水面寬70～1lOm，河床420m高程以下的坡度較緩，僅為20°～25°，420m以上則為55°～75°陡坡。從適應河谷形態，減少岸坡的開挖，增加底板穩定的安全度考慮，采用反拱形底板水墊塘。

為研究水墊塘內的水流特性，專門制作了樞紐整體模型，并開展了反拱型水墊塘底板的整體穩定和局部穩定的試驗研

究，得出以下結論：

①反拱型水墊塘的流態與平底板水墊塘沒有本質的區別，壩身多股射流，在水墊塘內形成復雜的流動結構，塘內水流紊動和混摻劇烈，消能比較充分。采用先進的測試手段，細致地分析了水墊塘復雜的三元流動結構，按照不同的受力情況對水墊塘各部位進行適當的保護，可以保證工程的安全運行。②反拱型底板的受力特性與平底板不同。平底板塊以升浮穩定為控制條件，其抗力主要是單塊的自重和錨固力，一旦止水破壞，抽排系統失效，動水壓力沿裂縫傳到板塊底部，對底板穩定形成直接危險，特別是水墊塘動水壓力較大的水舌入水區，容易產生底板塊失穩。反拱型水墊塘底板，當動水壓力產生的上舉力超過底板塊自重時，底板塊間形成拱，靠拱端產生的推力來維持其穩定。反拱型底板在上舉力作用下產生的推力在摩擦力和錨筋剪切的力的耗損下傳至拱底，因此拱端產生的推力不會很大，拱座容易保持穩定。③反拱各底板塊上舉力相關性差，各單塊底板穩定失穩受相鄰兩塊底板制約大，從而保證了各單塊底板有足夠大的穩定性；反拱型底板較之平底板有更大的安全度，在模型上不設抽排和止水措施，也末見底板塊發生失穩。

(3)大泄量的“龍落尾”泄洪隧洞

溪洛渡工程40％的泄量山兩岸多條泄洪洞負擔，單洞泄量高達4 000m3/s。泄洪隧洞分流后可減輕壩下消能防沖的負擔和泄洪霧化的影響，增大樞紐泄洪設施運行的靈活性利可靠性。由于水庫設有46.5億m3防洪庫容，汛期庫水位基本上要維持在560m運行，汛期泄洪設備主要為泄洪洞和壩身深孔。泄洪洞加上部分機組運行可以宣泄常年洪水。因此，對泄洪洞的安全運行要求頗高。

根據樞紐布置，泄洪隧洞長1.3～1.8km，平面上布置要轉彎，泄洪洞水頭高，反弧段流速達45m/s以上。在總結國內外大型泄洪洞設計和運行經驗的基礎上，提出進口為有壓段，后經地下工作閘門室接無壓洞，無壓洞洞內“龍落尾”型式，將總能量的80％左右集中在尾部占全洞洞長的15％的洞段之內。泄洪隧洞洞內流速大多控制在25m／s左右，僅在龍落尾段流速才由25m／s增加至反弧段末端的45m/s。這種布置型式的優點：絕大多數洞段由于流速低，不致產生空化空蝕，襯砌要求低；高速水流集中，減少襯砌工程量，增加了洞身運行的安全度。由于出口水流流速較大，挑射水舌能挑至主河床，水流歸槽條件好；加之高流速無壓段短且與大氣連通條件好，水流表層自摻氣充分，提高了水流的空化數，增加高流速段抗空化空蝕能力。

(4)將一條導流洞改建為泄洪洞溪洛渡電站采用全年斷流圍堰隧洞導流的導流方式，左布岸各設3條18mX20m導流隧洞。其中左右岸各2條導流洞擬與廠房尾水洞相結合，將剩下的2條中的1條改建為泄洪隧洞。山于水頭高(約200m)、泄量大(3000m3/s)、技術難度大，在“八五”、九五”攻關基礎上，進行了多種體型的對比試驗，深入研究改建中存在的關鍵技術難題，提出采用豎井旋流與孔板消能整流相結合的消能方式和豎井與洞塞相站合消能的方式，并經模型試驗驗證，消能率達90％，洞內流速控制在25m/s左右，這兩種改建方式都是可行的。由于導流洞結合段內流速低、壓力小，在結構上不需要作特殊處理，完全可以利用原導流洞。豎井段結構簡單，投資不入片：可以提前施了，改建占用直線工期少，因此被設計采納。

樞紐整體模型試驗和單體水力模型試驗表明，這會樞紐泄洪建筑物的設計方案，其泄洪能力、消能效果和布置格局是安全可行的，完全可以在遭遇特大洪水時投入使用。

3.7 超大型地下洞室群設計

溪洛渡水電站裝機容量12 600MW，發電廠房分左、右兩岸對稱布置。每個廠房各裝機9臺，單機700MW。左、右岸地下工程包括地下廠房、主變室、尾水調壓室、引水隧洞、尾水隧洞、母線洞、電纜豎井以及交通洞、通風洞等輔助洞室，形成規模巨大的地下洞室群。主廠房尺、(長X寬X高)430.3mX28.4mX75.1m，地下洞室總開挖量近1 500萬m3，超過已建的二灘、拉格朗德二級以及丘吉爾電站地下廠房。廠區洞室多、尺寸大、布置密集、立體交叉，在世界上是沒有先例的。參見圖3。

在地下工程的設計中，工程布置、圍巖穩定評價以及加固處理措施等都屬關鍵技術問題，對工程建設的安全性和經濟性影響甚大，設計給予了充分重視。溪洛渡工程兩岸地下廠房洞室群的水平和垂直埋深均大于300m。圍巖新鮮堅硬、完整性好，呈塊狀結構，斷層不發育，以Ⅰ、Ⅱ類圍巖為主，圍巖成洞條件好。初始地應力場以構造應力為主，最大主應力為15.0～20.0MPa屬中等地應力水平。巖層近水平展布、垂直裂隙不發育，主要構造形跡為近水平的巖流層層間層內構造錯動帶。巖體內地下水活動弱，透水性低，水文地質條件相對較簡單。兩岸均具備修建大型地下洞室群的良好工程地質條件。

緩傾角層間、層內錯動帶對大跨度頂拱、高邊墻及洞室交叉部位圍巖的穩定不利。影響圍巖穩定的因素很多，結構面的組合、地下水的運移規律、施工程序、開挖方法、圍巖力學參數等都有一定的不確定性，這些不確定因素給超大型地下洞室群的設計、施工及圍巖臨時與永久支護帶來極大的困難。在溪洛渡工程的研究設計中，結合“九五”國家科技攻關和特殊專題研究，開展了前所未有的分析、試驗研究工作，重點研究地下廠房洞室群圍巖穩定與支護、合理的施工順序、無支護時圍巖靜力穩定特性、有支護時圍巖靜力穩定特性(包括彈塑性損傷有限元分析、FLAC3D拉格朗日元分析及三維地質力學模型試驗)和洞室群的抗震穩定分析。建立了地下洞室群的動力分析系統和施工動態仿真分析模擬系統。利用這些先進方法和手段能充分考慮優化開挖順序、確定加錨支護參數、施工爆破參數，對地下廠房洞室群的圍巖穩定作出合理的評價，使地下廠房的設計有較大的提升和突破。結束語

成都勘測設計院積幾十年的經驗，集中優勢力量，針對工程規模大、技術難度高、設計周期短等問題，在可研設計中注意采用國內外最新的科研成果和新技術。針對重大技術問題列出專題，與國內的科研單位和大專院校通力合作，并依托國家“九五”科技攻關，攻克了這些技術難題，保證了可研報告的質量。目前溪洛渡工程已批準立項開工，我們將在下階段設計和工程實施的過程中，繼續深化研究和落實這些重大技術問題。

第四篇：溪洛渡電站籌建期工程監理

溪洛渡電站籌建期工程監理

摘要：長江三峽技術經濟發展有限公司溪洛渡工程監理部承擔了溪洛渡水電站籌建期場內交通、供水供電、渣場溝水處理、營地建設以及對外交通部分標段等項目的建設監理任務。監理部以溪洛渡水電站工程建設為中心，樹立為工程建設服務和為業主服務的意識，不斷加強內部管理，完善監理質量保證體系，努力提高監理業務水平，做好所承擔的溪洛渡籌建期各工程項目“三控制、兩管理、一協調”工作，使工程質量、進度和投資三大目標基本得到有效控制，為工程項目合同總目標的順利實現打下了良好基礎。

關鍵詞：溪洛渡水電站；籌建期；工程監理；質量；進度；投資

為響應國家西部大開發的號召，抓住國家能源發展機遇，立足于長遠發展，中國三峽總公司于2003年初拉開了溪洛渡水電站工程建設的序幕。長江三峽技術經濟發展有限公司(以下簡稱三峽發展公司)緊跟工程建設步伐，不斷抽調精干的管理和技術力量，成立了溪洛渡水電站工程監理部。監理部承擔了溪洛渡水電站籌建期場內交通、供水供電、渣場溝水處理、營地建設以及對外交通部分標段等項目的建設監理任務。在過去的1年多時間，監理部以溪洛渡水電站工程建設為中心，樹立為工程建設服務和為業主服務的意識，不斷加強內部管理，完善監理質量保證體系，努力提高監理業務水平，做好所承擔的溪洛渡籌建期各工程項目“三控制、兩管理、一協調”工作，使工程質量、進度和投資三大目標基本得到有效控制，為工程項目合同總目標的順利實現打下了良好基礎。監理工程概況

1.1 場內交通項目

場內交通項目共18個項目，主要包括17條路，累計長度達55.7km；6座橋，累計長度1 794.7m；總投資540 618 583元(部分合同未簽訂)。

1.2 輔助工程項目

輔助工程項目共有16項，主要有業主臨時營地裝修工程、溪洛渡溝溝水處理工程、豆沙溪溝溝水處理工程、110kV中心變電站土建及機電設備安裝工程、35kV線路及廂變工程、溪洛渡至三坪臨時道路擴寬工程、塘房坪臨時砂石料加工系統、施工期生活水廠工程、黃桷堡承包商營地場平工程、楊家坪承包商營地場平工程、溪洛渡工程右岸施工營地A、E、F區場平工程、黃桷堡房建工程、楊家坪房建工程、花椒灣房建工程。

1.3 對外交通專用公路

該工程起于癩子溝大橋，終點至普洱渡，我監理部承擔了A、B、C、H、I共5個標段的監理任務，目前已經進場施工的中鐵十一局承擔的是A標段大河灣隧道的施工；中鐵十八局承擔的是B標段；中鐵十六局承擔的是C標段。H及I標段尚未招標。監理機構設置及人員、儀器、設備配置

自首批監理人員于2003年2月21日與業主首批人員同期到達施工現場以來，三峽發展公司配合溪洛渡水電站工程監理工作的開展，根據業務和工作需要，組建和不斷完善溪洛渡水電站工程監理機構。2003年3月份，公司正式成立了溪洛渡水電站工程監理部。

目前，監理部下設綜合部、技術部、合同部、場內交通項目部、輔助工程項目部、對外交通項目部、物資項目部、導流工程項目部。同時，受中國三峽總公司委托，監理部還代管了中國三峽總公司測量中心溪洛渡測量隊、試驗檢測中心溪洛渡試驗室、水文氣象中心駐溪洛渡中心及溪洛渡監測中心。

截止2004年3月25日，溪洛渡監理部已進場人員加之代管的“四個中心”進場人員，共計200人。在監理人員中，中高級技術人員占70％，除了部分輔助人員外，95％以上具有大中專學歷。進場監理人員在年齡結構、學歷與專業配套、職稱結構方面基本滿足了已開工項目的監理需要。

在監理自身測量、試驗手段的建立方面，監理部一方面給現場監理工程師配備必要的檢測工具，并對施工單位檢測試驗工作進行旁站，一方面借助測量、試驗中心開展監理平行檢測試驗工作。目前，測量中心進場設備和人員均已基本滿足現場工作需要，試驗中心部分設備和人員已進場，并已開展了一定的試驗工作，水文氣象中心駐溪洛渡中心及溪洛渡監測中心正在進場籌備。監理工作方法、措施及成效

3.1 進度控制

溪洛渡水電站籌建期工程進度直接關系到主體工程能否按期開工，關系到工程總體工期目標的實現。監理部認真處理好質量、安全與進度的關系，在確保工程質量、安全的前提下，采取各種措施，控制工程進度。一方面，根據工程承建合同文件規定，提請業主做好合同支付資金籌措、工程預付款支付、工程用地提供、施工圖紙供應，以及其他應由業主提供條件的落實，督促施工單位勞動力、施工機械、材料等資源的投入，滿足工程施工的要求。另一方面，認真審查施工單位提交的年、季、月施工計劃，審核各階段施工進度是否與施工總工期進度計劃相符合，并檢查施工方案、施工進度控制措施及資源配置等與進度計劃的協調情況。施工過程中，監督檢查施工進度計劃的實施情況，掌握施工單位在施工過程中勞動力、施工機械、材料等資源的使用情況，對各個階段特別是各個工序的進度H標進行跟蹤管理，對可能影響施工進度的各種外部因素進行積極協調。

3.2 質量控制

3.2.1 質量控制主要措施

工程質量是工程建設的核心。監理部對施工質量實施事前、事中、事后的全過程、全方位跟蹤監督，采取合同、經濟、組織、技術等多種控制措施，及時糾正施工中發生的質量問題，確保：工程合同質量目標的實現。

工程開工前，監理部首先對工程項目進行全面分析，確定質量控制的重點(見證點和停止點)，編寫監理實施細則；審查施工單位的質量保證體系和質量保證措施，督促施工單位健全“三級檢驗”制度；對分包單位的資質及其施工活動進行監督檢查；督促施工單位建立相應的檢測試驗室；對進場材料、成品、半成品按照設計文件要求的標準、規格、品牌等進行檢查驗收，按照合同要求進行必要的檢測試驗；檢查進場施工設備的數量、規格、生產能力、完好率、適應性及設備配會是否滿足工程施工需要；審查施工單位提交的施工組織設計、施工技術方案和施工進度計劃；審查施工單們完成的施工測量控制網布設和開工前原狀地形圖的測繪成果，并通過監理復測來校核。另外，監理人員熟悉施工圖紙，組織好設計交底。

施工過程中，監理部督促施工單位嚴格按有關設汁要求、技術標準和經過審批的施工組織設計、施工技術措施進行施工，對施工過程和質量進行全過程、全面跟蹤監控，對重要部位和重要工序，實施24h旁站監理值班制度。臨理部認真執行質量檢查簽證制度，督促施工單位各級工程負責人和技術管理人員履行質量管理責任，認真抓好各環節的施工質量。

3.2.2 場內交通項目施工質量控制

在土石方開挖中，監理部嚴格審查爆破沒計，現場控制爆破單耗藥量，控制梯段爆破的深度。抓好邊坡鉆孔質量的控制，確保預裂及光面爆破質量。在開挖中，對邊坡采用預留保護層進行光爆法施工，在洞口開挖中采用頂留保護層進行弱藥量、小梯段爆破，實施效果較好。針對設計開挖邊線局部地質條件較差的問題，采取單孔藥量光面爆破進行控制，從而有利于邊坡形成和質量要求。另外，嚴格控制超、欠挖。

在混凝土預制件施工中，監理部實行三檢制，上道工序不符合要求或沒有完成的不得進行下道工序施工。對擋土墻、路塹墻、護腳等，抓好基礎開挖尺寸、高程控制；擋土墻砌筑中，對砂漿配合比和擋土墻砌筑過程中的質量嚴格控制。涵洞、預制件澆筑過程中，抓好原材料的級配、混凝土配合比及設計尺寸的控制。砂漿配合比、混凝土配合比嚴格按試驗合格配合比進行控制。在鉆孔樁施工中，按規范要求做好鉆孔樁施工記錄，及時掌握地質情況，樁位放樣采取監理旁站，確保樁位的準確，并按規范要求進行泥漿指標取樣檢測、確保成孔質量及進度。

3.2.3 輔助工程質量控制

在輔助工程溝水處理工程施工監理中，監理部加強對施工方案的審查，對不足之處提出改進辦法，如施工支洞具體位置的確定、排水洞支護措施等。同時，要求施工單位進行各種原材半成品、成品的檢測與試驗，包括混凝土配合比試驗，以及生產性爆破試驗。

洞室開挖中，監理部要求施工單位會同設計單位地質人員及時進行地質編錄，并報監理簽認。施工中嚴格控制質量標準，將洞挖爆破超、欠挖控制在施工規范和合同文件規定范圍；對于光爆質量，要求施工單位根據現場的圍巖情況隨時調整爆破參數，確保爆破質量。同時，嚴把噴射混凝土施工質量關，加強砂石骨料等原材料驗收上的質量控制，要求砂石骨料必須篩洗并得到現場監理工程師允許后方可使用，并注重對砂石骨料含泥量的控制。另外，要求施工單位完善施工原始記錄，每一道工序嚴格按照設計圖紙和監理要求施工，并讓當班監理核簽。在中間驗收過程中，監理部嚴格把好質量簽證關。

監理部對重點部位和重要工序進行了跟班旁站監理。例如，為提高排水洞施工進度，每周利用一天時間進行24h旁站監理；為保障擋水壩填筑質量，也進行的24L現場旁站。對排水洞混凝土施工除旁站還建立了日報制度，加強對各種原利料的質量控制，嚴格按照標書要求進行試驗檢測，確保原材料合格后才能用于工程施工。

3.2.4 監理檢測和試驗工作

為保證工程質量，監理部還利用測量中心對施工測量控制網點進行復測，利用試驗中心在進場材料檢驗、混凝土質量、土工試驗等方面進行了跟蹤檢測和現場抽樣檢查。

3.3 安全管理及環境保護

3.3.1 安全管理

(1)安全管理主要措施

溪洛渡水電站籌建期工程由于施工場地狹窄，地形條件差，地質情況復雜，加上施工初期易受當地居民的影響，安全管理有一定難度。為在組織上加強安全管理力量，監理部配備了分管安全的副總監。在施工安全管理過程中，監理部堅決執行“安全第一，預防為主”的方針，通過對現場監理人員和施工人員的安全教育，以及對施工單位的施工安全管理體系和施工安全防護措施的檢查落實，達到全施工過程的安全監控，實現工程合同規定的施工安全目標。

監理部認真編寫了施工安全監理工作細則，督促施工單位認真貫徹執行國家和上級有關部門關于安全生產和勞動保護的方針、政策、法規、法令等，認真審查施工單位的安全生產保證體系、施工安全制度和施工安全措施，并對其施工安全管理領導機構、人員配備和安全監控儀器設備等情況進行核查。督促施工單位對作業人員安全防護規程手冊的學習和培訓工作。對有特殊要求的工種，要求必須經過專業培訓，取得有效合格證書后，持證上崗。

監理部堅持安全生產檢查制度，定期由監理部安全副總監和項目監理組對安全生產進行檢查：一是常規檢查，二是施工現場檢查，三是重點部位檢查，四是專業性檢查，五是季節性檢查。對事故隱患及事故苗頭，及時發現，及時處理，不留隱患。敦促施工建單位開展安全生產無事故活動，協助制訂《安全生產獎懲條例》。堅持施工現場的巡查工作，不定期抽查施工單位班前會開展情況，對不安全隱患要求承建單位及時整改。對發生的安全事故，監理部認真參加安全事故調查，監督施工單位按照事故處理報告要求進行事故處理工作。

(2)場內交通項目施工安全管理

由于場內交通項目施工單位多，相鄰工程項目的施工干擾不可避免。監理部認真做好安全施工的組織協調，努力排除不安全因素。

在爆破管理方面，監理部對施工單位制定的《爆破安全管理辦法》、爆破設計、爆破作業人員資質進行嚴格審查，嚴格爆破作業程序；同時，嚴格爆破區的管理，加強爆破區的交通管理力度，嚴懲闖關車輛。安全警戒管理方面，要求各單位配備足夠的安全警戒人員及通訊設備，在警戒好本單位區域范圍的情況下，實行區域聯動，避免出現盲區及警戒交叉。

場內交通項目高空作業較多，監理部要求施工單位制訂高空作業安全措施，經監理工程師審批后嚴格按章作業。

場內交通項目交叉作業多且面廣，給施工照明增加了難度。對達不到作業最低照明標準的部位，監理部及時發出指令，要求施工單位安裝照明設施，或發出停工指令，以避免安全事故的發生。

監理部還督促施工單位設置“四牌一圖”和安全標志。要求在工地各部位均掛設施工單位和工地名稱牌、安全生產紀律宣傳牌、防火須知牌、安全無重大事故記數牌、施工總平面圖。要求在主要施工部位作業點、危險區通道口、配電室和發電機房等地點做好圍欄，布置安全宣傳標語或安全警告牌款待等。

對于危險路段、危險地點和部位，要求設置醒目標志，設警示牌，拉警戒線，設明顯的危險預知警示牌等。

對于鑿巖鉆爆作業施工人員，監理部要求均戴防塵口罩進行防護，不戴口罩進行鑿巖鉆爆，一經發現，進行嚴格處理。

在邊坡安全方面，監理部要求對有松渣滑坡及路基垮塌安全隱患的部位做重點監控，必要時對不穩定邊坡做好臨時支護處理；要求高邊坡危巖地段設置安全警戒，控制人員和車輛在危險地段停留；要求對渣場邊坡進行支護，設置必要的排水系統，防止垮塌；對汶白路工程施工過程中出現的滑坡地段，要求及時采取補救措施，設置安全警戒線，派專人看守，嚴防事故發生。

對于不易控制的山外來水，監理部要求施工單位進行相應的處理。

為確保場內交通工程的順利實施，監理部配合有關單位和部門，采用張貼公告、散發傳單、廣播電視宣傳、召開群眾會議、設置安全曝光欄等多樣的形式加強安全生產宣傳教育。

(3)輔助工程施工安全管理

輔助工程施工安全管理的重點是排水洞的施工。監理部督促施工單位加強洞室施工的安全措施，注重洞室的收斂變形觀測，加強洞室的通風措施。在排水洞進口進洞前，監理部要求完成洞頂邊坡噴錨支護、截水溝修筑、防撞墩及防護欄等施工；排水洞出口在進洞前，要求根據洞頂邊坡坡比及地質情況，在洞邊坡周圍設置排截水溝，對邊坡進行臨時噴錨支護。要求施工部位加強燈光照明，以滿足施工需要，同時做好燈具的維護和管理，包括重點照明用具增設圍護欄等。施工中，要求用電設備、大型機械嚴格執行專人操作，洞挖施工人員必須戴安全帽和防塵口罩。要求施工單位堅持安全員巡視制度，放炮后立即對撐子面、松動石塊和危石進行清撬。嚴格火工產品的管理，督促施工單位建立并完善火工等特殊材料的運輸、使用、儲存、保管等一系列的規章制度，并責任到人，要求炸藥堆放與墻間隔10～15cm,專人負責領用，要求施工單位嚴格遵守爆破安全規程，防止爆破安全事故發生。為保證交通安全，要求施工單位在重點部位設置了防護欄和警示牌，必要時派專人指揮交通。另外，監督施工單位落實了人洞翻牌制度。

3.3.2 環境保護和文明施工

從工程―開始監理部就把環境保護和文明施工作為重點來抓，對場內交通部分施工項目存在的石渣下江現象，監理部在周協調會上多次強調，同時制定了《防止棄渣下江的暫行辦法》，并對施：工單位發出整改通知，進行了相應處罰，另外還要求在沿江沿線設置彩旗帶進行警示。目前石渣下江現象已得到有效控制。

在大氣、噪聲污染防治措施方面，監理部要求施工期間對施工道路經常進行灑水；運碴車輛裝車高度不得超過車廂擋板，以減少運輸途中的灑落，并派人進行施工：道路清掃、養護；車輛行駛速度一般不超過25km／h，將施工機械和車輛產生的灰塵公害減少到最低程度。施工現場鉆爆作業嚴格控制打干鉆，盡可能采用打水鉆施工。爆破區炮孔采用沙袋覆蓋，控制揚塵。

在生活營地生活垃圾處理方面，監理部要求各施工作業隊在住宿區周圍設置垃圾池和用油筒制作的垃圾桶，廁所，做到生活垃圾、糞便集中堆放，集中處理。

對征地范圍內的耕植土，監理部要求在施工前單獨挖出。并存放在規定地點，用作還耕。場地規劃和布置時，盡量不占、少占耕地，充分利用灘地、荒地、重復使用空地。棄碴、廢料要求堆放到指定的棄碴場。

在水污染防治措施方面，要求各種施工用的燃料、油料、化學品、酸類做到嚴格管理，特殊保管，儲存地遠離地表水源。要求生活廢水、污水必須經過處理達到排放標準才能排放至河道。

在開挖邊坡保護及水土流失防治措施方面，要求對施工開挖的邊坡及時進行支護，并做好排水措施，避免由于施工造成水土流失。要求棄碴場堆料高度適中，邊坡穩定，并采取必要的擋護措施，防止暴雨沖刷而發生水土流失現象。

在文明施工方面，監理部經常性開展現場文明施工檢查，要求做好生產、生活設施和施工機械設備、材料的統一規劃、統一停放、統一管理，嚴禁亂建亂放，影響周圍的交通和環境。

3.4 造價控制及合同管理

為規范造價控制和合同管理工作，監理部在參照三峽和其它工程合同管理工作經驗基礎上，對溪洛渡工程價款結算監理實施細則、價款結算操作流程、工程變更、工程索賠等方面進行了統一規范，使合同管理體制逐步適應溪洛渡工程建設的需要。

在造價控制方面，監理部要求現場工程師及時做好現場記錄，嚴格按照有監理工程師簽證的現場施工原始記錄進行工程量統計，杜絕工程量虛報；以合同和施工圖紙為依據，按實際發生量子以支付；強調土石分界線出來以后，馬上進行現場核定和確認。對土石方明挖及洞室開挖，施工單位在進行測量收方后，由監理部測量隊對此進行復測校核。對需現場進行簽證計量的工程量，監理人員本著實事求是的原則按照合同計量要求和程序進行現場核量。監理部認真審核施工單位的收方計量及單價費用等報表，對工程量進行仔細審查和核實。對于隨機錨桿等只有單價無總工程量的項目，監理部要求現場監理工程師在滿足質量和安全的情況下，嚴格控制工程量。

為搞好合同管理，監理部積極參與工程招標、評標及合同談判工作，熟悉合同文件、技術規范和設計文件，全面理解、熟練掌握和公正應用合同條款。在合同履行過程中，監理部對、業主和施工單位履行合同的情況進行監督、檢查和協調，要求監理工程師掌握工程項目的施工情況，做好詳細的施工監理記錄，為可能發生的變更、索賠事件提供審核依據；同時，建立嚴格的合同變更管理程序，采取積極的預防措施，避免或減少索賠事件的發生。對于各類變更、索賠申請文件，監理部按照合同條款的規定，本著公正合理原則受理并認真審核。

3.5 信息管理

為加強信息管理工作，監理部成立了信息管理小組，制定了有關文件收發、資料分類、檔案管理、計算機網絡管理等方面的規章制度。在硬件建設方面，監理部在籌建處的支持下，建立于監理部內部局域網，并實現了寬帶網線接入，完成了JSPMS信息錄入中心的建設。監理部根據監理工作實際情況，開發了內部網站，實現了內部信息共享，方便了內部信息傳遞。另外，監理部派人參加了籌建處舉辦的TGPMS培訓，配合籌建處進行了JSPMS系統中合同管理，財務管理及物資管理子系統的培訓工作。

3.6 工程協調

溪洛渡水電站籌建期工程施工項目多，施工單位多，施工交叉部位多，施工干擾多，搞好協調工作異常重要。監理部以工程監理合同和施：工承包合同為依據，通過協商和調解等方法，理順業主、設計、施工單位和工程有關各方的關系，努力搞好爆破管理的協調、交通管理的協調、征地移民問題的協調、各施工項目銜接部位的協調、技術和圖紙供應問題的協調、監理部內部各部門之間的協調，確保工程建設順利進行。

監理部要求監理工程師按照分工和有關程序，各自負責所分管項目和分管專業范圍內的協調工作。要求監理工程師經常深入現場及時了解施工情況，發現問題和矛盾，隨時與有關單位磋商，盡快求得合理解決，必要時可發出監理指令或提請業主處理。

監理部定期或不定期召開施：工協調會和其它專題協調會議，就有關技術、安全、計劃、進度和施工現場協調等問題展開充分討論，形成會議紀要，責成有關單位解決。

對于合同執行中的糾紛，監理部按照施工承包合同的條款，公正合理地協調解決，維護合同雙方的合法權益。監理部內部管理

監理部自成立之日起，不斷加強硬件設施建設。據不完全統計，到目前為止，監理部先后租用了面積近6 000m2辦公生活用房，購進工程用車14部；采購各類辦公家具達270余套；購進和安裝各類用電設備近180余臺套；安排完成所有進場人員的生活用品用具。同時，已建立2個可分別容納百余人的食堂，很好地解決了全部工作人員的就餐問題。

為加強制度建設和規范化管理，監理部先后出臺了《溪洛渡經理部財務管理辦法》、《機動車使用與管理辦法》、《通訊工具及費用管理辦法》、《員工休假管理辦法》、《合同管理辦法》，以及印章、安全保衛、辦公用品、勞保用品等管理方面的規章制度。同時，為明確各崗崗位職責，加強職業道德的規范，配合監理工作的開展，制定了《監理人員行為規范》、《監理人員崗位職責》、《監理崗位等級劃分》、《監理部工作規則》、《監理部收發文管理辦法》、《監理部工程文件、檔案資料分類及管理辦法》及《監理部文函管理辦法》等管理制度。另外，監理部編制完成了《員工手冊》，使每一名進場的員工都能按監理部的要求規范自己的行為。

監理部還不斷創造條件，加強員工培訓，努力提高監理人員素質。在各項目部開展各種技術和業務培訓的同時，監理部舉辦了兩期監理工程師培訓班，并組織人員參與水電監理協會舉辦的監理工程師培訓和總監培訓。同時，不斷對監理人員加強職業道德教育，加強勞動用工的規范化、合法化管理，完成了所有進場人員的勞動合同簽定及工資待遇、社保福利等工作的理順工作，合同簽約率達95％。制定員工績效考核方案，并組織實施，并在此基礎上評選了15名監理部2003先進工作者。幾點體會

(1)隨著中國三峽總公司投資體制的改變，加快了金沙江水電開發的步伐，為工程監理工作的發展創造了更廣闊的空間，同時，也對監理工程師提出了更高的要求，相應的監理職能范圍也有所增加，必將促使監理工程師提高素質和業務水平，以適應形勢發展的需要。

(2)工程建設也需要更加規范的項目管理，對金沙江：流域的開發，中國三峽總公司應對項目管理提出規范的管理辦法和操作程序，對項目管理人員也應有基本的要求。目前，國際上已經開始進行項目管理人員的認證工作(PMP)。因此，中國三峽總公司的項目管理工作也應在三峽工程建設項目管理的基礎上，更上一個臺階。

(3)工程建設的前期工作必須按程序及時進行準備工作，特別是電站所在地的對外交通、征地移民的規劃和補償標準要盡早確定，為前期工程的施工項目開工創造良好的條件。

第五篇：溪洛渡電站監控系統特點分析（定稿）

溪洛渡水電站監控系統特點分析

楊廷勇，瞿衛華

（溪洛渡電站籌建處，云南昭通市永善縣，657300）

摘要：根據水電站的地理位置和基本情況決定了其監控系統的設計特點，介紹了溪洛渡水電站監控系統在組網方式、功能設計、功能部署、智能維護、調度通信、系統安全性等六個方面的設計特點，最后介紹了溪洛渡監控系統中的停機落門回路和水頭處理這兩個典型應用。

關鍵詞：水電站，監控系統，智能維護

0 引言

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣與云南省永善縣交界的金沙江干流上，距下游宜賓市約184km(河道里程)，左岸距四川省雷波縣城約15km，右岸距云南省永善縣城約8km。溪洛渡水電站為全地下式電站，分為左、右岸，各布置9臺770MW混流式水輪發電機組，多年平均發電量572億kW·h，目前為世界第三、國內第二大電站。溪洛渡左岸接入國家電網，右岸接入南方電網，并在成都設立金沙江梯級集控中心，溪洛渡水電站接受三個調度的遠方調控命令，實現“調控一體化”。溪洛渡水電站的地理特點、運行特點、發電規模決定了溪洛渡監控系統的設計特點。

1監控系統特點分析

三峽電站監控系統分為左岸監控系統和右岸監控系統兩個完全獨立的系統，每個監控系統的測點總量不超過10萬個，而溪洛渡水電站按照一套監控系統設計，測點總量已經遠遠超過了10萬個，堪稱巨型監控系統，它具有如下特點： 1.1監控系統網絡結構特點

溪洛渡電站監控系統網絡結構簡圖如圖1所示

由圖可見，該網絡為典型的三網四層的全冗余分層分布式開放系統結構。

。圖1 溪洛渡電站監控系統網絡結構簡圖

三網四層的相互關系簡述如下：

現地控制層與電站控制網連接，按被控對象單元分布，由全廠各現地控制單元（LCU）構成。采用現場總線技術，完成指定設備的現地監控任務

廠站控制層同時連接電站控制網和電站信息網，由數據采集服務器、操作員站、應用服務器及調度網關通信服務器等構成。完成全廠設備的實時信息采集處理、監視與控制任務。

廠站信息層與電站信息網連接，由歷史數據服務器、培訓仿真站、語音報警服務器及報表打印服務器等構成。完成全廠設備運行信息管理和整理歸檔任務。

信息發布層與信息發布網連接，由WEB數據服務器、WEB發布服務器等構成。完成有關全廠實時和歷史信息查詢工作，實現監控系統的WEB發布功能。

采用三網四層結構有如下優點：①隔離不同網絡信息，減少相互干擾，網絡的安全性及

可靠性均得到了提高，特別對溪洛渡水電站這樣海量數據的巨型監控系統，網絡信息的隔離尤為重要；②實現網絡信息分流，系統的性能可顯著提高；③提高網絡結構的靈活性，適應不同應用。

整個網絡還有一個特點，即同時采用了星型網絡和環型網絡結構：左、右岸監控系統采用星型網絡結構，利用其結構簡單、方便靈活、性能好的特點，方便實現各個監控對象入網或脫網等維護操作；左、右岸監控系統控制網之間互聯采用環型網絡結構、信息網之間采用鏈路聚合技術，利用其自愈功能強、可靠性高的特點，提升溪洛渡全廠監控系統的可靠性和安全性。

1.2監控系統功能設計特點

溪洛渡水電站監控系統在系統功能設計上有如下特點：①為更好地實現梯級調控一體化，溪洛渡水電站按一套計算機監控系統進行設計；②針對溪洛渡左右岸電站分別接受兩個電網及成都梯調調度的情況，又需要在功能設計上保持左右岸監控系統的相對獨立性，對左右岸分別設置“國調/梯控/站控”和“南網/梯控/站控”控制模式，以適應調度運行要求。

針對上述特點，在監控系統軟件結構設計中，溪洛渡水電站分為左、右岸2個相對獨立的電站，在數據庫結構和功能設置上也按2個電站考慮，但左右岸電站各類數據相互共享，構成統一完整的溪洛渡水電站全廠數據庫，并通過中控室的操作員站實現全廠集中監控，而且操作員站具備控制范圍設置功能，以提高系統運行方式的靈活性。為此，溪洛渡水電站在具體功能設計時除左右岸獨立配置各自冗余的數據采集服務器、調度通信服務器、AGC/AVC應用程序服務器和廠內通信服務器外（為提高監控系統的安全性，上述服務器實現了左右岸之間的相互冗余），其他監控系統設備進行全廠統一配置。

總之，溪洛渡水電站監控系統在功能設計上按照一套監控系統進行設計，實現了全站集中監控、數據共享的功能，同時又保留了左右岸電站監控系統的相對獨立性，能夠方便的拆分為兩個電站運行，“分中有合，合中有分”，實現了分合的完美結合，這是溪洛渡監控系統功能設計上的一個顯著特點。

1.3監控系統監視和控制功能分工特點

與傳統監控系統相比，溪洛渡監控系統引入了趨勢分析系統[1]作為補充，兩者在功能上的具體分工如下：

監控系統存儲全廠實時數據，主要關注監控對象實時的表象，強調監視和控制的實時性和準確性，在監控對象即將或已經發生異常時，防止事態的進一步惡化。

趨勢分析系統存儲全廠歷史數據，主要關注監控對象歷史的表象，強調從監控對象長期的歷史表象中去總結和發現其潛在的發展趨勢，達到將監控對象的異常狀況消滅在萌芽狀態的目的。趨勢分析系統的分析重在通過豐富的分析手段和智能的分析方法從海量的歷史數據中挖掘數據的內在規律，從而實現對監控對象由表及里的深度監視。

趨勢分析系統的引入，使溪洛渡監控系統的監視和控制功能更加強健，既能夠對監控對象實時的表象進行監視與控制，也能夠通過對海量歷史數據的挖掘和分析，實現對監控對象歷史表象的監視與控制，盡可能的將監控對象的異常狀況消滅在萌芽狀態。1.4監控系統智能維護設計特點

溪洛渡水電站為全地下式電站，監控設備分布在左右岸地下廠房及地面的控制管理樓，設備及其分散，而日常設備巡檢一方面工作量巨大，另一方面發現設備故障具有極大的偶然性，為減輕設備維護工作量，實時掌握設備運行狀況，在溪洛渡監控系統的開發過程中實施了智能維護的設計理念，具有如下特點：

設備監視“閉環”化：監控設備配置監視隊列，設備之間循環監視各個設備的工作狀況，一旦某個設備工作狀態異常，則由監視隊列中優先級最高的一個設備將該設備的異常狀態報警，如果優先級最高的設備異常，則由次高優先級的報警，依次類推，每個設備都有幾個設

備對其進行監視，極大地提高了監視的可靠性。通過設備之間循環監視形成的監視“閉環”化，實現了對設備的狀態進行動態掌控。

故障定位快速化：通過監控系統主機設備的動態網絡拓撲結構圖，能夠直觀地查看每臺主機設備的工作狀態及其重要特征量（磁盤使用率、系統負荷率等）是否正常，并能夠對異常狀態的設備快速進行物理定位，實現原理是在主機設備上配置一個客服端軟件，該軟件除了實時采集及監視重要特征量外，還對設備固化了的物理位置進行顯示。通過動態網絡拓撲結構圖，實現了故障的快速定位；通過重要特征量的監視，實現了設備重要信息的動態掌控。

故障報警多樣化：設備發生故障時，除了設計了常規的報警窗口報警外，還增加了電話報警、短消息報警以及郵件報警的功能，通過多種途徑第一時間將報警信息通知相關人員，防止故障的進一步惡化。1.5與調度通信設計特點

溪洛渡水電站這樣的巨型監控系統實施“一廠兩調、調控一體化”策略，對調度通信提出了極高的要求，為了解決超大規模數據通信的實時性、可靠性等問題，溪洛渡監控系統與調度通信的設計有如下特點。

可靠性：溪洛渡監控系統與調度通信，除了設計了主備通道外，還設計了衛星應急通道，在硬件鏈路上保證了通信的可靠性。

實時性：溪洛渡監控系統與調度通信，主要采用IEC104通信規約，為了保證通信的實時性，程序設計上一方面采用了變位傳輸機制，即只有當信號值發生變化時才傳送，無變化時只傳送鏈路測試幀，另一方面，將規約中的時間校驗窗口放大到了50，以提髙數據傳輸的實時性，最后，數據傳送還采用了變位優先的策略，即當傳送總召數據時，如果此時有變位數據，優先傳送變位數據，然后再傳送總召數據，以保證數據傳輸的實時性。1.6監控系統安全性方面的設計特點 保證監控系統的安全可靠，是溪洛渡監控系統設計的首要目標。溪洛渡監控系統安全性方面可以分為安全分區、安全操作、安全傳輸[2]。

安全分區：前述的“三網四層”網絡分區。

安全操作：主要從以下幾個方面考慮。①操作員站控制范圍設定：可以對不同的操作員站授予不同的控制范圍，防止人員誤操作。②操作對象鎖定：在操作對象被一個用戶選中后，其它用戶將無法選中，防止對同一設備同時操作。③命令閉鎖：命令下發必須要主機權限、用戶權限、操作對象閉鎖條件都滿足后才下發，否則該命令閉鎖，保證控制命令的安全性。④命令時限：超時命令自動取消，防止網絡延時等情況下超時命令對設備的誤動。

安全傳輸：在現地控制層和控制對象之間的數據傳輸，主要從信號接地線、傳輸載體的規格尺寸、布置位置等方面綜合考慮，盡量減少傳輸過程中的信號干擾，對于較遠距離的傳輸，則設計了信號放大器。在現地控制層和廠站層之間以及現地和重要控制對象之間的數據傳輸，則采用了雙回路的冗余數據傳輸，來提高數據傳輸的可靠性，對于停機落門回路，甚至采用了三回路的冗余設計，來保障傳輸的可靠性。溪洛渡監控系統設計特點典型應用介紹

本節將對溪洛渡監控系統的停機落門回路和水頭處理程序做詳細介紹，以此反映監控系統在回路設計上的一些特點。2.1 停機落門回路

溪洛渡停機落門回路特點如下。

遠距離信號傳輸:溪洛渡控制管理樓中控室距離左岸機組控制柜、左岸機組快速門控制柜均超過1.7km，無法使用常規電纜有效傳輸控制信號。采用光纖并利用沿途盤柜的開關量輸入及輸出模件配合使用來“中繼”控制信號，有效地解決了遠距離信號傳輸的問題。

控制回路冗余度高[3]：①控制管理樓中控室落門或者停機按鈕動作后，三套PLC（機組

PLC、水機后備保護PLC、模擬屏PLC）均會啟動流程，各自獨立運行控制邏輯；②緊急停機控制回路由兩組PLC（機組PLC、水機后備保護PLC）完成，兩者均能獨立完成機組緊急停機；③快速門控制柜接收兩套遠程I/O控制命令（對應機組LCU進水口遠程I/O、模擬屏驅動器進水口遠程I/O），每套遠程I/O有兩路開出（DO）命令，共有四路落門控制命令送快速門控制柜；同樣，在緊急停機過程中，每個重要設備有四路控制命令到達相應設備控制柜。

采取有效措施防范系統風險：為有效防止9臺機組快速門同時誤動落門，同時要保證落門的可靠性，模擬屏驅動器輸出模塊（DO）采取均分控制任務策略，即在模擬屏進水口遠程I/O上配置3個開關量輸出（DO）模塊，每個輸出模塊承擔3臺機組的緊急落門控制任務，這樣就避免了輸出模塊誤動造成9臺機組停機的系統風險。

落門回路示意圖如圖2所示（停機回路與其相似）。

圖2 溪洛渡落門回路

由圖可見，溪洛渡的水機后備采用的是PLC控制的形式，在控制管理樓、(左右岸地下)副廠房、機旁水機后備保護控制柜，均可實現停機和落門，同時在調速器液壓系統控制柜上設有的緊急停機按鈕也可以實現停機。

總之，溪洛渡的停機落門回路具有相當高的冗余性，回路設計時既充分考慮了系統防誤動，又考慮了系統防拒動，很好地控制了系統風險。2.2 水頭處理

以溪洛渡左岸為例，水頭界面設計如圖3，水頭處理邏輯如圖4，溪洛渡的水頭處理有如下特點。

水頭信號多：溪洛渡監控系統水頭信號來源分為兩路：梯調通信送的水頭和電廠采集的水頭，其中，梯調通信送的水頭有四路（左右岸各兩路），溪洛渡水電站設計的與上游水位相關的傳感器共計44支，與下游水位相關的傳感器共計10支。水頭（水位）信號數量較多，為提高水頭精度，同時簡化水頭處理，溪洛渡水頭分為左右岸兩個獨立水頭，沒有全電站水頭信號。

安全可靠：水頭信號的可靠性直接關系到電站安全生產，確保水頭信號的安全可靠，是溪洛渡水頭處理的核心任務。在調控一體化模式下，電站水頭應與梯調水頭保持一致，因此，溪洛渡水電站監控系統的水頭信號默認情況下優先采用梯調兩路水頭，其次是電站水頭和人工設定水頭。當然，操作員可以通過置每路水頭下面的“主用”按鈕來改變優先級次序。當三路水頭都故障時，水頭將保持上一次的正確水頭不變，“閉鎖”按鈕將被點亮，為了保證水頭的安全，閉鎖的解除操作只能夠人工完成，程序不能夠對水頭進行解鎖操作。此時如果操作員將水頭置“手動”模式且設值合理，并進行解鎖操作（置畫面上的“更新”按鈕），電站的水頭將采用人工設定的水頭，“閉鎖”按鈕將熄滅，“更新”按鈕將被重新點亮，否則，水頭將一直不更新，直到某路水頭恢復正常且人工進行解鎖操作；狀態欄中的“更新”及“閉鎖”按鈕，一方面顯示當前水頭狀態，另一方面也可以作為操作手段，在特殊情況下無條件閉鎖下發的水頭值或在滿足條件的情況下對閉鎖的水頭進行解鎖，使其更新；為了減小水頭信號波動的影響，程序中采用了“滑動平均值”的計算方法，即將最近10次水頭信號的平均值作為計算水頭，同時，為了減少有功調節的頻度，計算水頭每5分鐘下發一次。

模式 手動 手動設值 自動 梯調水頭1 梯調水頭2 電廠水頭 主用 投入 退出 主用 投入 退出 主用 投入 退出狀態 下發值 更新 閉鎖

圖3水頭界面設計圖

梯調水頭1品質好 且在合理區間且 不在手動水頭模式N 梯調水頭2品質好 且在合理區間且 不在手動水頭模式N 電廠水頭2品質好 且在合理區間且 不在手動水頭模式 手動模式且設值 在合理區間內N將梯調通信水頭1(WH_DC1)賦值給左岸電站實際使用水頭（WHL_ACTUAL）將梯調通信水頭2(WH_DC2)賦值給左岸電站實際使用水頭（WHL_ACTUAL）將電廠自采左岸水頭(WHL_HP)賦值給左岸電站實際使用水頭（WHL_ACTUAL）將手動設定值(WHL_OP和WHR_OP)賦值給左岸電站實際使用水頭（WHL_ACTUAL）左岸水頭值不變，保持上一次設定值如果水頭與上次有效水頭變化小于2米N認為水頭為有效水頭報警“當前水頭無效”程序剛運行讀取數據不足10個N讀取數據取平均值作為當前水頭最近10次水頭平均值作為當前水頭水頭>最大水頭或水頭<最小水頭 WHL_5MIN與上次 比較變化小于1米N報警“5分鐘水頭變幅過大”最終水頭取最大水頭或最小水頭將WHL_5MIN作為最終水頭下發每隔5分鐘將當前計算水頭WHL_ACTUAL賦值給WHL_5MIN結束

圖4 水頭處理邏輯

方便靈活：通過水頭界面，操作員可以優先使用某路水頭，也可以將某路（或全部）水頭退出，可以讓水頭保持最后一次正確值不更新，也可以人工對水頭值進行更新，還可以根據需要對下發的水頭值進行閉鎖。可以說，在水頭界面上，操作員可以完成需要的全部操作。

總之，溪洛渡監控系統水頭處理上采用了信號品質位、信號值區間、信號變幅、滑動平均值等策略來保證水頭信號的安全可靠，同時，又引入了人工設值及人工置優先級等策略，大大提高了水頭選擇的靈活性。結語

溪洛渡監控系統傳承于三峽監控系統，并結合溪洛渡水電站的特殊情況，在網絡結構、功能設計、系統維護、系統安全性等方面都有自己的鮮明特點，并具有一定的創新性，尤其是系統的安全性方面，作為溪洛渡監控系統的首要設計目標，始終貫穿于監控系統設計的各個方面，而功能分工及智能維護新理念的提出，在監控系統創新性設計方面，做了一個大膽而有益的嘗試。

總之，溪洛渡監控系統傳承于三峽而又不同于三峽，具有自己的顯著特點。它的成功實施，必將有助于國內巨型電站監控系統技術水平的提高。

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