《金沙江上游拉哇水电站可行性研究报告》
2025-12-12

  拉哇水电站位于金沙江上游川藏河段,坝址左岸为四川省巴塘县,右岸为西藏芒康县,电站装机容量2000MW,总投资317亿元。拉哇水电站为国家“十三五”重点开工项目,开发任务以发电为主,并促进地区经济发展,是国家支持西藏经济社会发展的重大项目,电站建设对推动金沙江上游水电规模化开发与电力集中外送具有重要作用,是落实中央打赢脱贫攻坚战、全面建成小康社会的具体体现,有利于发展低碳经济、节能减排和生态文明建设,工程建设经济、社会和环境效益显著。

  一、报告编制过程

  2006年6月受华电集团金沙江上游水电开发有限公司委托,中南勘测设计研究院开展拉哇水电站前期勘察设计科研工作,于2012年7月完成预可研阶段工作。

  可行性研究阶段,中南勘测设计研究院有限公司开展了大量的勘探试验研究,先后完成了81项专题设计研究报告、专题。在上述勘测设计研究成果基础上,于2017年10月编制完成了《金沙江上游拉哇水电站可行性研究报告》并通过水规总院审查。

  2019年1月,国家发展和改革委员会正式核准金沙江拉哇水电站,目前工程建设进展顺利,预计2026年下闸蓄水。

  二、报告主要内容

  报告成果分16个章节,完整阐述了工程建设必要性、水文泥沙、工程地质、工程规模、工程布置及建筑物、机电及金属结构、消防设计、施工组织设计、建设征地和移民安置、环保保护和水土保持设计、劳动安全与工业卫生、节能降耗分析、设计概算、经济评价和数字化建设及运维等内容。

  拉哇水电站面临诸多世界级难题:藏区高寒高海拔复杂地质条件地区大型工程勘探;强震区窄河谷250米级混凝土面板堆石坝建设关键技术;单洞泄流能力4400立方米每秒的高流速溢洪洞泄洪消能关键技术,宽变幅高水头长洞室大流量缓底坡泄洪放空洞掺气减蚀技术;总高度482米,其中220米为垂直开挖的高边坡稳定及治理技术;超70m世界最深振冲碎石桩处理围堰地基深软覆盖层技术; 130米超深“软土”基坑快速开挖及其边坡稳定治理技术;高山峡谷区大型水电站施工组织设计;藏区生态脆弱区有效的环境保护措施体系;适合拉哇特殊地形地质条件安全经济的枢纽布置方案;安全可靠、技术先进、经济合理的工程总体建设方案等。

  中南院历经十余年潜心研究,采用多种先进手段,查明了工程区基本地质条件;进行大量的物理力学试验、水工模型试验、数字模型研究、物理模型研究,辅以智慧化手段,系统解决了各主要技术难题,提出了切实可行的解决方案,在确保安全的情况下节约工程投资79亿元,且社会和环境效益显著,为工程顺利开工建设提供了科学有力的技术支撑,研究成果已陆续用于工程建设。并为西南地区复杂条件下建设其他大型水电工程提供了切实可行的参考解决方案。

  《金沙江上游拉哇水电站可行性研究报告》荣获2020年度全国优秀工程咨询成果一等奖,报告相关专题多次荣获行业、协会奖项。

  三、报告主要创新和突出特点与效果

  1、研究大型密集洞室群布置技术、复杂地质条件下大规模垂直开挖高边坡稳定及治理技术等,以此为基础,研发适合拉哇特殊地形地质条件的枢纽布置方案。

  拉哇工程山高坡陡河谷狭窄,右岸地质条件总体优于左岸,经研究,将永久性主要建筑物和辅助洞室约100条密集布置于右岸地下;为使布置紧凑,减少主要洞室长度,节约投资,将泄水洞室等大型水工洞室群洞间岩体距离缩小至1倍洞宽;为避免形成1000m级高边坡,右岸边坡大规模采用垂直开挖;为进一步降低工程投资,将4条泄水洞室优化为3条,并取消调压井,增加发电效益。

  2、研究解决制约强震区250米级混凝土面板堆石坝建设的关键技术问题。

  拉哇面板堆石坝坝高达242.5米,为爆破开采堆石料填筑的世界最高混凝土面板堆石坝;地震设防烈度达Ⅸ度,亦居同类大坝世界首位;筑坝堆石料母岩为角闪片岩,密度大,粒形较差,为全世界高面板堆石坝建设首次使用;河谷宽高比仅1.7且不对称,加大了变形控制难度;坝体下部约80米高度常年位于水下,湿化变形大,进一步加剧了后期变形控制难度。拉哇大坝多项关键技术指标均为世界第一,其设计已超规范,无成熟经验可供借鉴。经系统研究,较好的解决了强震区250米级特高面板坝变形控制、抗震设计等关键技术问题,提出了拉哇特高面板坝坝坡稳定、渗透稳定和变形稳定设计标准、控制指标及技术可行经济合理的具体措施。

  3、研究解决国内单洞泄流能力最大的高流速溢洪洞泄洪难题,突破国内高运行水头长洞室大流量缓底坡泄洪放空洞掺气减蚀技术瓶颈。

  拉哇泄水建筑物由2条溢洪洞和1条泄洪放空洞组成,单洞长度约1500米,溢洪洞单洞泄量约4400立方米每秒,单宽流量约300立方米每秒,均为国内最大。经研究,采用“龙落尾”新型布置形式,将75%左右的总水头差集中在占全洞长度20%的龙落尾段,开发新型掺气坎,在确保约300立方米每秒单宽流量和25米每秒流速即可充分掺气的同时,平顺连接洞室上平段和“龙落尾”段,对高流速龙落尾段重点部位进行防空蚀保护,解决溢洪洞运行安全问题。

  泄洪放空洞最大运行水头约90米,最小运行水头0米,运行水头高且变幅大,综合底坡仅约4.5%,为国内同类工程最低,掺气减蚀难度大;放空洞最大泄量达2600立方米每秒,亦达到国内顶级水平。经研究,采用前段有压+后段无压布置形式尽量加大无压段洞室底坡至约7%,采用多级掺气减蚀设施,经大量数字模拟和水工模型试验,突破长洞室高流速大流量缓底坡掺气减蚀技术瓶颈。

  4、研究解决总高度482米,其中垂直开挖高度220米的高边坡稳定及治理问题。

  坝址区两岸岸坡陡峻,山体存在深部卸荷、大型顺坡向断层等不利结构面,边坡工程地质条件极为复杂。右岸边坡总高度482米,主要采用直立开挖,直立边坡高达约220米,为国内最大规模垂直开挖高边坡群。经研究,采用 “高清坡、低开口、陡开挖、强支护”的整体治理思路,提出了安全可靠、经济合理的工程措施、满足工程需要的开挖与支护程序,解决了复杂地质条件国内最大规模垂直开挖高边坡稳定及治理问题。边坡已于2022年底施工完成,目前平稳可控。

  5、研究解决深软覆盖层上建高围堰及130米超深“软土”基坑开挖边坡稳定渗控等制约工程建设的难题,其处理规模和难度国内外水电行业无先例。

  拉哇60m高围堰建于70m厚河床覆盖层上,其中50m为堰塞湖沉积层,该软土层强度低压缩性高,基于现场试验和数值分析方法,创建了深厚湖相沉积层上建高围堰稳定分析方法和控制措施体系,研发了超深振冲碎石桩施工装备及智能施工技术体系,研制了高精度智能安全监测设备及安全监测评价体系,成功解决了130m高深软地基围堰体的大变形稳定和抗滑稳定问题。建成后己成功经历4个汛期洪水考验。

  研发的“混凝土防渗墙+墙下游振冲碎石桩加固支撑+基岩帷幕+堰体斜墙土工膜+膜墙柔性接头结构”综合防渗体系,成功解决河床深软覆盖层围堰防渗问题。设计通过对合适的防渗墙深度、堰体加载和蓄水对墙体应力变形的影响、深软覆盖层渗透稳定等系统研究,提出切合实际的防渗处理方案,施工加强防渗墙成槽、孔斜控制、固壁清孔、槽段连接及混凝土浇筑等各环节质量控制与检测。该体系能适应围堰堰基深软覆盖层大变形,建成后防渗效果良好,经多个汛期考验渗漏量极小。

  目前项目已实施,70米超深碎石桩处理围堰地基等已刷新多项世界纪录。


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拉哇枢纽布置图

       

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