大古力水電站

大古力工程主壩為混凝土重力壩，連同擴(kuò)建的前池壩總長(zhǎng)1592米。河床中部為溢流壩，左、右側(cè)分設(shè)第一、第二廠房，左岸為提水灌溉的抽水站，右岸為擴(kuò)建的第三廠房。

主壩壩軸線為直線，壩頂長(zhǎng)1179米，高167.6米，壩頂寬9.1米，高程399.59米，大壩底部最寬處達(dá)152.4米。上游面從壩頂至高程311.81米處為垂直面，以下坡度則為1∶0.15，下游面從壩頂至高程388.01米處為垂直面，以下則為1∶0.8的斜面。壩內(nèi)設(shè)有總長(zhǎng)13.7公里的檢查廊道，還有總長(zhǎng)4公里的豎井。

前池壩緊鄰右壩肩，與主壩軸線約呈64°角，其壩基高程約為338.33米，壩頂高程為399.59米，頂寬9.1米。上游面為垂直面，下游面從壩頂至高程388.01米處為垂直面，以下則為1∶0.65的斜面。前池壩壩頂長(zhǎng)約356.6米，結(jié)構(gòu)物高61米。另外，在前池壩右邊有一面向東方的長(zhǎng)為56.7米的翼壩，用以封閉前池的北端。

溢流壩段布置在河床，長(zhǎng)502.9米，設(shè)11孔表面溢流孔，各裝有寬41.2米、高8.5米的鼓形閘門(mén)，閘門(mén)孔口單寬流量48立方米/秒。溢流壩下游面從鼓形閘門(mén)凸緣處(高程380.39米)至溢流壩消力戽起點(diǎn)處(高程270.90米)為1∶0.8的傾斜面。溢流壩采用連續(xù)式消力戽消能，消力戽半徑為15.2米，其挑坎比倒拱高9.1米，戽內(nèi)單寬流量56.3立方米/秒，總功率342萬(wàn)千瓦，由于河床砂礫被卷入戽內(nèi)及施工殘?jiān)磸氐浊宄?，消力戽曾被?yán)重磨損，后來(lái)用特制的沉箱進(jìn)行水下修復(fù)。當(dāng)水庫(kù)蓄水位達(dá)到393.19米時(shí)，溢流壩閘門(mén)開(kāi)啟，總泄洪能力為21900立方米/秒。壩體內(nèi)設(shè)有40孔鋼襯砌的、直徑為2.6米的泄水孔，每個(gè)泄水孔由厚度為2.6米的附環(huán)門(mén)控制。泄水孔分2層等距離排列，其中20孔位于高程315.98米處，另20孔位于高程346.46米處。此外，在高程285.22米處還建有20孔泄水孔，主要用于施工導(dǎo)流，后來(lái)用混凝土封堵。當(dāng)水庫(kù)蓄水位達(dá)到393.71米時(shí)，這40孔泄水孔的泄洪能力可達(dá)6400立方米/秒。

發(fā)電廠房分設(shè)在左右兩岸(在第三廠房興建后稱為第一和第二廠房)，廠房寬38米，高62米，長(zhǎng)231米和225米，各安裝9臺(tái)單機(jī)容量10.8萬(wàn)千瓦的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組由一根埋設(shè)在大壩混凝土中直徑為5.5米的焊接壓力鋼管引水。出水口(高程284.68米處)的鋼管厚度為38.1mm，進(jìn)水口(高程317.30米處)的鋼管厚度則為19.1mm。通過(guò)漸縮彎管與水輪機(jī)的伸縮節(jié)頭(4.6米寬)相連。第一廠房?jī)?nèi)還裝有3臺(tái)廠用機(jī)組，單機(jī)容量1萬(wàn)千瓦，每臺(tái)機(jī)組各由一直徑為1.8米的壓力鋼管輸水。第一、二廠房?jī)?nèi)的發(fā)電機(jī)組及廠用機(jī)組的總裝機(jī)容量為197.4萬(wàn)千瓦。開(kāi)關(guān)站設(shè)在右岸，電站運(yùn)行初期以220kV高壓輸電線路接入邦納維爾電力系統(tǒng)。廠房與開(kāi)關(guān)站相距較遠(yuǎn)，高差較大，曾發(fā)生出線電纜因油循環(huán)不好而燒毀的事故，值得借鑒。　抽水站內(nèi)共安裝12臺(tái)機(jī)組。前6臺(tái)為電動(dòng)水泵，每臺(tái)抽水45.3立方米/米，電動(dòng)機(jī)功率48470千瓦，總功率29.1萬(wàn)千瓦；后6臺(tái)為抽水蓄能機(jī)組，抽水流量56.6立方米/秒。抽水蓄能機(jī)組分別設(shè)有一直徑為4.3米的進(jìn)水管(在高程363.71米處)和一直徑為3.7米的泄水管，每臺(tái)機(jī)組的額定功率約為5萬(wàn)千瓦，總功率30萬(wàn)千瓦。機(jī)組利用大古力水電站所發(fā)電力從大古力水庫(kù)內(nèi)抽水，抽水揚(yáng)程為85～110米，總抽水能力611.6立方米/秒，提水灌溉哥倫比亞河左岸干旱高地44.3萬(wàn)公頃土地。利用岸上調(diào)節(jié)水庫(kù)調(diào)蓄，抽水蓄能機(jī)組可提供調(diào)峰容量31.4萬(wàn)千瓦。

大古力水電站于1967年進(jìn)行擴(kuò)建，主要原因是：

①美國(guó)與加拿大訂立了哥倫比亞河條約，加拿大在上游興建3座大型水庫(kù)，美國(guó)也要在支流上建幾座大水庫(kù)，使哥倫比亞河的徑流得到充分調(diào)節(jié)，電站保證出力大大提高；

②大古力水電站所在的以水電為主的邦納維爾電力系統(tǒng)，用超高壓交直流輸電線路與火電為主的加利福尼亞電力系統(tǒng)相聯(lián)，使大古力水電站從擔(dān)負(fù)基荷變?yōu)閾?dān)負(fù)峰荷。經(jīng)過(guò)多種方案比較，采用了在大壩右端去除一段壩體，再與主壩呈約60°交角接建前池壩和進(jìn)水口，在前池壩下游建第三廠房的方案。首先需在不影響送電的情況下將原設(shè)在右岸壩端的開(kāi)關(guān)站拆遷，再在右端水庫(kù)輪廓線處修建圍堰，以便去除一段壩體，然后建前池。最困難的是炸掉79.2米長(zhǎng)的5個(gè)混凝土重力壩段，共要炸掉混凝土23657立方米。為安全起見(jiàn)，先開(kāi)挖隔離槽，使要炸掉的壩段與保留的壩體及壩肩接頭處都隔離開(kāi)來(lái)，再開(kāi)挖擬炸壩段靠近下游的基礎(chǔ)，爆炸時(shí)使整個(gè)壩段倒向下游，再進(jìn)行二次爆破，炸成小塊，以便清除。在老壩段和新基礎(chǔ)石方爆破時(shí)，都要保證原有工程的安全。擴(kuò)建的前池壩，最大壩高61米，長(zhǎng)356.6米，還建有一段翼壩，長(zhǎng)56.7米。第三廠房長(zhǎng)344米、寬65米、高79米。擴(kuò)建工程所澆混凝土量共109萬(wàn)立方米。第三廠房?jī)?nèi)安裝單機(jī)容量60萬(wàn)千瓦和70萬(wàn)千瓦機(jī)組各3臺(tái)，其設(shè)計(jì)水頭均達(dá)87米，單機(jī)最大出力分別可達(dá)73萬(wàn)千瓦和82.7萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)容量為390萬(wàn)千瓦。所用60萬(wàn)千瓦和70萬(wàn)千瓦大水輪機(jī)，設(shè)計(jì)水頭均為86.9米，最大額定水頭為108.2米，轉(zhuǎn)輪直徑分別為9.78米和9.9米，流量分別為815立方米/秒和930立方米/秒，轉(zhuǎn)速分別為72和85.7r/min，最大保證率分別為93%和94%。每臺(tái)機(jī)組分別由直徑為12.2米的壓力管道輸水。壓力管道的最大輸水能力為7930立方米/秒。第一批60萬(wàn)千瓦的擴(kuò)建機(jī)組于1975年8月正式投運(yùn)，第4臺(tái)(裝機(jī)容量為70萬(wàn)千瓦)擴(kuò)建機(jī)組于1978年4月并網(wǎng)發(fā)電，第5臺(tái)和第6臺(tái)機(jī)組于1980年5月全部建成發(fā)電。原有的18臺(tái)機(jī)組，在70年代重新繞組，每臺(tái)容量增加到12.5萬(wàn)千瓦左右。第一、二、三廠房及抽水蓄能機(jī)組，全部裝機(jī)共649.4萬(wàn)千瓦。在前池壩下端還預(yù)留了2臺(tái)70萬(wàn)千瓦常規(guī)水輪發(fā)電機(jī)組和2臺(tái)50萬(wàn)千瓦的抽水蓄能機(jī)組的位置，進(jìn)一步擴(kuò)建后，計(jì)劃總裝機(jī)容量將達(dá)到888萬(wàn)千瓦，利用機(jī)組的超銘牌出力，最大峰荷出力可達(dá)1023萬(wàn)千瓦。擴(kuò)建后，所發(fā)電力改用500kV超高壓輸送。

Grand Coulee Hydroelectric Powe r Station

美國(guó)最大的水電站。位于華盛頓州斯波坎市附近、哥倫比亞河上。裝機(jī)容量列世界第三。有發(fā)電、灌溉、防洪等效益。控制流域面積19.2萬(wàn)平方公里。平均年徑流量為 962 億立方米。基巖為花崗巖?；炷林亓未髩巫罡?168 米，壩頂長(zhǎng)1272米，為哥倫比亞河上最大的水壩。水庫(kù)命名為羅斯福湖，總庫(kù)容118億立方米。壩后常規(guī)式發(fā)電廠房共有3座 ，并在壩上游左岸設(shè)有安裝水泵和抽水蓄能機(jī)組的廠房，可灌溉40.5萬(wàn)公頃農(nóng)田。發(fā)電總裝機(jī)容量 648 萬(wàn)千瓦，并預(yù)留了4臺(tái)共240萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組位置。泄洪設(shè)施為溢流壩、中孔和深孔。1933 年開(kāi)工，1941年第一臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行， 1978年第三電廠建成。3座常規(guī)電廠多年平均年發(fā)電量為216億千瓦時(shí)。

80年代中期以前世界上最大的水電站。位于美國(guó)西北部華盛頓州斯波坎市附近，是哥倫比亞河在美國(guó)境內(nèi)最上游的一座梯級(jí)水電站。

大古力水電站始建于1934年，到1951年完成裝機(jī)容量197.4萬(wàn)千瓦,是當(dāng)時(shí)世界上最大的水電站。1967年開(kāi)始擴(kuò)建，1980年完工，裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)649.4萬(wàn)千瓦,仍是當(dāng)時(shí)世界上最大的水電站，直至1986年后讓位于古里水電站和伊泰普水電站，居世界第三位。

大古力水庫(kù)兼有防洪和發(fā)電雙重功能，其有效庫(kù)容64.5億立方米，其水量豐富，泥沙很少，水庫(kù)無(wú)移民問(wèn)題。電站大壩為混凝土重力壩，壩高168米,壩軸線為直線，長(zhǎng)1272米。中間為溢流壩段，長(zhǎng)503米,溢洪道11孔，每孔凈寬41米，設(shè)計(jì)泄水能力28300立方米/秒。壩體本身設(shè)有通航設(shè)施,壩址以上集水面積19.2萬(wàn)平方公里,占哥倫比亞河全流域面積的 28.7%。壩址平均年徑流量963億立方米。

電站初期工程建有第一廠房和第二廠房,各裝9臺(tái)容量為10.8萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組,第一廠房?jī)?nèi)還裝有3臺(tái)廠用機(jī)組，每臺(tái)1萬(wàn)千瓦。擴(kuò)建工程又新建了第三廠房,裝有3臺(tái)60萬(wàn)千瓦機(jī)組和3臺(tái)70萬(wàn)千瓦機(jī)組,總?cè)萘繛?90萬(wàn)千瓦。初期安裝的機(jī)組經(jīng)重繞線圈后，提高出力至12.5萬(wàn)千瓦,18臺(tái)發(fā)電機(jī)合計(jì)出力達(dá)225萬(wàn)千瓦。電站平均年發(fā)電量共計(jì)202億千瓦時(shí)，電能用230千伏高壓輸電線向外輸送。此外,大古力水電站計(jì)劃再裝2臺(tái)70萬(wàn)千瓦常規(guī)水輪發(fā)電機(jī)組和2臺(tái)50萬(wàn)千瓦的抽水蓄能機(jī)組，共240萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)容量將達(dá) 888萬(wàn)千瓦。超出力工況運(yùn)行時(shí)，容量可達(dá)1023萬(wàn)千瓦。

大古力水電站用60萬(wàn)和70萬(wàn)千瓦大型水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪直徑分別為9.78米和9.90米，因尺寸過(guò)大，故采用分瓣制造現(xiàn)場(chǎng)焊接的技術(shù)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重達(dá)1760噸，安裝時(shí)，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造了起重能力達(dá)2000噸的廠內(nèi)起重架。

初期工程，開(kāi)挖土方1570萬(wàn)立方米，石方160萬(wàn)立方米，混凝土澆筑量809萬(wàn)立方米。擴(kuò)建工程，挖除79.2米長(zhǎng)的原壩體混凝土23657立方米，開(kāi)挖土方1379萬(wàn)立方米，石方380萬(wàn)立方米，澆筑混凝土109萬(wàn)立方米?！∈┕r(shí)采取分期導(dǎo)流，導(dǎo)流流量按15600立方米/秒設(shè)計(jì)，上游圍堰高程304.8米，下游圍堰高程301.8米，先建左岸圍堰，于1934年底開(kāi)始興建，1935年汛前完成。左右岸圍堰共使用大約2.16萬(wàn)立方米木材，91.6萬(wàn)立方米填土，2200t鋼板樁。出渣用皮帶系統(tǒng)?！〈髩螡仓跗诓捎秒p懸臂門(mén)機(jī)，每臺(tái)澆筑能力為64立方米/時(shí)。自1935年12月開(kāi)始澆筑混凝土，至1941年10月澆完，歷時(shí)61個(gè)月?；炷翝仓淖罡呷諒?qiáng)度達(dá)1.7萬(wàn)立方米，最高月強(qiáng)度41萬(wàn)立方米，最高年強(qiáng)度270萬(wàn)立方米，都是當(dāng)時(shí)的最高紀(jì)錄?！〈蠊帕λ娬镜谌龔S房的大規(guī)模擴(kuò)建、設(shè)置隔槽，以及對(duì)已澆混凝土進(jìn)行非電引爆毫秒微差爆破拆除的施工技術(shù)和70萬(wàn)千瓦巨型機(jī)組廠房單機(jī)單進(jìn)水口的設(shè)計(jì)技術(shù)都是水利建設(shè)中突出的工程實(shí)例。

哥倫比亞河干流上兼有灌溉等效益的美國(guó)最大水電站。裝機(jī)容量648萬(wàn)千瓦。1933年興建,1941年第一臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行。水利樞紐包括攔河壩、4座發(fā)電廠、3個(gè)高壓開(kāi)關(guān)站。水輪發(fā)電機(jī)組有 6種類(lèi)型共33臺(tái)。為紀(jì)念已故總統(tǒng)羅斯福，將建成的水庫(kù)命名為羅斯福湖,總庫(kù)容118億立方米，有效庫(kù)容64.5億立方米。攔河壩為混凝土重力式，最大壩高168米，壩頂全長(zhǎng)1272米,其中河中溢流段長(zhǎng)502.9米，最大下泄流量28300立方米/秒。壩體混凝土量 809.3萬(wàn)立方米,為世界大型混凝土建筑物之一。在溢流壩兩側(cè)非溢流壩后分設(shè)左右兩座廠房，原各裝9臺(tái)10．8萬(wàn)千瓦機(jī)組，1964～1980年間對(duì)機(jī)組進(jìn)行改造,單機(jī)容量擴(kuò)大為12.5萬(wàn)千瓦,18臺(tái)共為225萬(wàn)千瓦。另在左廠房?jī)?nèi)裝有 3臺(tái)各為1萬(wàn)千瓦的廠用電機(jī)組。60年代決定增建第三電廠，采取的措施為拆去右岸變電站，挖除一部分右壩頭，并向下游擴(kuò)建右翼壩，長(zhǎng)356.6米，同時(shí)挖除一部分右岸山坡，形成右翼壩內(nèi)前池并連通水庫(kù)。第三電廠建于右翼壩壩后，內(nèi)安裝60萬(wàn)千瓦及70萬(wàn)千瓦機(jī)組各三臺(tái)（后者為截至1988年世界上單機(jī)容量最大的機(jī)組），合計(jì)390萬(wàn)千瓦(見(jiàn)彩圖)。廠房?jī)?nèi)裝有起吊容量為2000t的世界最大橋式起重機(jī)。第三電廠于1967年開(kāi)工，1978年建成。另在壩頭上游左岸庫(kù)邊，設(shè)有抽水灌溉及抽水蓄能發(fā)電機(jī)組廠房，由6臺(tái)總?cè)萘?0萬(wàn)千瓦的水泵及6臺(tái)總?cè)萘?1.4萬(wàn)千瓦的抽水蓄能機(jī)組(發(fā)電時(shí)容量為30萬(wàn)千瓦)組成。水泵由羅斯福湖提水85.3米至班克斯湖,灌溉電站以南地區(qū)40.5萬(wàn)公頃土地。抽水用于灌溉后的多余水量可由抽水蓄能機(jī)組發(fā)電后返回羅斯福湖。三座常規(guī)電廠多年平均發(fā)電量為 216億千瓦·時(shí)。