李家峡水电站

李家峡水电站位于青海省尖扎县和化隆县交界处的黄河干流李家峡河谷中段，上距黄河源头1796公里，下距黄河入海口3668公里，是黄河上游水电梯级开发中的第三级大型水电站。

中文名

李家峡水电站

外文名

Lijiaxia hydropower station

位    置

青海省尖扎县

成立时间

1995年（乙亥年）12月12日

总装机

200万kW

库    容

16.5亿立方米

年均发电量

59亿kW·h

简介

李家峡水电厂于1995年12月12日成立，2000年1月1日划转到黄河上游水电开发有限责任公司。电厂实行新厂新体制，实现了运行维护与设备检修、主业与后期服务、企业功能与社会功能三大分离。夏秋时节游客可在湖中泛舟、垂钓，冬春季节可观赏高原雪景，它给美丽古老的坎布拉风景区增添了一处特有的高原人文景观 。

基础设施

电站安装5台混流式水轮发电机组（一期4台，二期1台），单机容量40万kW，总装机200万kW，年均发电量59亿kW·h，是中国首次采用双排机布置的水电站，也是世界上最大的双排机水电站。4号机组采用蒸发冷却新技术，在国内尚属首例。水库库容16.5亿立方米，为日、周调节 。

规模

大坝为三心圆双曲拱坝，坝长414.39 m，坝高155 m，坝顶宽8 m，坝底宽45 m。电站与西北30kV电网联网，是西北第二大的水电站，主供陕、甘、宁、青四省，在系统中担任调峰、调频，汛期担负基荷。电站以发电为主,兼有灌溉等综合效益。电站4台机组分别于1997年2月 13日、12月10日、1998年6月6日、1999年12月10日投产，至2000年5月31日，累计发电量为110．5475亿kW·h 。

交通

西宁――坎布拉，全程高速，每一个小时汽车1班。

特色

青海尖扎县境内的李家峡水库属黄河上游第二阶梯水电站之一，在著名的坎布拉国家森林公园下面，周边由红色砂岩形成的丹霞地貌的群山围绕。阳光下山阳面红褐、山阴面深褐，水浅处碧绿、水深处湛蓝。群山峻峭，海拔近4000米，水面辽阔，深处逾180米。山水辉映，极其壮美。黄河由此流出，清澈见底，与寻常见到的黄河回然不同 。

设计

李家峡水电站对外交通采用公路方案。施工导流采用围堰一次断流、隧洞泄流、基坑全年施工的导流方式。导流标准采用20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。由于拦河坝投资约占枢纽永久工程土建投资的一半，因此进行坝体体型优化设计，选择重力拱坝的合理体型，对保证工程安全，减少坝体混凝土量，节省工程投资，加快施工进度，极为重要。经多方案比较后，最终采用三心圆拱的拱坝。这个方案与初步设计比较，约可节约：开挖量20万立方米，混凝土约75万立方米，投资约1．08亿元。李家峡水电站由水电部西北勘测设计院设计。经过投标招标，导流工程及砂石混凝土系统标选定集团公司水电四局承担施工任务。坝面模板采用预制钢筋混凝土模板，电站由拦河大坝、坝后式发电厂房、泄水建筑物、灌溉渠道、330KV出线站等永久建筑物组成，以发电为主兼有灌溉等综合效益。水电站大坝型为混凝土三圆心双曲拱坝，最大坝高155米，水库库容16.5亿立方米，坝址控制流域面积13.6747万平方公里。总装机容量为5×40万千瓦, 设计年发电量59亿千瓦时，分二期建设，一期工程4×40万千瓦，与西北330千伏电网联接，在系统中担任调峰、调频任务，是西北电网主要电源之一，电站与西北330KV电网联网，主供陕、甘、宁、青三省和宁夏回族自治区，在系统内承担调峰、调频，它不仅是西北地区最大的水电站，而且是中国首次设计采用双排机布置的水电站，也是我国首次设计采用双排机设计，世界上最大的双排机布置的水电站 。

工程施工

基本信息

电站由国家能源投资公司和西北陕、甘、宁、青投资建设，于1988年4月正式开工。1、2、3号机组分别于1997年2月18日、12月13日和1998年6月6日正式并网发电，4号机组于1999年11月投产发电。电站安装 5 台混流式水轮发电机组（一期 4 台，二期 1 台），单机容量 40 万 kW ，总装机 200 万 kw ，年均发电量 59 亿 kw·h ，是中国首次采用双排机布置的水电站，也是世界上最大的双排机水电站。 4 号机组采用蒸发冷却新技术，在国内尚属首例。水库库容 16.5 亿 立方米 ，为日、周调节。大坝为三心圆双曲拱坝，坝长 414.39 m ，坝高 155 m ，坝顶宽 8 m ，坝底宽 45 m 。电站与西北 30 kV 电网联网，是西北最大的水电站，主供陕、甘、宁、青四省，在系统中担任调峰、调频，汛期担负基荷。电站以发电为主 , 兼有灌溉等综合效益。电站 4 台机组分别于 1997 年 2 月 13 日、 12 月 10 日 、 1998 年 6 月 6 日 、 1999 年 12 月 10 日 投产，至 2000 年 5 月 31 日 ，累计发电量为 110 ． 5475 亿 kw·h  。

工程截流

李家峡工程截流为上游已建成梯级电站条件下截流的典型。龙羊峡电站位于其上游 108.6km ，非汛期区间径流甚少；刘家峡电站位于其下游 225.4km ，回水无影响。该工程采用隧洞导流，截流时段为 1991 年 10 月中旬，截流流量主要为龙羊峡发电下泄流量，在确定流量标准时综合考虑了龙羊峡电站在西北电网中的骨干位置和可能调度的出力变幅以及李家峡工程本身的截流难度，确定龙羊峡按 1 ～ 2 台机组运行时下泄流量 300 ～ 600m立方米 / 秒 作为设计标准，截流方式为自右岸向左岸单戗堤立堵，龙口宽度 40m 。 截流流量变化范围 620 ～ 262立方米 /秒 。共抛投 15t 混凝土四面体 38 个， 20t 四面体 10 个， 0.8m × 0.8m × 2m 钢筋笼 990 个，石碴 1100 车，总方量约 1 万 立方米 。平均抛投强度 1 车 /1.5min ，最高抛投强度 1.3 车 /min 。在龙口合龙宽度达 8 ～ 12m 处，采用串联铅丝笼右岸单戗堤进占立堵截流。 1991 年 10 月 11 日 8 时 至 13 日 11 时顺利合龙，总历时 51h ，实际流量为 620 ～ 262立方米 / 秒 ，共抛投石渣 1 万 立方米 和 15 ～ 20t 四面体、铅丝笼等共 1000 余 立方米 ，实际截流落差 5.3m ，平均流速达 5.4m / s 。李家峡水电站导流洞布置在坝址的右岸。导流洞中心穿越的地层为前震旦系深变质的黑云母更长质条带状混合岩，其间夹有片岩和花岗伟晶岩脉，岩石破碎 , 裂隙发育。其中岩体Ⅳ、Ⅴ类围岩占 34. 1%, 开挖成洞条件极差。导流洞按 20 年一遇的洪水设计 , 流量为 2000 立方米/ 秒，校核流量为 2500 立方米/ 秒。导流洞由进口明渠、进水塔、洞身、出口明渠 4 部分组成 , 总长为 1332 m。导流洞断面为圆拱直墙型，开挖断面为 16. 0 m× 19. 0 m至 12.0 m× 16.0 m不等 , 衬砌断面为 ( 宽×高 )11.0 m× 14.0 m至 11.0 m× 15.0 m不等 , 底板纵坡i 0=0.73953%, 顶拱纵坡为i 1=0.65076% 。李家峡水电站导流洞分上下两层施工，上层开挖为全断面掘进，高 5.5 ～ 6.5 m , 断面面积 60 ～ 80 ㎡ 。导流洞身总长 1336.5 m， , 施工进度Ⅱ、Ⅲ类围岩段月平均 120 m，最大达到 178 m ( 上半部 ) 。月进尺与地质条件有很大关系，如果是Ⅱ、Ⅲ类围岩，每天放 2.5 茬炮，即日进尺 7.4 m ( 每茬进尺 2.8 ～ 3.0 m ) ，则月进尺可超过 200 m，但李家峡导流洞Ⅱ、Ⅲ类围岩连续未超出 200 m，因此遇到地质条件差的地段，施工速度不得不降下来 。

基础处理

对左岸顺河断层 F20 共布置 5 层共 10 个混凝土抗剪传力洞塞，有效抗剪面积达 450㎡ ，传力塞插入断层组下盘岩体之内，并对外围岩石进行高压固结灌浆，用 1000 根长 20m 的锚杆插入上盘岩体。对顺河断层 F26 ，除地表浅层置换墙外，还布置了 3 层平洞、 4 条竖井的网格状深层置换系统。对右岸 F27 顺河断层，除挖除上盘孤立岩体，回填混凝土塞，并布置了 3 层平洞， 4 条竖井的网格状深层混凝土置换系统。李家峡水电站处高寒地带，坝面模板采用预制钢筋混凝土模板，基本形式有两种：一种为“ п ”型，规格为 1.5 m × 1.5m （高 * 宽）；另一种“ П ” 型，有 1.5m × 3.0m 与 2.0 × 3.0 两种。 2.0 × 3.0 规格的模板重 1.8t ，钢筋用量 70kg ，它们的特点是结构简单，立模方便，模板基本不变形、不漏浆，坝面外观质量好，模板有保温作用，减少保温材料的损耗 。

工程量

电站主要工程量：土石方明挖1122.5万立方米，石方洞挖48.6万立方米，混凝土浇筑287.5万立方米，钢筋7.67万t，帷幕灌浆19.1万米，固结灌浆21.6万米，排水孔22万米，化学灌浆2.3万米。工程于1988年4月开工，1991年10月截流，1996年12月水库蓄水，1997年2月第1台机组发电，1999年11月第一期工程机组全部投产，2001年第4季度竣工。工程总概算92.398亿元。单位千瓦投资5775元。库区人工湖面积达32平方公里，湖水碧绿，是发展水产养殖业的理想场所 。

地质

坝址区河谷断面呈“V”型，两岸基本对称，右岸谷坡约50°，左岸约45°，河槽宽约50m。坝址区基岩裸露，岩性为前震旦系变质岩，主要由较坚硬的条带状混合岩、斜长片岩相间组成，并穿插有花岗岩脉。坝址左岸下游存在深切的左坝沟，上部2160m高程以上岩体比较单薄，且受平缓断层F34(倾向上游偏岸里)的切割，上盘岩石较破碎。坝址区扭性、扭张性的高倾角的顺河断裂较为发育，其中河床F20、F20-1、F50，和左岸上部的F26及右岸中部的F27贯穿河床及左、右两岸；其次为压性、压扭性的顺层挤压破碎带；再次为张性、张扭性高倾角断裂；近坝库区右岸存在1号滑坡，左岸存在2号滑坡。因此，近坝库区滑坡的稳定及处理，左、右两岸坝肩的稳定、变形及其处理，河床断层的处理，以及大尺寸窑洞厂房设计与施工的研究等，是李家峡工程设计和施工中必须认真解决的重要技术问题。水库周边的岩体为弱透水层及相对隔水层，两岸地下水分水岭高于正常蓄水位且向黄河排泄，无低于水库水位的邻谷及排水低地，不存在永久渗漏问题。当正常蓄水位2180m时，水库面积31．58平方公里，长约41．5km。水库淹没涉及青海省化隆、尖扎和贵德3个县。按20年一遇洪水标准，需迁移人口3214人，按5年一遇洪水标准征地，淹没耕地5039亩 。

布置

电站枢纽建筑物由三心圆双曲拱坝、泄水建筑物、坝后厂房和左、右岸灌溉渠首组成。心圆双曲薄拱坝坝顶高程2185m，最大坝高155m，坝顶宽8m，坝底宽45m，厚高比0.29，坝顶弧长438.4m。左岸重力墩长56.98m，高约28.5m。泄水建筑物由傍山布置的左、右中孔和左底孔泄水道组成。左底孔进口高程2100m，工作弧门为5m×7m。泄槽全长200.5m，采用“燕尾式导扩坎”挑流消能。左中孔和右中孔进口高程为2120m，工作弧门为8m×10m。泄槽全长分别为215.7m和230.7m，均采用窄缝式挑流鼻坎消能。在设计和校核洪水时，泄水建筑物可安全宣泄4100立方米/秒和6103立方米/秒。坝后厂房采用新型的坝后背管、双排机组布置形式，厂房尺寸为160.9m×48.5m×67.7m[长×宽(双排机)×高]，进水口高程2130m，进水口事故快速闸门尺寸为8m×9m，采用一机一管布置，引水钢管直径8m，330kV开关站和5台SSP7—45000/330的主变压器布置在厂、坝之间的平台上。开关站采用六氟化硫封闭组合电器。330kV的出线站布置在坝下游左坝沟口。灌溉渠首分别由布置在左、右两岸直径为1.4m和1.6m的灌溉管组成。李家峡水电站是中国第一座双排机组布置单机400MW的大型水电站。电站总装机容量2000MW的双排机组厂房在20世纪末居世界首位。对双曲拱坝坝肩岩体深层抗滑稳定采用抗剪传力洞混凝土网格置换及大吨位预应力锚索加固；对近坝大型库岸滑坡采用“削头”减载和“压脚”措施；对下游消能区滑坡则采用大型膜袋混凝土护坡，辅以锚索加固及加强排水等处理措施，为中国拱坝坝肩深层处理和大型滑坡综合治理，积累了试验研究、施工和安全监测的经验 。

供电能力

李家峡水电站以发电为主，当正常蓄水位2180m时，总库容16．5亿立方米，装机容量200万kW，保证出力58．1万kW，年平均发电量59亿kW·h，还可发展农田灌溉约10万亩。电站枢纽建筑物由拦河坝、泄水和引水建筑物、坝后及地下窑洞式厂房，以及左、右岸灌溉渠首等组成。拦河坝为三圆心拱坝，最大坝高165m，坝顶弧长460m(包括重力墩长30m)。泄水建筑物设2个中孔、1个底孔，其中1个中孔设于右岸，另一个中孔及底孔布置于左岸。通过整体模型试验，调整各泄水建筑物挑流水舌的落点横向错开，并沿河槽纵向拉开，以减小最大冲刷深度。厂房内安装5台单机容量40万kW水轮发电机组，其中坝后河床式厂房内设3台，右岸窑洞式地下厂房内设2台。安装间位于坝后与地下厂房之间；左、右岸灌溉渠首的设计引水流量分别为5．0立方米/秒和3．0立方米/秒，最大设计引水流量分别为8.0立方米/秒和5.0立方米/秒。

采用技术

李家峡水电站4号水轮发电机定子绕组采用蒸发冷却方式，被列为国家“九五”重点科技攻关项目。蒸发冷却是新型冷却技术，不仅可以提高材料利用率，降低发电机定子绕组运行温度及温差和发电机定子热应力，减少事故隐患，更重要的是比常规的水内冷具有更好的优越性。首先，由于其为自循环系统，不需要另外的水处理设备和不占用厂房面积，其次，消除了由于泄漏和氧化物堵塞造成事故的可能性。即使发生冷却介质泄漏，也不会产生事故，可采用减负荷运行，让发电机空冷运行或少介质蒸发冷却运行，待停机后再维修，这是水内冷发电机无可比拟的。蒸发冷却发电机，在定子线棒内有若干空心导线，在导线两端有供冷却液和气体循环的分气嘴。线棒结构比较特殊，为了使蒸发冷却系统的气和液不泄漏、不堵塞，发电机定子下线是一个重要环节。为了确保4号机定子下线的工程质量，作为监理部门，主要采取了以下措施加以控制 。

安全维护

李家峡工程初设审定坝型为拱形整体重力坝。由于河床坝基发育有多条顺河向断层，且多组构造相交切，岩体整体性较差。为减轻河床顺河断层的处理难度，提高工程的安全可靠度，节约混凝土工程量，将坝型最后调整为将大部分荷载传向两岸岩体的三圆心双曲拱坝，更好地适应了地形地质特点，并节约混凝土量70万立方米。李家峡拱坝体型优化专题获国家科技进步二等奖。 由于大坝基础地质条件复杂，各级软弱结构面发育，大坝左坝肩、右坝肩部不同程度地存在以断层结构为主要控制因素的抗滑稳定、变形稳定和局部渗透稳定问题；河床坝基也存在较严重变形稳定和渗透稳定问题，采用了混凝土回填置换、混凝土抗剪传力洞、混凝土网格置换高压水泥灌浆、化学灌浆、大吨位预应力锚索等特殊基础处理措施，较好地解决了基础稳定问题，在龙羊峡工程基础处理成功的经验基础上，在国内外复杂地基高拱坝地基处理方面又有了较大的进步。关于水库滑坡稳定研究，提出了分期逐渐蓄水，不断分析预测，最大限度地减少工程处理量的技术措施，最终节约工程投资5000万元。该项研究成果获国电公司科技进步三等奖。双排机组厂房枢纽布置方面，将发电厂房布置为全坝后双排机厂房，其前后机组的尾水管为上下两层重叠布置。该厂房成为中国惟一一座，也是世界单机容量最大的双排机组厂房，为中国窄峡河谷大型水电站的枢纽布置提供了成功的经验。在国内首次采用表面土工防渗膜和膜袋混凝土护坡相结合的柔性表面防渗处理，加周边锚固的处理措施，为干旱地区边坡治理积累了新的经验。李家峡工程坝型为厚度较薄的双曲拱坝，引水发电钢管经过比较，选定了下游坝面管的布置型式(简称坝后背管)。李家峡坝后背管的HD值属于中国最大值，中国原有的钢管设计规范中对背管设计又没有明确规定。在设计中，对下游坝面管的受力条件、大坝结合部位的结构措施、背管的结构设计及计算等方面进行了深入的研究，为坝后背管的设计及钢管规范的编制奠定了坚实的技术基础 。

意义

李家峡水电站自投产发电以来，始终坚持以安全生产为基础，以经济效益为中心，不断解放思想转变观念，创新管理机制和管理理念，电站的综合管理水平日益提高，连年超额完成上级单位下达的生产任务，创造了巨大的经济效益和社会效益，有力地支援了西北地区经济发展和“西部大开发”， 为国家和当地的经济社会发展做出了巨大贡献。同时，黄河上游水电资源的开发，大大加速了上游少数民族地区的发展，当地人民的生活得到了极大改善 。