天生橋水電站

天生橋一級站設計壩高180米，總庫容108億立方米，裝機容量120萬千瓦，年平均發電量52.45億千瓦時，昆明勘測設計研究院於1982年6月承擔該電站的勘測設計工作，同年12月完成選壩報告，1984年5月完成可行性研究報告，1986年9月完成初步設計報告，並經原水電部審查批准。美國哈扎公司、巴西諮詢工程師團、工程特別諮詢團為該電站諮詢、評估後，對工程設計給予了充分肯定和良好評價。工程於1991年立項，同年6月導流隧洞開工，1994年底實現截流，1997年底下閘蓄水，1998年底首台機組併網發電。 ^[2] 

二級電站攔河壩位於天生橋峽谷下游，廠壩間河道長14.5公里，落差181米。天生橋水電站首台22萬千瓦機組於1993年1月建成發電，到2000年底，一、二級電站10台機組全部建成投產。

天生橋水電站由國家和廣東、廣西、貴州四方集資，中國南方電力聯營公司代表業主單位進行施工管理。

天生橋水電站壩址左岸屬貴州安龍縣，右岸屬廣西隆林縣，上游距南盤江支流黃泥河上的魯布革水電站約90公里，下游距天生橋Ⅱ級水電站7公里。電站東北向距貴陽市的直線距離為240公里，西距昆明市250公里。天生橋Ⅰ級水電站以發電為主，裝機容量120萬千瓦，保證出力40.52萬千瓦，多年平均發電量52.26億千瓦·時。電站建成後，還可提高下游天生橋Ⅱ級、巖灘和大化水電站的保證出力88.89萬千瓦，增加年發電量40.77億千瓦·時。庫區淹沒耕地4539公頃，遷移人口4.43萬人。工程於1991年4月正式開工，1994年12月25日截，1998年12月第一台機組發電。

壩址以上集水面積50139平方公里，壩址多年平均徑流量193億立方米，多年平均流量612立方米/秒；多年平均懸移質輸沙量1578萬噸，推移質輸沙量70萬噸。主體工程按千年一遇洪水設計，相應流量20900立方米/秒，庫水位782.87米，相應泄流量15282立方米/秒；按可能最大洪水校核，入庫流量28500立方米/秒，相應庫水位789.86米，相應下泄流量21750立方米/秒。水庫系山區峽谷型水庫，正常蓄水位780米，死水位731米，總庫容102.57億立方米，有效庫容58億立方米，具有不完全多年調節能力。電站最大工作水頭143米，最小工作水頭83米，設計水頭126.65米。 ^[3] 

大壩坐落在由石灰岩、砂岩、泥岩及泥灰岩組成的岩層上。壩址區地震基本烈度為6度，設計烈度為7度。

工程由混凝土面板堆石壩、右岸放空隧洞及開敞式溢洪道、左岸引水系統及廠房等建築物組成。

混凝土面板堆石壩，壩頂高程791米，防浪牆頂高程792米（牆高4.7米，露出壩頂1米），最大壩高178米，壩頂長1137米，壩頂寬12米，上下游壩坡均為1∶1.4。

溢洪道佈置在右岸埡口處，全長1665米，其中引渠長1122米，引渠底寬120米，底部高程745米，引渠最大泄流量21750立方米/秒，最大流速3.8米/秒。渠道兩側為垂直邊坡，每隔22米設12米寬的馬道，不襯砌。引渠後緊接溢流堰，堰頂高程760米，設5孔弧形閘門，孔口寬13米、高20米。堰後為陡槽，槽長538米，中間設隔牆將陡槽分左、右兩槽。左槽3孔，淨寬47米，右槽淨寬30米。槽後接挑流鼻坎，挑角45°，半徑50米。泄槽用鋼筋混凝土襯砌，設有5道摻氣槽。放空隧洞置於右岸壩肩，進口底坎高程660米，全長1062.17米，前段為有壓隧洞，長557.67米，圓形斷面，內徑9.6米；後段為無壓隧洞，長489.5米，方形斷面，寬×高為8米×11米。距進口339.17米處設事故閘門井，井高131米，內徑11米，內設6.8米×9米事故平板定輪閘門，距進口560.67米有壓隧洞末端為工作閘門室，設弧形工作門，尺寸為6.4米×7.5米。

引水道進口布置在壩上游左岸，進口尺寸長98米，寬27.5米，高79.5米，內設16扇攔污柵，1扇檢修門及4扇事故門。進水口底板高程711.0米。引水道由4條內徑9.6米、長551.49～652.86米的低壓隧洞及其後的4條內徑7～8.2米、長185米的高壓鋼管組成。

廠房為壩後地面式，順河向佈置，長145米，寬26米，高67米，內設4台單機容量為30萬千瓦的混流式水輪發電機組，水輪機機型HLA330-LJ-530。變壓器佈置在上游側副廠房屋頂上，發電機和變壓器之間採用單獨單元結線。 ^[3] 

該電站樞紐佈置的主要原則：充分利用壩址有利的地形、地質條件，避開不利因素；儘量利用建築物的開挖料築壩，降低工程造價；方便施工和運行管理。在右岸埡口巨厚層塊狀灰巖地區佈置開敞式溢洪道，其開挖料作為壩體填築料大部分可直接上壩，運距短，對大壩施工無干擾；右岸上游1號沖溝地形適宜於佈置放空隧洞；左岸岩層傾向山裏，有利於地面開挖工程，且成洞條件相對較右岸好，宜於引水發電系統和大斷面導流隧洞的佈置。 ^[3] 

天生橋二級水電站是一座高水頭引水式水電站。壩上游庫容很小，泥沙會很快淤到壩前，樞紐的首要任務是處理庫內淤積問題。水庫調度的原則應當是，在減少庫區淤積、減少進洞沙量、確保運行安全的前提下，充分滿足發電需要。天生橋一級水電站建成後，二級水電站泥沙問題將得到緩解，進一步考慮提高發電要求，調整運行方式。天生橋二級水電站初設階段規定的正常蓄水位是645.0米，汛期限制水位637.0米.根據天然河道來水來沙條件及樞紐的防排沙要求，參考水庫淤積計算及模型試驗資料，制定的調度方式即：

(1)枯水期，河道流量小於800立方米/秒時，壩前水庫水位壅高到設計蓄水位645.0米運行；

(2)初汛期，河道平均流量為800立方米/秒左右，壩前水位降到640.0米運行；

(3)汛期頭場洪水漲峯階段，壩前水位穩定在640.0米，隨着落峯再逐漸降到637.0米運行；

(4)以後各次漲落峯時均穩定在637.0米運行。但當流量小於800立方米/秒時，壩前水位仍壅高到645.0米運行。

這種調度方式能使庫區牀面在較長時間內控制在較低高程，同時又能緩衝頭場洪水溯源沖刷的勢頭，減少進洞的沙量。 ^[3] 

（l）觀測點佈置 大壩佈置有3個觀測斷面，0+630斷面為河牀中部最大斷面，右岸0十438斷 面在1/2壩高處，左岸0十918斷面位於地形突變部位。在觀測斷面的665、692、725、758m高程，共佈置有沉降測點50個，水平位移測點31個。

（2）觀測儀器 壩體內部垂直位移觀測採用水管式沉降儀，水平位移觀測採用引張線式水平位 移計。天生橋大壩安裝的垂直、水平位移計管線最大長度達350米，堪稱世界第一。

面板撓度觀測通常採用埋設測斜儀導管的方法，用活動式測斜儀觀測導管的撓度變形。大壩面板坡長305米，如採用活動式測斜儀則存在以下問題：測繩太長可能產生測頭下放困難；採用測頭下放的輔助牽引裝置，又耽心輔助牽引裝置一旦發生故障，很難檢修；觀測耗費時間很長，也難以實現觀測的自動化等。承建單位的巴西專家，根據辛戈壩的經驗，建議採用電平器進行面板撓度觀測，經參建各方認真研究，這一建議得到了採納。電平器是一種固定式測斜儀，觀測精度高，根據電平器觀測的測點傾角變化可計算面板的撓度曲線。天生橋大壩3個觀測斷面的面板上游共佈置64個電平器來觀測面板撓度變形。

（1）周邊縫 沿周邊縫佈置有12組三向測縫計，觀測縫面開度、沉降和切向位移相對變化。

（2）垂直縫 在面板垂直伸縮縫的張性縫區、張性縫和壓性縫過渡區，跨縫佈置單向測縫計24 支，用來觀測縫面開合變化。

（3）面板脱空觀測 大壩一期面板澆築後，檢查發現面板頂部與墊層料間有大面積脱空，決定在二期面板佈置2組二向測縫計，觀測面板和墊層料接觸縫面的法向和切向變形；在三期面板佈置7組觀測面板脱空變形的二向測縫計。

在壩體上、下游壩面和壩頂，共佈置視準線8條，其中佈置在一、二期面板頂部的視準線為施 工期臨時測線，水平位移觀測採用視準線法，垂直位移用水準儀觀測。

（1）壩體滲流壓力 在距趾板“X”線下游3米的墊層料區基礎面，佈置有坑埋式滲壓計13支，用來觀測周邊縫後壩體的滲壓。

（2）壩基滲流壓力 在趾板灌漿帷幕前後，佈置有鑽孔式滲壓計21支，觀測壩基滲壓，瞭解帷幕阻滲效果。

（3）繞壩滲流水位 在左、右岸壩肩，共佈置16個鑽孔測壓管觀測繞壩滲流水位。

大壩下游佈置了1個滲流彙集系統。在下游壩腳設置1道截水牆，攔截壩體滲水，使滲流彙集，通過佈置在右岸的引渠流向下游，在引渠設置量水堰觀測壩體滲流。在右岸壩肩排水系統的2個洞口布置了觀測壩肩滲流量的量水堰。

大壩0十630斷面4個不同高程的面板與墊層料接觸面，佈置有觀測接觸土壓力的土壓力計；在壩體過渡料中部和壩軸線處，佈置有觀測平面應力變化的土壓力計。大壩共佈置土壓力計28支。 混凝土面板應力和温度監測

大壩面板佈置了應力應變觀測剖面6個，温度觀測剖面4個，有應變計84支、無應力計15支、鋼筋計55支、温度計27支，共計181支儀器，用來觀測面板的應力、應變和温度變化。

大壩設置了遙測微震台網，記錄壩區和庫區地震情況；在壩體和基岩佈置強震儀監測壩體的地震反應。 ^[4]