地下空间开发利用与能源开发及合理利用.ppt
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1、地下空间开发利用与能源开发地下空间开发利用与能源开发地下空间开发利用与能源储备地下空间开发利用与能源储备地下空间开发利用与能源合理利用地下空间开发利用与能源合理利用地下空间开发利用与水电开发地下空间开发利用与水电开发地下空间开发利用与火电开发地下空间开发利用与火电开发地下空间开发利用与核电开发地下空间开发利用与核电开发水电站几大建筑物:水电站几大建筑物:拦水建筑物拦水建筑物大坝大坝导流建筑物导流建筑物导流洞或导流明渠导流洞或导流明渠引水发电建筑物引水发电建筑物引水管、引水洞、引水管、引水洞、发电厂房发电厂房泄洪建筑物泄洪建筑物泄洪道(孔)、泄洪洞泄洪道(孔)、泄洪洞通航建筑物通航建筑物船闸、升
2、船机船闸、升船机一般情况下,水电站都会存在一些水工隧洞,如导流、引水、泄洪等,但只要发电厂房不在地下,就不能称为地下水电站。只有发电厂房位于地面以下的水电站,才能称为地下水电站。地下水电站可以划分为两种主要类型,即利用江河水源的地下水力发电站和循环使用地下水的抽水蓄能水电站。地下水电站可以充分利用地形、地势、尤其在山谷狭窄地带,在地下建站、布置发电机组,十分经济有效。电站建于地下,可获得更大压力水头,并且在枯水季节,水位较低时也能发电。一般水电站的压力隧道,选建于坚硬、完整的岩石中,可简化衬砌结构。地下水电站,在我国的东北和西南地区建设较多。地下水电站包括地上和地下一系列建筑物和构筑物,可概括
3、为大坝和电站两大部分。大坝属于大型水工建筑,电站主要包括主厂房、副厂房、变配电间和开关站等。右图为地下水电站厂房布置图。截止截止2121世纪初,我国已建成装机世纪初,我国已建成装机100MW100MW以上的地下水以上的地下水电站电站2020余座,规模不断扩大,如余座,规模不断扩大,如8080年代我国水电建设史上第一个部分引进外资,对年代我国水电建设史上第一个部分引进外资,对外开放的试点项目:鲁布革水电站,装机外开放的试点项目:鲁布革水电站,装机600MW600MW,地,地下主厂房尺寸为:下主厂房尺寸为:12512517.517.539.4m39.4m(长(长宽宽高);高);9090年代建成的二
4、滩水电站装机年代建成的二滩水电站装机3300MW3300MW,地下厂房尺,地下厂房尺寸为:寸为:280.29280.2930.7030.7065.35m65.35m;20012001年底竣工的小浪底水电站装机装机年底竣工的小浪底水电站装机装机1800MW1800MW,地,地下厂房尺寸为:下厂房尺寸为:251.5251.526.226.261.44m61.44m;20042004年年7 7月,龙滩水电站地下厂房建成,装机月,龙滩水电站地下厂房建成,装机4200MW4200MW,地下厂房尺寸为:地下厂房尺寸为:38838830.730.776.4m76.4m,为世界之最。,为世界之最。三峡地下电站
5、与三峡垂直升船机并称为三峡地下电站与三峡垂直升船机并称为“三峡工程的三峡工程的最后两个谜底最后两个谜底”。这个相当于。这个相当于15个葛洲坝水电站的个葛洲坝水电站的地下电站隐藏于右岸大坝地下电站隐藏于右岸大坝“白石尖白石尖”山体内,主要建山体内,主要建筑物分为引水系统、主厂房系统、尾水系统三大部分。筑物分为引水系统、主厂房系统、尾水系统三大部分。三峡地下电站装机三峡地下电站装机6700MW,建成后三峡电站总装,建成后三峡电站总装机将达机将达22400MW。地下厂房尺寸。地下厂房尺寸311.332.687.24m,在跨度和高度上再创新高。在跨度和高度上再创新高。小浪底水利枢纽的开发目标是:以小浪
6、底水利枢纽的开发目标是:以防洪、防凌、减淤为防洪、防凌、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,主,兼顾供水、灌溉和发电,工程建成后能发挥巨大的工程建成后能发挥巨大的综合效益,可使黄河下游防洪标准由六十年一遇提高到综合效益,可使黄河下游防洪标准由六十年一遇提高到千年一遇,基本解除黄河下游凌汛威胁,采用蓄清排浑千年一遇,基本解除黄河下游凌汛威胁,采用蓄清排浑运作方式,利用运作方式,利用75.5亿立方米的调沙库容拦沙,相当于亿立方米的调沙库容拦沙,相当于20年下游河床不淤积抬高,减少两到三次大堤加高费用,年下游河床不淤积抬高,减少两到三次大堤加高费用,每年增加每年增加20亿立方米的供水量,大大提高下游亿立
7、方米的供水量,大大提高下游4000万亩万亩灌区的用水率,改善下游灌溉供水条件。灌区的用水率,改善下游灌溉供水条件。小浪底水电站装机小浪底水电站装机1800MW,地下厂房,地下厂房251.5251.526.226.2 61.44m61.44m;小浪底洞群进水口,在一块长小浪底洞群进水口,在一块长270m270m、最高、最高120m120m的人造绝壁上,开槽凿了最大开挖直径达的人造绝壁上,开槽凿了最大开挖直径达19.8m19.8m,有,有1919个洞口的个洞口的1616条大直径的隧洞。在左岸约条大直径的隧洞。在左岸约1km21km2的单薄山体的单薄山体中,一共开凿了中,一共开凿了100100多个地
8、下洞室多个地下洞室,整个山体几乎被掏,整个山体几乎被掏空,构筑起世界上最大的地下空,构筑起世界上最大的地下“迷宫迷宫”。世界上最大的地下世界上最大的地下“迷宫迷宫”:世界上最雄伟的进水塔群世界上最雄伟的进水塔群:进水口10座进水塔连成一座宽276.4m,高113m,最大长度70m的钢筋混凝土塔群,混凝土浇筑量达80多万m3。其工程规模,结构复杂和施工难度堪称世界之最。3条世界最大的孔板隧洞条世界最大的孔板隧洞:依照设计,在完成导流任务后的3条直径为14.5m的导流洞中,增设内径为10m和10.5m的环形突坎孔板,使高速水流通过孔板环的一缩一扩,在洞中消减大量能量,从而降低流速,减少水流对建筑物
9、的冲蚀和破坏。每条导流洞增设3级孔板,改建成永久泄洪洞,是世界上最大的孔板消能泄洪洞。世界最大的消力池:泄洪系统出口的世界最大的消力池:泄洪系统出口的3个一级消力池个一级消力池总长总长210m、宽、宽356m、深、深28m。由。由9条隧洞和条隧洞和1条溢洪条溢洪道下泄的高速水流在其中进行两级消能,是世界上最道下泄的高速水流在其中进行两级消能,是世界上最大、最集中的消力池大、最集中的消力池中国规模最大的堆石坝中国规模最大的堆石坝 :小浪底拦河大坝坝顶长:小浪底拦河大坝坝顶长1667m1667m、坝高、坝高154m154m,总填筑量,总填筑量5185m35185m3,属中国规模最,属中国规模最大的
10、堆石坝。大的堆石坝。国内最深的混凝土防渗墙国内最深的混凝土防渗墙 :大坝防渗墙,最大深度:大坝防渗墙,最大深度81.9m81.9m墙墙 厚厚1.2m1.2m,总防渗面积为,总防渗面积为21800m221800m2,属国内最,属国内最深的混凝土防渗墙。深的混凝土防渗墙。钢索架起的工业城堡钢索架起的工业城堡 :为把破碎的岩层和:为把破碎的岩层和“千层饼千层饼”一样的地质结构,像一样的地质结构,像“纳鞋底纳鞋底”一样加固起来,小浪一样加固起来,小浪底一共安装底一共安装25m25m至至50m50m长的预应力锚索长的预应力锚索12901290根,创下锚根,创下锚索使用量国内工程之最。索使用量国内工程之最
11、。溪洛渡电站位于金沙江下游云南省永善县与四川溪洛渡电站位于金沙江下游云南省永善县与四川省雷波县相接壤的溪洛渡峡谷,是金沙江下游梯省雷波县相接壤的溪洛渡峡谷,是金沙江下游梯级级4座大型电站中的第三个梯级,设计装机容量座大型电站中的第三个梯级,设计装机容量1260万千瓦,装机容量仅次于三峡水电站,目前万千瓦,装机容量仅次于三峡水电站,目前在世界上排第三位。在世界上排第三位。溪落渡电站厂房采用地下式,由于装机较多(溪落渡电站厂房采用地下式,由于装机较多(18台台700MW机组),所以在大坝左右岸各建一座机组),所以在大坝左右岸各建一座地下厂房,单个厂房尺寸:地下厂房,单个厂房尺寸:3333074.7
12、m,这,这在国内是第一个,国际上也极为少见。在国内是第一个,国际上也极为少见。l二滩水电站位于雅砻江下游河段二滩峡谷区内,是二十世纪建二滩水电站位于雅砻江下游河段二滩峡谷区内,是二十世纪建成的中国最大的水电站。总装机容量成的中国最大的水电站。总装机容量330330万万kWkW,单机容量,单机容量5555万万kWkW,这在,这在2121世纪初三峡电站建成之前,均列全国第一,单机容世纪初三峡电站建成之前,均列全国第一,单机容量排世界前量排世界前1010位。位。二滩拱坝坝高二滩拱坝坝高240m240m为中国第一高坝。在双为中国第一高坝。在双曲拱坝排行中,高度居亚洲第一、世界第三;承受总荷载曲拱坝排行
13、中,高度居亚洲第一、世界第三;承受总荷载980980万万t t,列世界第一。总泄水量,列世界第一。总泄水量22480m22480m3 3s s,在高坝中为世界第,在高坝中为世界第一。一。l亚洲最大的地下厂房洞室群。由厂房、主变压器室、尾水调压亚洲最大的地下厂房洞室群。由厂房、主变压器室、尾水调压室三大洞室及压力管道、尾水管、尾水洞、母线洞、交通洞、室三大洞室及压力管道、尾水管、尾水洞、母线洞、交通洞、通风洞、排水洞(廊道)、进风竖井、排风竖井、电梯竖井、通风洞、排水洞(廊道)、进风竖井、排风竖井、电梯竖井、电缆斜井等组成庞大洞室群。地下洞室开挖量电缆斜井等组成庞大洞室群。地下洞室开挖量3703
14、70万万m m3 3。其中,。其中,厂房长厂房长280m280m、宽、宽25.5m25.5m、高、高65m65m。l鲁布革发电厂是云南电力集团公司的全资直属鲁布革发电厂是云南电力集团公司的全资直属发电厂,位于云贵两省交界的黄泥河上,是国发电厂,位于云贵两省交界的黄泥河上,是国家家“七五七五”、“八五八五”期间重点工程,总装机期间重点工程,总装机容量容量6060万万kWkW,设计多年平均发电量,设计多年平均发电量 27.527.5亿亿kWhkWh。是我国水电建设史上第一个部分引进外资,对是我国水电建设史上第一个部分引进外资,对外开放的试点项目。外开放的试点项目。l地下主厂房尺寸为:地下主厂房尺寸
15、为:12512517.517.539.4m39.4m(长(长宽宽高);高);广州抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站(下称广蓄电站下称广蓄电站)位于广东省位于广东省从化市吕田镇从化市吕田镇,总装机总装机2400MW,是目前世界上是目前世界上最大的抽水蓄能电站。该工程分二期完成最大的抽水蓄能电站。该工程分二期完成,每期每期工程均为工程均为4300MW。分别于。分别于1994年年3月和月和2000年年6月建成投产。月建成投产。广蓄电站的土建工程主要是地下建筑广蓄电站的土建工程主要是地下建筑,其中地下其中地下厂房深埋于地面以下厂房深埋于地面以下450m,开挖尺寸开挖尺寸:长长146.5m,宽宽21m,高高4
16、4.54m。地下厂房等洞室群中。地下厂房等洞室群中,凡不凡不过水洞室均采用喷锚支护作为永久支护过水洞室均采用喷锚支护作为永久支护,过水隧过水隧洞的临时支护同样采用喷锚支护。洞的临时支护同样采用喷锚支护。棉花滩水电站位于福建省永定县汀江干流棉棉花滩水电站位于福建省永定县汀江干流棉花滩峡谷中部福至亭处花滩峡谷中部福至亭处,地下厂房位于左岸山地下厂房位于左岸山体内。体内。棉花滩水电站装机为棉花滩水电站装机为4150MW600MW。棉花滩水电站除了开关站出线场和控制楼布棉花滩水电站除了开关站出线场和控制楼布置于地面外置于地面外,主厂房、主变室、尾水调压室及主厂房、主变室、尾水调压室及其他洞室均布置于地
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