石泉水库

石泉水电站位于陕西石泉县汉江上游，是汉江上游河段梯级开发的第2个梯级电站，是陕西电网的主要调峰电厂。水电站扩机工程属陕西省“九五”重点建设项目，“二十项兴陕项目”工程之一。控制流域面积24000平方公里，多年平均流量372立方米/秒，设计洪水流量21500立方米/秒。总库容为4.4亿立方米，设计灌溉面积0.4万亩，装机容量13.5万千瓦。以发电为主，兼有灌溉、防洪、渔业等综合效益。

工程概况

石泉水力发电厂位于汉江上游陕西省石泉县境内，是70年代汉江上游建成的首座中型水电厂。 电厂于1971年动工，1973年第一台机组发电，到1975年3台单机容量为4.5万千瓦的水力机组全部投产发电，总装机容量达到13.5万千瓦，设计年均发电量6.5亿千瓦时。工程总投资1.94亿元，已于1981年收回全部投资。现有职工人数602人。

石泉水电站扩机工程属陕西省“九五”重点建设项目。“二十项兴陕项目”工程之一。1998年9月29日主体工程全面开工，2000年8月23日首台机组发电，2002年1月通过工程 竣工安全鉴定。

所在河流为汉水,控制流域面积24000平方公里,多年平均流量372立方米/秒,设计洪水流量21500立方米/秒。总库容为4.4亿立方米，设计灌溉面积0.4万亩，装机容量13.5万千瓦。主坝坝型为混凝土空腹重力坝，最大坝高65米，坝顶长度353米，坝基岩石为石英片岩。坝体工程量 37万立方米，主要泄洪方式为坝顶溢流。

建筑设计

锚索加固工程

石泉水电站二期工程发电厂房为岸边式，机坑开挖深度约 42米。在机坑开挖过程中，边坡表层发生了2 次崩塌性破坏，在厂房和边坡之间形成一个“月牙”形空缺。根据崩塌后揭露的地质构造特性，分析了高边坡的崩塌机理。在此基础上，拟定加固方案，并用极限平衡法优化出合理的锚索锚固力，用二维接触非线性有限元分析边坡岩体与混凝土框架之间的相互作用；根据数值仿真计算结果，作出了在“月牙”形空缺处修建混凝土框架结构的边坡综合治理加固方案，其目的是利用混凝土框架结构的适度变形所产生的弹性抗力来增加边坡坡脚的稳定性。石泉坝址控制汉江流域面积2.34万平方公里，多年平均流量341立方米/秒。工程按百年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。水库正常蓄水位410米，库容3.24亿立方米，有效库容2.27亿立方米，为不完全季调节水库。

Ⅱ等2级工程

大坝为混凝土空腹重力坝及实体重力坝，最大坝高5米，坝顶高程416米，坝顶全长352米，坝顶宽16米。电站厂房为坝后式，安装3台4.5万千瓦混流式水轮发电机组，总装机容量13.5万千瓦；1998年又在下游尾水左岸安装2台4.5万千瓦机组，为短洞引水岸边式厂房，1洞2机，利用石泉大坝弃水发电，电站总装机容量22.5万千瓦。

大坝改造工程

工程规划

2006年10月12日，石泉水电站大坝监测系统完善及三期自动化改造工程设计方案审查会在陕西电力科学研究院召开。西北勘测设计研究院、西安理工大学水电学院、原西北电力试验研究院特邀专家，发电公司安全生产部、石泉电厂有关部门负责人和技术人员、陕西电力科学研究院水电技术研究所的专家参加了会议。石泉水电厂首先向与会人员介绍了石泉大坝监测系统完善及自动化改造工程总体规划，以及一期、二期工程已完成的项目及三期工程计划实施的项目情况、石泉大坝观测系统现状及存在问题；陕西电力科学研究院水电技术研究所向会议专家详细介绍了石泉大坝观测系统三期工程拟实施9个项目的设计方案，并阐述了这些项目实施的可行性、合理性，并就产品性价比进行了详细说明。与会人员对电力科学研究院提交的《石泉水电站大坝监测系统三期自动化改造工程设计报告》进行讨论并达成共识，认为石泉大坝三期自动化改造及完善工程设计方案在充分考虑石泉扩机工程对大坝及建筑物的影响的前提下，认真仔细研究及实地查看后精心设计而成的，规划设计到位、测点布置合理、设备选型较先进，是比较成功的设计方案。

工程概况

1989年按现行设计规范对石泉水电站大坝进行安全复核，复核结果表明当大坝宣泄千年一遇洪水时，左右非溢流坝段的坝踵产生拉应力。为此决定采用以大吨位预应力锚索为主、基础灌浆消除扬压力为辅的加固方案。经过设计计算，需在坝顶安设30束预应力锚索，锚索分6000kN和8000kN两种，总吨位176.52MN。采用如此规模的预应力锚索加固坝体，在国内尚属首次。局科研所于1994年6月开始，到1995年7月30日完成29束600吨 级、1束800吨级预应力锚索的施工，有7束锚索中做了试验。

施工情况

在大坝顶面钻深度最大达75米锚索孔，既要确保钻孔的垂直度，又不能破坏坝体。钻孔使用 SGZ-Ⅲ钻机，钢粒钻进。钻孔中对钻机采取特殊固定措施，并使用变径钻杆和长钻具，使得孔斜均小于3‰。锚孔位于基岩的部分还进行了帷幕和固结灌浆。锚索索体每束分别由33根或43高根钢绞线组成，长度为43.5~77 米，重量为1.5~3.2吨。下束前，对束体按设计要求进行了临时和长期防腐处理。临时处理主要是对处于锚孔水中的束体，用石灰水（pH值大于12）浸泡。长期防腐是用专门配制的防腐漆涂在钢绞线上。下束时，用专门设计的下束车替代大型吊车和汽车，放束入孔。

锚孔内锚固段注浆浆液为早强、高强、微膨胀浆液，要求28天的强度为500#。通过试验确定浆液的水灰比为0.34，使用525号中热硅酸盐大坝水泥，另加适量的外加剂。为确保锚根长度，采用按孔径估算浆量、注浆时实测浆面和浆体初凝后取样等方法，综合确定实际灌浆长度，并达到设计要求。

在锚根段浆体待凝14天、混凝土垫座浇筑1个月后，开始锚索张拉。张拉时，先用YCW-20Q型千斤顶进行预调，再用YCW-650和YKD-600型千斤顶串联进行整束张拉，这样可以解决长锚索变形大、张拉困难的问题，而且获得的数据更加精确。

在锚索施工中，还在7根锚索中做了锚固可靠性、锚固安全度、群锚效应、外锚头垫座混凝土承压、锚固效果、锚索体内钢绞线受力不均匀性等试验，还在束体上贴应变片测定预应力。其目的是确保能安全有效地施加预应力，并监测锚索在施工和运行中的情况。

施工规划

2007年8月28日 ，随着石泉电站大坝监测系统自动化工程观测孔造孔施工完成，不仅展示了水电三局基础工程分局在大口径观测孔钻孔方面的实力，也标志着石泉水电站大坝监测系统更新改造工程大口径双金属标钻孔获得成功。 该工程共有两个观测孔，施工部位分别位于石泉电站大坝右岸坝头和左岸下游修配厂，设计孔深分别为25米和20米，施工工期60天，合同金额29.7万元。 基础工程分局于5月18日进点，投入设备5台套，施工人员9人，管理人员2人。经过紧张的前期准备工作，于5月27日正式开工。

该工程是石泉电站大坝监测自动化系统更新改造总体规划的重要组成部分，工程量虽小，但工期紧，质量要求严，技术含量高，首先是大口径，开孔孔径达到275毫米，终孔孔径达到225毫米。其次，孔斜率要求较高，千米孔斜率控制在1米以下。

基础工程分局工会主席、石泉施工项目负责人王勇社介绍说，施工前期，由于设计不合理，孔位离边墙较近，无法施工，经过与甲方协商，后对施工方案进行了修改，确保了施工正常进行。施工中参战人员先后克服了材料不到位、资金不到位、运输工具不到位等困难，严把安全关、质量关，始终保持着较快的施工进度。

施工要求

为了保证施工质量，施工人员严格按照技术要求施工，开工前以及施工过程中多次召开技术交底会，由于孔斜率要求较高，施工人员每班至少进行两次测斜，并及时采取纠斜措施，使孔斜率控制在1‰以内。在钻孔阶段，有效孔径达不到设计要求，有可能造成废孔。同时，由于汛期地下水位变化较大，孔内渗水严重，要保证孔内无渗漏，难以控制。为了解决这一难题，施工人员采用了多种方案处理，均效果不理想，后使用先进的堵漏材料，加之多年的施工经验，顺利解决了这一施工技术难题。

安全检查

2008年5月16日，检查组对对石泉水电站大坝安全进行了检查。受四川地震影响出现坝体裂缝、渗水和泄水设施、附属工程等不同程度受损，虽然石泉境内各水电站大坝安全没有受到地震影响，但也积极做好各类抗震措施，认真检查，做到有备无患，防御灾害发生。检查结果表明，未出现坝体裂缝、渗水和泄水的现象。

为确保水库、水电站大坝安全，做好防大汛、抗大灾的各项准备工作，确保了水库安全度汛，确保生产安全，为地方经济和社会发展做出了新的贡献。

运行效益

电站安装3台4.5万千瓦混流式水轮发电机组，总装机容量13.5万千瓦；

1998年又在下游尾水左岸安装2台4.5万千瓦机组，为短洞引水岸边式厂房，1洞2机，利用石泉大坝弃水发电，电站总装机容量22.5万千瓦。控制流域面积24000平方公里,多年平均流量372立方米/秒,设计洪水流量21500立方米/秒。总库容为4.4亿立方米，设计灌溉面积0.4万亩，装机容量13.5万千瓦。以发电为主，兼有灌溉、防洪、渔业等综合效益。