烏江渡水電站是烏江干流上第一座大型水電站，是我國(guó)在巖溶典型發(fā)育區(qū)修建的一座大型水電站。烏江渡水電站由水利部第八工程局，于1970年4月開始興建，整個(gè)電站工程于1982年12月4日全部建成，歷時(shí)12年半。電站經(jīng)過(guò)72小時(shí)試運(yùn)行后，于1982年12月4日正式并網(wǎng)發(fā)電。該電站共裝有3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，其中一號(hào)、二號(hào)機(jī)組已分別于1979年、1981年發(fā)電；三號(hào)機(jī)組安裝調(diào)試完成后，于1982年12月4日投產(chǎn)發(fā)電，比原計(jì)劃提前27天。
修建背景
烏江是云貴高原上的一條大河，長(zhǎng)江的主要支流之一。它發(fā)源于云、貴兩省交界線上的烏蒙山東麓。源頭河段叫做三岔河。在貴陽(yáng)之西北與六沖河匯合成烏江上游干流。烏江干流大體上沿近東西向經(jīng)烏江渡穿越川黔鐵路。經(jīng)思南縣北上，再經(jīng)龔灘鎮(zhèn)轉(zhuǎn)向西北，于四川涪陵注入長(zhǎng)江。分別在川黔線以西、以東的貓?zhí)?/a>和清水江，是烏江中上游南側(cè)（右岸）的兩條主要支流。烏江中游穿行在大婁山以東的崇山峻嶺之間。由于河水侵蝕和地下水溶蝕，往往形成兩、三百米深的峽谷。烏江干支流水急灘多，水能資源豐富。
烏江渡位于川黔線上、烏江南（右）岸，是遵義市播州區(qū)的一個(gè)城鎮(zhèn)。其北面是遵義市（較近），南面是貴陽(yáng)市（較遠(yuǎn)），西面是畢節(jié)市，東面是玉屏侗族自治縣。烏江渡水電站烏江渡水電站位于烏江渡以西附近，烏江中上游峽谷河段。這是世界上巖溶地貌發(fā)育最典型的地區(qū)之一。
烏江渡水電站設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。自1979年蓄水發(fā)電以來(lái)，壩基滲漏微小，揚(yáng)壓力遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，各泄洪建筑物以及電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行情況良好。被評(píng)為全國(guó)優(yōu)秀工程之一。
烏江渡水電站工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。主體工程混凝土全部合格，優(yōu)良率達(dá)85%。帷幕灌漿、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)組安裝及各類泄洪建筑物全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。革新成果791項(xiàng)。其中有9項(xiàng)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，成功地解決了巖溶地區(qū)建設(shè)水電站的水庫(kù)防滲、大壩基礎(chǔ)穩(wěn)定、泄洪及施工后期導(dǎo)流等重大技術(shù)難題，為我國(guó)今后在西南巖溶地區(qū)建設(shè)大型水電站積累了有益的經(jīng)驗(yàn)。烏江渡水電站自開工以來(lái)，精打細(xì)算，烏江渡水電站共節(jié)約資金8000多萬(wàn)元，木材1萬(wàn)多立方米，水泥11萬(wàn)多噸。整個(gè)工程造價(jià)沒(méi)有超過(guò)工程概算，是我國(guó)近年來(lái)大型水電站建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益最好的一個(gè)工程。
發(fā)電能力
烏江渡水電站共裝有三臺(tái)高水頭大型水輪發(fā)電機(jī)組。單機(jī)容量21萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)容量為63萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量33.4億度。它的總裝機(jī)容量約占貴州省水火電總裝機(jī)容量的40%。該電站全部建成投產(chǎn)，使貴州省的發(fā)電能力增加了2/5左右，在貴州電網(wǎng)公司中發(fā)揮著骨干作用。不僅如此，該電站的電力還并入西南聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，除滿足貴州省的用電需要外，還將多余的電輸往四川省，主要補(bǔ)充重慶市地區(qū)電力之不足。
主要結(jié)構(gòu)
烏江渡水電站控制流域面積：27790平方公里。
多年平均流量：502立方米/秒。烏江渡水電站設(shè)計(jì)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，
設(shè)計(jì)尾水位：668.3米。
最低尾水位：625.72米。
總庫(kù)容：23億立方米。
主壩壩型：混凝土拱形重力壩。
壩頂高程：765米。
最大壩高：165米（為當(dāng)時(shí)我國(guó)已建成水電站的第一高壩）。
壩頂弧長(zhǎng)：368米。
壩體工程量：193萬(wàn)立方米。
主要泄洪方式：壩頂溢流、隧洞泄洪。
壩體在700米高程以下為整體結(jié)構(gòu)，橫縫灌漿；700米高成以上為懸臂梁結(jié)構(gòu)，橫縫不灌漿。壩型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：由于拱軸曲率很小，因而在兩岸拱座范圍內(nèi)，軸向力（H）較小，順河流方向（近東西向）拱端剪力（V）較大。
主壩中部為溢流壩，設(shè)有4個(gè)溢流表孔。溢流孔設(shè)有弧形閘門（13×19），并設(shè)有檢修閘門井和工作閘門井。溢流面（板）末端挑流鼻坎高程669.367米。溢流壩頂設(shè)有行車和閘門啟閉設(shè)備。
溢流壩北、南兩側(cè)設(shè)有左、右溢洪道。兩岸分別設(shè)有左、右岸泄洪洞。在壩體內(nèi)，左、右泄洪洞高程720米。左、右泄洪道內(nèi)側(cè)左、右泄洪中孔高程680米。導(dǎo)流底孔高程628.7米。
電站主廠房為壩后式廠房。付廠房在主廠房上游側(cè)的壩內(nèi)。主廠房與壩體之間設(shè)有廠壩分縫。壩體下游面22萬(wàn)伏開關(guān)站基面高程686米。引水鋼管埋設(shè)在壩體內(nèi)，進(jìn)水口高程700米。水輪機(jī)的安裝高程622.5米。
壩體下游面人行道高程724.2米。
壩頂左側(cè)設(shè)置有升船機(jī)。壩體上還安裝有攔污柵等設(shè)備。
上游圍堰右岸設(shè)有導(dǎo)流隧洞。在平面上它位于右岸泄洪洞外側(cè)（靠河道一側(cè)）。右岸泄洪洞內(nèi)側(cè)（靠山里一側(cè)）設(shè)有放空洞。在立面上，放空洞在右岸泄洪洞和導(dǎo)流洞之間（高程在680米和700米之間）。
左岸有上壩隧洞。右岸有進(jìn)廠交通洞。
壩基進(jìn)行了固結(jié)灌漿。在壩基上游側(cè)和廠基下游側(cè)分別設(shè)置了防滲帷幕。
壩軸線位于壩基上游帷幕前面。
地質(zhì)特征
烏江渡水電站壩址河段兩岸山高300余米。河水位625.7米。河面寬70米。700米高程以下谷坡坡度約為60°，700米高程以上谷坡坡度約為40°。河谷呈“V”型。烏江渡水電站壩基地層為下三疊統(tǒng)玉龍山石灰?guī)r（T1）總厚度233米。按巖性可分為兩大層：第一大層（T1）以深灰色中厚層和薄層石灰?guī)r為主，夾多層極薄的炭質(zhì)頁(yè)巖和鈣質(zhì)頁(yè)巖，厚110米。依頁(yè)巖夾層的多少，第一大層可分為三個(gè)小層。第二大層（T1）為深灰色厚層塊狀和中厚層致密石灰?guī)r，夾極少量炭質(zhì)頁(yè)巖和炭質(zhì)薄膜，厚123米。石灰?guī)r堅(jiān)脆質(zhì)純，平均飽和極限抗壓強(qiáng)度在600公斤/厘米以上。
玉龍山石灰?guī)r以下，據(jù)壩趾50米處，為下三疊統(tǒng)九級(jí)灘頁(yè)巖——粘土頁(yè)巖（T1），厚55～83米。壩后式廠房距九級(jí)灘頁(yè)巖僅20米。玉龍山石灰?guī)r之上，為下三疊統(tǒng)沙灣堡頁(yè)巖（T1）
壩址上游1公里處，地層至西向東倒轉(zhuǎn)。壩址區(qū)地層走向NE 5°～15°，傾向NWW（上游），轉(zhuǎn)軸傾角60°左右。壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要受燕山期NNE向構(gòu)造體系控制。地層在近東西向應(yīng)力場(chǎng)作用下，強(qiáng)烈擠壓、倒轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生多組斷裂及扭曲破裂，構(gòu)造破壞嚴(yán)重。其中，右岸斷裂密集，巖體完整性差。
玉龍山石灰?guī)r地下巖溶發(fā)育。巖溶形態(tài)有溶洞、暗河、豎井及斜井等。兩岸已見(jiàn)溶洞14個(gè)，可測(cè)長(zhǎng)度1456米，總體積達(dá)86193立方米（右岸77843立方米）。巖溶發(fā)育主要規(guī)律是：
⑴、發(fā)育強(qiáng)度與石灰?guī)r性狀和夾石巖性有關(guān)。第二大層較第一大層發(fā)育。在第一大層中，第二小層巖溶最發(fā)育，第三小層次之，第一小層最弱（夾層最多）。
⑵、發(fā)育方向受構(gòu)造控制。主要方向?yàn)镹NE向（巖層走向）及NWW向（張性斷裂方向）。局部受NE向構(gòu)造控制。
⑶、發(fā)育成層性明顯。右岸巖溶可分為四層，其高程分別為：630～640米、660～670米、695～705米和725～735米，與烏江兩岸階地高程基本相應(yīng)。其余各高程巖溶以垂直巖溶為主，并與各層水平溶洞相連，形成樹枝狀巖溶系統(tǒng)。在近代河床以下300米的深度，亦見(jiàn)有沿NE向斷層垂直發(fā)育的深部巖溶。
壩基工程地質(zhì)條件右岸較差，左岸次之，河床較好。
上述壩型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了兩岸壩肩深部抗滑穩(wěn)定條件是影響大壩安全的重要因素之一。分析壩肩抗滑穩(wěn)定條件，主要是要查明和分析700米高程以下拱形重力壩的兩岸壩肩拱座基礎(chǔ)部位的巖體中，沿拱座方向（北西西向）和底平面有無(wú)明顯而連續(xù)的軟弱結(jié)構(gòu)面存在。這是壩肩深部抗滑穩(wěn)定的關(guān)鍵因素或控制因素。
復(fù)雜的地質(zhì)條件決定了烏江渡水電站的主要工程地質(zhì)問(wèn)題是：⑴、庫(kù)、壩區(qū)滲漏；⑵、壩基和壩肩，主要是右岸壩肩的深部抗滑穩(wěn)定問(wèn)題。為了防滲和提高壩基、壩肩巖體的整體性和穩(wěn)定性，對(duì)壩基進(jìn)行了固結(jié)灌漿；設(shè)置了防滲帷幕，并與兩岸上游相對(duì)隔水層相連接；對(duì)右壩肩的軟弱結(jié)構(gòu)面進(jìn)行了專門的處理，同時(shí)采取了改選壩型等措施。
修建原理
烏江渡水電站壩基巖體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育沒(méi)有明顯的分異，不同方向的裂隙普遍存在。在這種情況下，深部滑動(dòng)面往往是由壩基內(nèi)最大剪應(yīng)力帶的分布所決定。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要沿最大剪應(yīng)力帶，并根據(jù)這個(gè)帶的綜合工程地質(zhì)性質(zhì)指標(biāo)，校核壩基的深部抗滑穩(wěn)定性。據(jù)試驗(yàn)和有限單元法計(jì)算，由于距河床壩段很近的下游九級(jí)灘頁(yè)巖強(qiáng)度低，變形大，因而應(yīng)力在玉龍山石灰?guī)r內(nèi)高度集中，其剪應(yīng)力最高帶與壩底面約成20°～25°的交角。實(shí)際上，壩基內(nèi)也確實(shí)有一組裂隙沿這一方向發(fā)育。因此，根據(jù)這個(gè)帶的加權(quán)平均（包括裂隙與完整巖石）抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，校核了壩基巖體深部抗滑穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，按原來(lái)設(shè)計(jì)的壩型，壩基巖體深部抗滑穩(wěn)定性不能滿足要求。于是，將原設(shè)計(jì)的一般類型的重力壩改為拱形重力壩，把20%～30%的水平推力傳到兩岸壩肩上，以保證大壩有足夠的抗滑穩(wěn)定性。這樣一來(lái)，對(duì)于選定的拱形重力壩，河床壩基和左壩肩的深部抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)分別達(dá)到4.67和4.69，均能滿足穩(wěn)定性要求。雖然右壩肩在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性較差，但是對(duì)右壩肩主要軟弱結(jié)構(gòu)面進(jìn)行專門處理后，亦能滿足拱形重力壩的穩(wěn)定性要求。
施工特點(diǎn)
施工方面，成功地采用人工砂石料，建成了年產(chǎn)200萬(wàn)噸的砂石加工系統(tǒng)，多年平均生產(chǎn)成本為9．13元/米3；采用高壓水泥灌漿帷幕，成功地解決了水庫(kù)滲漏問(wèn)題，帷幕總長(zhǎng)約1000米，帷幕灌漿鉆孔總深度達(dá)19萬(wàn)米；試制成功壓力為100公斤/厘米2的高壓灌漿機(jī)，實(shí)際使用最大灌漿壓力60公斤/厘米2；采用大型鋼木模板及混凝土預(yù)制壩面、廊道模板；在混凝土中使用不同性能的外加劑，單位體積混凝土平均水泥耗量為195公斤；在施工工藝不斷革新的基礎(chǔ)上，各主要施工工序?qū)崿F(xiàn)了綜合機(jī)械化，多年平均全員勞動(dòng)生產(chǎn)率為4028元，節(jié)約了大量建設(shè)投資。
歷史沿革
烏江渡水電站是我國(guó)20世紀(jì)80年代初在貴州省溶洞上興建的第一個(gè)大型水電站，是我國(guó)烏江梯級(jí)電站開發(fā)10座大中型電站的第一座，總裝機(jī)容量為三臺(tái)21萬(wàn)千瓦機(jī)組；電站大壩高165米，是當(dāng)時(shí)我國(guó)在喀斯特地貌上興建的第一座高壩。20年來(lái)，這座水電站已累計(jì)發(fā)電500多億度電，為貴州的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出的巨大貢獻(xiàn)。貴州“西電東送”首批開工項(xiàng)目——烏江渡水電站擴(kuò)機(jī)增容工程，正在這里進(jìn)行緊張的建設(shè)，首臺(tái)擴(kuò)機(jī)機(jī)組將于2012年8月15日試投產(chǎn)發(fā)電。這座電站擴(kuò)機(jī)增容項(xiàng)目完工后，將新增加2兩臺(tái)25萬(wàn)千瓦機(jī)組，原三臺(tái)21萬(wàn)千瓦機(jī)組將增容12萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)容量將達(dá)125萬(wàn)千瓦。這座有20年歷史的水電大壩將在我國(guó)“西電東送”建設(shè)中煥發(fā)青春。
該水電站位于巖溶地區(qū)，防止壩基和兩岸滲漏是關(guān)鍵問(wèn)題。自1958年起對(duì)壩址的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行鉆探，完成了大量的勘探試驗(yàn)工作。采用高壓水泥灌漿帷幕與上游砂頁(yè)巖隔水層相聯(lián)接的防滲措施。帷幕線路布置，在壩體范圍內(nèi)與壩軸線平行，自建基面垂直向下在玉龍山灰?guī)r中形成幕體。左、右兩岸因被兩條大斷層將頁(yè)巖錯(cuò)斷，形成滲漏通道，因此，兩岸防滲帷幕線路均自壩肩折向上游，并向山體內(nèi)延伸。壩基帷幕總長(zhǎng)1020m，帷幕線底部最深處達(dá)河床以下200m，帷幕總面積18.9萬(wàn)m2，灌漿鉆孔總長(zhǎng)約19萬(wàn)m。采用不沖洗高壓水泥灌漿，最大灌漿壓力6MPa，壓力下限不低于2MPa。在左岸壩肩巖基內(nèi)高程640～670m緊靠大壩建基面設(shè)置了長(zhǎng)93m的混凝土防滲墻。在廠房下游邊線和廠房?jī)蓚?cè)設(shè)置有全長(zhǎng)242m的水泥灌漿帷幕。河床以上較大溶洞清理后，回填混凝土。深部溶洞用高壓灌漿處理。壩基和兩岸處理后，在120m工作水頭下，每24h滲漏量20m3。實(shí)際揚(yáng)壓力遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值。
為了更大程度滿足系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用需要，2003年12月完成了擴(kuò)大裝機(jī)容量的施工。擴(kuò)大裝機(jī)容量2×25萬(wàn)kW，擴(kuò)機(jī)后水庫(kù)死水位736m。擴(kuò)機(jī)工程電站廠房采用地下式廠房布置方案，引水發(fā)電系統(tǒng)布置在壩下左岸山體內(nèi)。擴(kuò)機(jī)工程主要建筑物包括岸邊壩式進(jìn)水口、引水隧洞、尾水洞、尾水出口主廠房(長(zhǎng)×寬×高：84.2×23.9×55.3m)、主變壓器洞開關(guān)站、出線平臺(tái)、進(jìn)廠交通洞、地下廠房防滲排水設(shè)施等。除進(jìn)水口的部分建筑物及尾水出口、出線平臺(tái)地面副廠房以外，其它均布置于地下。工程土石方明挖量35.35萬(wàn)m，石方洞挖36.4萬(wàn)m，混凝土總量13.34萬(wàn)m。擴(kuò)機(jī)工程概算總投資為8.33億元。
參考資料 >