胡良文，罗 涛，单智杰

(四川省水利水电勘测设计研究院，成都，610072)

1 工程概况

大渡河安谷水电站位于四川省乐山市安谷河段生姜坡，为大渡河干流梯级开发的最后一级水电站。该工程具有发电、防洪、航运、灌溉和供水，兼顾湿地生态和河网生境保护等综合利用功能。安谷水电站建成后与铜街子和沙湾水电站同步运行，出线采用两回220kV线路接入四川电网。电站采用混合开发方式，即建坝壅水高20.0m，河床式厂房，厂后接长约9430m的尾水渠，尾水渠利用落差15.5m。电站正常蓄水位398.0m，相应库容6330万m3，装机容量4×190MW+1×12MW(生态机组)，设计引用流量2576.0m3/s+64.9m3/s，多年平均发电量31.44亿kW·h。

枢纽工程主要由左岸混凝土面板堆石坝、泄洪冲沙闸、厂房坝段、船闸上游引航道外导墙、连接坝段、泊滩堰放水闸及重力坝等拦河枢纽建筑物及枢纽上游库区左岸副坝、右岸副坝、枢纽下游长泄洪渠、长发电尾水渠等组成。本文对大渡河安谷水电站在工程设计上的特性进行梳理，对工程中的选址、长尾水渠设计、导流边界条件、混凝土防渗墙和机电技术五个方面进行分析总结。

2 开发方式的特异性

大渡河安谷水电站位于大渡河下游河口河段，坝址以上集水面积76717km2，河长约1043km，河道比降1.31‰。坝址多年平均流量1490m3/s，多年平均径流量469.9亿m3，径流平稳，为开发水电工程的建设创造了良好条件。

工程河段河谷开阔，汊濠纵横，有100余个河心洲岛，其中有人居住的54个，工农业生产非常发达。开发方式的选择，工程枢纽的布局，是实现工程效益、社会效益双赢的重点和难点。设计遵循“深淘滩、低筑堰、封枝强干、稳定主流”的治河理念，采用混合式开发，通过枢纽筑低坝壅水，库区修建近10km的沿河副坝，下游整治疏浚河道，修建9.43km的长尾水渠获得水头等工程措施有效控制电站开发引起的淹没损失、提高沿河防洪标准，增加工程的利用落差和装机规模，改善项目在经济上生存与竞争的能力，提高项目的开发价值，从而充分利用沙湾城区下游至青衣江汇口河段的水能资源。

安谷水电站工程建设总征地1792.57hm2，生产安置人口7128人，规划搬迁安置人口4535人，占地面积大，移民安置任务重。设计有效利用工程弃渣对左岸副坝外侧的汊濠进行回填造地，新增耕地3000多亩，满足移民生产安置，妥善解决移民问题。

此外，针对项目区环境特征提出了一系列生态环境保护对策措施，主要包括河网水系生态保护、湿地生态保护、鱼类资源保护、河道生态与景观、生态试验场等5方面的建设内容。通过以上措施，科学营造了河网湿地水域生境，为维护大渡河、青衣江、岷江三江交汇口的生物多样性提供了有利条件，可实现开发与保护的统筹兼顾，工程与自然和谐共存，为创建水电工程生态修复树立了典范。

工程枢纽布局总体方案，充分体现了河口复杂地区特有的开发方式，圆满完成工程开发任务的实现，有效解决了沿线两岸长期的防洪压力，妥善解决了工程移民问题，同时满足了环境生态的需要，实现了工程与自然和谐共存双赢的成果。

3 长尾水渠的独特性

安谷水电站采用河床式厂房加长尾水渠混合式开发，厂后接长9430m的尾水渠，尾水渠底宽91m，顶宽约140m，最大开挖深度27m，引用流量2576m3/s，集中发电水头15.5m，尾水渠长度和引用流量为世界水电站工程建设之冠，其独特的开发方式为业界罕见，这也是该水电站独特性的体现。

尾水渠以右岸岸边主河床走向为其主要线路，尾水出口位于鹰咀岩上游约700m河段。渠道沿线主要通过右岸现代河床，局部地段经过河漫滩、心滩，地形起伏不大，地面高程360m～376m，尾水渠开挖深度9m～27m，渠道底板基础上半段为基岩，下半段为砂卵石。尾水渠左堤采用100年一遇洪水标准设计，为砂卵石混凝土面板坝，趾板下设40cm厚的塑性混凝土防渗墙，嵌入基岩1.0m。尾水渠右堤结合永久公路设计，并确保右岸村镇及农田等对象20年一遇防洪标准。渠内坡在最高水位1.0m以上采用混凝土框格梁植草护坡，以下采用C20混凝土衬砌。

独特的长尾水渠打破常规，构思巧妙，很好地兼顾了水能利用、河道行洪、工程布置、工程投资、环境保护等诸多要求，很好地实现了工程效益、社会效益双赢的局面。

4 导流边界条件的复杂性

大渡河安谷水电站工程建设战线长达20余公里，如何合理导流，选择施工布局，也是该工程的设计重点。该河段河谷开阔，汊濠纵横，沙心洲岛遍布，河心岛发育，河谷宽度1100m～1900m。结合枢纽整体水力学模型，施工导流按库区副坝、枢纽工程、尾水渠及泄洪渠三部分分别制定施工导流方案。

库区副坝沿线取水建筑物较多，为尽量减少对沿河生产生活的影响，拟定束窄河床的导流方式。即基本维系原河网水系和过流能力，采用分部分段在枯水期施工的方式，共布置24道枯期土石围堰。

枢纽工程坝址处岸坡平缓，河床宽度约1.67km，河道在此段分为左、中、右三条主流，左岸主流河道宽75m，中间主流河道宽150m，右岸主流河道宽150m，枢纽布置在右侧主河道段，根据地形条件、河道主流情况及枢纽布置，经方案比较研究，采用左岸大明渠导流方式，即一期工程全年围堰挡水，由左岸350m宽明渠过流，设计导流流量8940m3/s。枢纽施工导流具有工程规模大、导流流量大及运行期长等特点。从实际施工情况看，运行条件良好，各项参数指标与设计符合，对工程建设顺利完成起到了决定作用。

尾水渠及泄洪渠工程所处河道也分为左、中、右三条主流，中间主流通过汊濠与左右主流相连。轴线起始于上游黄荆坝，经周陆坝、金坝等河心岛及中间主流河床、漫滩至青衣江汇口，全长9.5km。通过方案比较并结合导流模型试验，采用拓宽疏浚左岸主河道形成枯期导流明渠，不仅对沿线生产生活影响较小，同时保证尾水渠及泄洪渠枯水期全段可以实现全面旱地施工。

针对复杂的边界导流条件，分段制定相关措施，极大地改善了施工条件，减轻了施工难度，降低了工程造价，为工程按期发电创造了有利条件。

5 混凝土防渗墙工程的创新性

安谷水电站库区左岸副坝轴线长10640.77m，右岸太平副坝轴线长4686.0m，均为混凝土面板砂卵石坝，沿线砂卵石覆盖层厚一般10m～19m，最厚达40.41m。副坝防渗采用厚度60cm～80cm的C25混凝土防渗墙，嵌入基岩1.0m。尾水渠轴线长9430.0m，左堤为砂卵石混凝土面板坝，沿线砂卵石覆盖层厚度一般为10m～20m，左堤防渗采用40cm厚的塑性防渗墙，嵌入基岩1.0m。闸坝枢纽中泄洪冲砂闸、左岸混凝土面板堆石坝建基于砂卵石层上，防渗采用80cm厚的C25混凝土防渗墙，嵌入基岩1.0m。一期围堰轴线长2240m，沿线砂卵石覆盖层厚一般为10.8m～27.8m，防渗采用厚80cm的塑性混凝土防渗墙，嵌入基岩1.0m。

安谷水电站防渗墙成墙面积达36.78万m2，副坝和尾水渠防渗面积合计28.23万m2，为国内单个水电站工程防渗墙规模之最。库区副坝和尾水渠安排在2个枯水期内完成防渗墙和坝体施工，防渗墙施工强度2.27万m2/月，施工强度大，为确保工程顺利按期完成，仔细研究工程区的工程地质条件，特别是防渗墙所经段的砂卵石地层结构、颗粒级配和渗漏特性等地质条件。采用创新的薄型塑性混凝土防渗墙，拓展了薄型塑性混凝土防渗墙在工程中的应用范围，解决了薄型塑性混凝土防渗墙在砂卵石地层中采用“钻抓法”以及“纯抓法”所面临的施工技术难题，最终保证副坝和尾水渠按期完工。

创新的薄型塑性混凝土防渗墙，为类似工程的应用提供了参考范例，为防渗墙施工技术的发展，起到了有力的推动作用。

6 机电设备的先进性

安谷水电站水头变化范围在31.14m～37.4m，设计引用流量2576.0m3/s，装设4台单机容量为190MW的轴流转桨式水轮发电机组，该机组是目前国内国产单机容量最大的轴流转桨式水轮发电机组。通过认真分析论证使用了东方电机股份有限公司ZZD658-LH-865立轴轴流转桨式水轮机，为5叶片转轮，其叶片采用五轴数控加工。水轮机额定水头33m，额定转速88.2r/min，额定工况点效率94.45%，最高效率95.62%。水轮机效率高，运行稳定性好，空蚀性能优，其综合性能处于全国领先水平。

安谷电站以两回220kV岀线接入四川电网，经认真分析比较论证，确定了电气主接线方案：发电机与变压器采用一机一变单元接线方式。发电机出口装设发电机断路器，发电机中性点为高阻接地方式；生态机组厂用分支装设高压限流装置柜。主变压器采用双绕组变压器，主变压器中性点采用经隔离开关接地方式，并在主变中性点设置了放电间隙；220kV侧采用双母线接线，采用GIS电气设备。该方案投资省，运行可靠性高。

计算机监控系统按“无人值班”(少人值守)的原则设计，能实现电站现地LCU、电站中控室、上级调度管理部门各级的监视和控制。系统高度可靠、冗余，其本身的局部故障不影响现场设备的正常运行，采用开放式分层分布结构，网络结构采用冗余交换式1000M双星型工业以太局域网络；系统与非控制区及管理信息大区设备之间的通信按电力二次系统安全防护规定配置安全防护隔离装置；系统满足电网调度自动化要求，采用广域网络与四川省调、四川省备调、地调及地备调调度自动化系统互联通信；系统能实现对电站电气设备的监控、电气参数的实时监测、各机组的运行管理及与各系统之间的通信等功能；系统与闸门控制系统之间采用以太网通讯，与辅控系统之间采用专有现场总线通讯；系统配置和设备选型符合计算机发展迅速的特点，该系统达到当前的国内先进水平。

先进的机电设备保障了电力的生产、输送与管理，保证了能源的高效利用，智能化设备节约了运营成本。

7 结语

安谷水电站项目的建设符合国家积极开发水电基地的能源发展战略，符合四川省优势资源开发的建设目标，对四川电网的电力平衡发挥积极作用，有利于培育四川省水电支柱产业。项目建成后可使工程河段近20km两岸的防洪标准由现状的5～10年一遇提高到20年一遇洪水标准以上，还可使沙湾～乐山段河段达到Ⅴ级航道标准，改善航道条件；项目的建设有利于促进地区社会经济与环境的协调发展，对当地的经济和社会发展具有积极意义。经过本文研究分析，可以得到如下结论：

(1)充分适应工程的地形条件采用混合式，可以有效解决工程开发任务的实现，妥善解决工程移民问题，同时满足了环境生态的需要。

(2)安谷水电站独特的长尾水渠打破常规，很好地兼顾了水能利用、河道行洪、工程布置、工程投资、环境保护等诸多要求。

(3)结合天然汊河的分布情况，根据建筑物的特点，分段采用不同的导流方案，有效解决了复杂的导流边界条件，极大地改善了施工条件，减轻了施工难度，提前完成了工期，获得了良好的经济效益。

(4)创新的薄型塑性混凝土防渗墙，为类似工程的应用提供了参考范例，为防渗墙施工技术的发展，起到了有力的推动作用。

(5)先进的机电设备保障了电力的产生输送与管理，能够保证能源的高效利用，智能化设备节约了运营使用成本。