西藏扎拉水電站工程關鍵技術綜述

胡向陽 胡中平

收稿日期：2023-11-23

作者簡介：

胡向陽，男，正高級工程師，碩士，主要從事長江流域綜合規劃研究與管理工作。E-mail：huxiangyang@cjwsjy.com.cn

引用格式：

胡向陽，胡中平.

西藏扎拉水電站工程關鍵技術綜述

［J］.水利水電快報，2024，45（6）：1-7.

摘要：

為提升西藏地區水電開發水平，以扎拉水電站為研究對象，結合該工程特點，總結了扎拉水電站工程勘察設計中遇到的關鍵技術問題，并通過方案比較、試驗研究等手段提出了解決思路和具體方案。扎拉水電站采用引水式開發，工程無法避讓區域性鬧中活動斷裂，具有“高水頭、沖擊式、深豎井、多斷裂帶”等特點，同時將裝備世界最大的單機容量（500 MW）沖擊式機組，工程建設面臨較大挑戰。對此，扎拉水電站引水開發選擇采用“裁彎取直”方式，可較好適應藏東南高山峽谷地區大拐彎段的河流條件。在設計引水隧洞時，采取減小過鬧中斷裂引水隧洞規模，設置排水洞，混凝土襯砌采用鉸接設計以及加強安全監測等綜合措施。針對500 MW沖擊式水輪轉輪，推薦采用鍛焊加工制造方式，水斗分瓣考慮避讓根部高應力區，轉輪輪轂外徑約4 900 mm，焊接接頭的沖擊功可達到70 J（0 ℃）左右，可基本滿足轉輪設計制造的要求。

關鍵詞：

樞紐布置； 活動斷裂； 深豎井； 沖擊式水輪發電機組； 扎拉水電站

中圖法分類號：TV653

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.06.001

文章編號：1006-0081（2024）06-0001-07

0? 引? 言

近年來，在雙碳目標和國家能源戰略轉型要求前提下，中國西南地區極為豐富的水能資源稟賦與區域高質量發展需求相互契合，成為水電開發的重要增長點。在以往引水式水電開發過程中，針對引水隧洞穿越活斷層［1-2］、高寒高海拔地區深埋隧洞施工［3］等共性問題的處理，為西藏地區的水電開發提供了參考。但是，西藏東南地區具有地質構造條件復雜、生態環境脆弱等特點，目前仍缺乏成熟的水電開發系統方案。為了更好地挖掘西藏東南地區豐富的水電潛力，還需要統籌處理好水電開發與生態環境保護之間的關系，以及解決好復雜地質條件下深埋大直徑引水隧洞設計、超高水頭大容量水輪發電機組研發等重大課題［4］。

扎拉水電站是西藏首座裝機容量超過百萬千瓦的大型水電站，裝備世界首臺套500 MW沖擊式水輪發電機組，具有“高水頭、沖擊式、深豎井、多斷裂帶”等技術特點和難點，工程建設面臨的主要挑戰包括以下幾個方面：

（1） 工程區跨越多種地質構造，地質條件復雜。樞紐工程位于新構造活動較強烈地區，巖性構成復雜，巖體性狀差，斷裂構造發育；引水線路工程穿越鬧中活動斷裂帶，規模大，性狀差，給引水隧洞設計、施工帶來極大挑戰。

（2） 工程地處高海拔低氣溫地區，自然氣候惡劣，施工條件差。特別是兩級豎井總高度約570 m，豎井單級高度和總高度均居國內水電工程前列。豎井地質條件差，存在圍巖穩定、有害氣體和地熱等問題，施工難度大。

（3） 500 MW沖擊式水輪發電機組研發、設計與制造難度大。扎拉水電站安裝兩臺高水頭500 MW沖擊式機組，單機容量居世界首位，在高效率沖擊式水輪機水力設計、大型轉輪鍛件研制、轉輪加工工藝、泥沙磨損防護等方面研制難度極大，需業主、設計、制造廠家、科研等單位聯合技術攻關。

本文在總結西藏扎拉水電站關鍵技術難題的基礎上，通過方案比較、試驗研究等手段提出了解決上述難題的研究思路和具體方案，可為同類工程提供參考。

1? 工程概況

扎拉水電站主要開發任務為發電。壩址位于昌

都市左貢縣碧土鄉扎郎村，廠址位于林芝市察隅縣察瓦龍鄉珠拉村，距左貢縣城約136 km，距昌都市約290 km，距河口約83 km。壩址控制流域面積8 546 km2，多年平均流量110 m3/s，多年平均徑流量34.8億m3。水庫正常蓄水位2 815 m，總庫容914萬m3。電站總裝機容量1 015 MW（主電站2×500 MW、生態電站3×5 MW），為Ⅱ等大（2）型工程。電站多年平均發電量為39.46億kW·h，總工期54個月。

樞紐主要建筑物由擋泄水建筑物、生態電站、魚道和引水發電建筑物等組成。擋水建筑物為混凝土重力壩，壩頂高程2 820 m，最大壩高70 m。壩身設1個表孔、2個泄洪沖沙底孔，采用底流消能。生態電站緊靠河床布置在右岸非溢流壩段壩后，安裝3臺5 MW混流式機組。引水發電建筑物布置于右岸，采用長引水式開發方式，主要建筑物包括進水口、引水隧洞、調壓室、壓力管道及地面廠房。引水線路長約5.4 km，首末總高差673.15 m。引水隧洞在上平段采用兩機一洞，調壓室后采用一機一洞。電站廠房為地面式，總尺寸118 m×75 m×69.1 m（長×寬×高），安裝2臺500 MW沖擊式機組。魚道采用豎縫式，布置在大壩右岸，全長約3 031.10 m。

2? 關鍵技術問題

2.1? 開發方式及樞紐布置

扎拉水電站所在河道呈“S”形走勢；兩岸河谷切割強烈，呈“V”字形，屬橫斷山脈高山峽谷地貌。河道總體上從南至北并流而行，其間的地形分水嶺分別為右岸永隆里南山和左岸他念他翁山，分水嶺高程一般在4 000 m以上。該河段具有河勢回轉、峽谷深切、兩岸山體雄厚的特點，具備較好的引水式開發條件。綜合考慮河道落差、河流走勢和河谷形態，樞紐布置的總體思路是采用“裁彎取直”的引水式開發，充分利用碧土鄉扎郎村至轟東村之間“幾”字形河段的落差（圖1），廠房布置在“幾”字形頂部的珠拉村附近，壩址、廠址選擇的原則是在充分利用河段水能的情況下，盡量縮短引水線路，減少工程投資。

引水線路工程地質區內的鬧中斷裂（F1-6）展布于扎郎、鬧中、扎古村東一帶，北部在扎郎村北與斷裂帶相交，南部被河段“幾”字形河谷中發育的東西向斷裂截斷，引水線路不可避免地要穿過鬧中斷裂帶。根據引水隧洞穿越鬧中斷裂的部位和影響帶寬度擬定了南線和北線兩條線路進行比選，如圖2所

示。綜合地形地質條件、引水線路長度、洞室圍巖穩定、水頭損失、施工條件、工程投資等方面進行比較，選定穿越鬧中斷裂帶相對更短、無影響帶、線路總長更短的南線方案。該方案引水線路主洞長約3 720.6 m，其中鬧中斷裂帶線路長305 m（無影響帶）。

扎拉水電站首部樞紐面臨非對稱狹窄河谷，地質條件復雜（左岸為卵漂石土階地、右岸為極強傾倒變形巖體），建筑物布置局促，泄洪消能和泥沙問題突出且兼顧生態的多重挑戰。在多個階段工作中，對首部樞紐進行了多方案比較，綜合考慮地形地質條件、建筑物型式、施工條件、運行管理、環保生態要求及工程投資，扎拉水電站最終采用在河床布置混凝土重力壩、壩身布置表孔和底孔、下游設消力池、左岸布置導流洞、右岸布置生態電站和魚道的樞紐布置方案（圖3）。

扎拉水電站“裁彎取直”的開發方式較好地適應了藏東南高山峽谷地區大拐彎段的河流條件，充分利用了河道落差所蘊藏的豐富水能。工程通過線路、壩址和廠址比選盡可能規避或降低活動斷裂、傾倒變形巖體等地質條件不利影響。通過水工模型、泥沙模型試驗和數值分析研究，采用水庫沉沙、設置排沙底孔、汛期限制水位排沙等綜合措施，解決了水庫泥沙淤積和機組過機泥沙問題。通過采取消力池和生態電站尾水組合布置的方案，克服了泄洪消能對生態電站、邊坡等建筑物的不利影響。在生態方面采用魚道滿足河流生境溯流需求，利用生態電站和壩身設生態孔的相互調節，有效提高了生態流量泄放保證水平。該工程“充分利用水能、因地制宜布置、兼顧生態需求”的水電開發理念和工程布置思路，可為藏東南能源基地、雅魯藏布江下游等地區的水電開發提供參考。

2.2? 鬧中斷裂特性及工程措施

扎拉水電站地處青藏高原東部，構造發育，區域性鬧中活動斷裂（F1-6）展布其中。斷裂橫穿工程區，壩址和廠址分別位于斷裂東、西兩側，引水隧洞無法避讓。鬧中斷裂帶規模大，物質組成復雜，巖性軟弱，結構破碎，需要重點查明斷裂活動方式、活動強度及物理力學性質，在此基礎上采取合理可靠的設計方案，以避免引水隧洞在施工和運行中面臨的諸多地質風險。

2.2.1? 鬧中斷裂特性及其對引水隧洞的影響

通過對水電站附近槽谷內冰磧物等的測齡，建立了晚第四紀地層與地貌面時間標尺。結合多級階地錯斷、山脊水系同步右旋錯斷等跡象分析，鬧中斷裂為以右旋走滑為主的全新世（Q4）活動斷裂。在工程區附近碧土鄉東北側埡口附近沖溝部位，調查發現鬧中斷裂單次地震錯斷量約為1.7 m。基于 2017～2021年GNSS速度場結果、區內GPS觀察的監測數據、地震地質調查獲得的活動速率，并參考4個新建GNSS連續測站的初步觀測數據，結合國內外對斷層蠕滑速率的相關研究成果，分析鬧中斷裂蠕滑速率約為0.12～0.43 mm/a，可作為引水隧洞抗斷設計參考依據［5-6］。

鬧中斷裂與引水隧洞交叉部位的走向為北北東—北東，傾角近直立，破碎帶寬度達305 m。破碎帶由碎裂片狀巖和碎裂巖組成，其中碎裂片狀巖原巖為板巖，位于斷裂破碎帶東段，寬約260 m；碎裂巖原巖為大理巖，位于斷裂破碎帶西段，寬約45 m。斷裂破碎帶完整性差，巖性軟弱，屬Ⅴ類圍巖，極不穩定。引水隧洞存在圍巖穩定、襯砌結構變形甚至錯斷等問題。

2.2.2? 引水隧洞布置及結構型式

鬧中斷裂為全新世（Q4）活動斷裂，規模大，破碎帶性狀差，對引水隧洞設計帶來極大挑戰。為降低引水隧洞施工和結構安全風險，在引水隧洞布置和結構設計方面采取了以下措施：

（1） 減小引水隧洞穿越鬧中斷裂長度，引水隧洞采用折線布置，接近垂直穿過鬧中斷裂。

（2） 減小隧洞規模，引水隧洞過鬧中斷裂洞段內徑由7.5 m調整為6.0 m。

（3） 降低引水隧洞地下水位，在鬧中斷裂帶引水隧洞上方15 m處布置排水洞和排水孔，減小隧洞施工風險，排水洞同時兼作鬧中斷裂地質勘探洞和監測洞。

（4） 混凝土襯砌采取鉸接設計適應活斷層蠕滑和黏滑變形，過鬧中斷裂段襯砌混凝土每6 m設置結構縫，縫寬4 cm，柔性材料填充，襯砌結構縫設置兩層加厚紫銅止水。

（5） 在引水隧洞襯砌中預埋應力應變監測設施，與進水口閘門聯動，一旦監測到引水隧洞襯砌有較大變形，進水口閘門立即關閉。

通過以上措施可保證引水隧洞穿過鬧中斷裂的施工和結構安全。

2.3? 深豎井布置及施工方案

2.3.1? 深豎井地質條件

引水隧洞豎井位于廠房后邊坡山體內，基巖自下而上由三疊系上統瓦浦組第三段（T3wp3）鈣質板巖、第四段（T3wp4）結晶灰巖、大理巖以及三疊系中統忙懷組第四段（T2m4）變質流紋斑巖組成。其中鈣質板巖為軟巖，結晶灰巖、大理巖為硬巖；巖體呈單斜構造，板理（層理）傾向北東—南東東，傾角一般為24°～50°，變化較大。山體內發育區域性斷裂坡郎斷裂（F1-2），展布于邊坡坡頂附近，斷裂總體走向北西，斷面傾北東，傾角近直立，斷裂帶出露寬度 3～10 m，由碎裂巖組成，石英細脈充填，膠結較密實。地下水類型主要為基巖裂隙水，坡表未見地下水出露。

根據地應力測試成果，最大水平主應力σH=（1.3～1.4）σz，約為21.4 MPa，屬中等地應力水平，位于隧洞豎井底部。豎井下部T3wp3鈣質板巖屬軟巖—較軟巖，存在軟質巖塑性變形問題。

現場勘探平洞在豎井下部鈣質板巖、碳質板巖地層內實測氡氣（222Rn）最大濃度4 120.8 Bq/m3，存在放射性元素危害問題。

2.3.2? 豎井布置方案

引水隧洞由上平段、豎井段、下平段組成，首末總高差673.15 m。可研階段，引水隧洞豎井采用二級豎井方案；招標設計階段，考慮豎井盡量布置在圍巖地質條件相對較好的T3wp4結晶灰巖、大理巖中，因此研究了一級豎井布置方案，并對二級豎井布置方案進行了優化：縮短中平段的長度，適當加大下平段縱坡，減小豎井總高度。

（1） 一級豎井布置方案。引水隧洞由上平段、調壓室、豎井段、下平段組成，上平段為兩機一洞布置，豎井段、下平段為單機單洞布置（圖4）。主洞經上平段末端的調壓室后分為兩條內徑4.9 m的豎井，高約542.83 m；下平段內徑為4.9～4.5 m，縱坡為10%，廠房前漸變為3.2 m，分別引水至廠內兩臺沖擊式水輪機發電機組。

（2） 二級豎井布置方案。兩級豎井布置方案引水隧洞由上平段、調壓室、第一級豎井段、中平段、第二級豎井段、下平段組成（圖5）。上平段按兩機一洞布置，第一級豎井段及以下按一機一洞布置。豎井段內徑為4.9 m，下平段內徑為4.9～4.5 m，廠房前漸變為3.2 m，分別引水至廠內兩臺沖擊式機組發電。引水隧洞豎井段總高度達570.58 m，分兩級布置，其中一級豎井高度299.8 m，二級豎井高度270.78 m。

一級豎井布置方案中，豎井基本全部位于結晶灰巖、大理巖中。二級豎井布置方案中，第二級豎井主要位于薄層狀鈣質板巖中。一級豎井布置方案豎井圍巖條件相對較好，但一級豎井方案下平段高壓段長度增加約100 m，且為Ⅳ2類鈣質板巖。兩個方案水力學計算水頭損失基本相同，調保計算結果區別不大。一級豎井方案單級豎井高度較大，考慮在豎井中部預留20 m長巖塞，將豎井分為上下兩段平行施工，上下兩段豎井開挖支護完成后，拆除巖塞；二級豎井布置方案可以減小兩級豎井上下施工相互干擾，施工安全風險較小。經地質條件、水頭損失、調保計算和施工風險等多方面綜合比較，工程招標實施最終推薦二級豎井方案。

2.3.3? 深豎井施工方案

扎拉水電站工程位于西藏高原地區，氧氣稀薄，易造成人體缺氧反應，油動機械設備效率低，通風難度加大。深豎井地質條件復雜，施工人員和施工機械數量多，上下平行作業，施工工藝程序復雜，對于開挖出渣、圍巖密集支護、混凝土襯砌、壓力管道鋼管安裝等復雜、連續、高強度的施工有一定挑戰。

國內水利水電工程中，大直徑深豎井常規施工工藝采用反井鉆機自上而下開挖導洞，再自上而下進行分層鉆爆擴挖形成最終開挖斷面。隨著裝備制造技術的快速發展，超高豎井掘進越來越多地使用機械破巖方式鉆進，替代人工井下鉆爆破巖方式鑿井，改善作業環境，保證施工安全。部分工程豎井采用反井鉆機一次開挖成型。例如，白鶴灘水電站左岸4條尾水排風豎井以及地下工程豎井溜渣井施工中，采用BMC600型大型反井鉆機一次成型直徑3.0～3.5 m豎井新技術［7］。在厄瓜多爾施工的美納斯水電站，壓力豎井設計開挖直徑5.5 m，高度451.88 m，通風電纜井設計開挖直徑6.0 m，高度440.59 m，采用RD5-550全斷面反井鉆機全斷面一次開挖成型［8］。部分斷面豎井掘進機在云南以禮河四級電站復建工程中進行了應用，該工程出線豎井開挖直徑10.5 m，初期支護后直徑10 m，豎井高度282.5 m，采用地質鉆機導孔施工，反井鉆機進行1.4 m溜渣井施工，5.8 m豎井掘進機自上而下進行開挖及初期支護，豎井掘進機拆除后進行10 m井筒開挖支護。

扎拉水電站豎井最大開挖直徑6.9 m，缺乏在西藏高寒高海拔地區的大直徑深豎井工程應用實例。因此，結合豎井布置方案，經施工工藝、施工支洞布置、施工進度、施工風險和工程投資等多方面綜合比選，招標實施階段確定深豎井采用反井鉆機“先導后擴”的施工工藝進行施工。

2.4? 500 MW沖擊式水輪發電機組

扎拉水電站裝設2臺500 MW沖擊式水輪發電機組，超過國內外沖擊式機組應用實例（國外單機容量最大的是瑞士畢奧德隆電站機組423.13 MW，國內單機容量最大是四川金窩水電站機組150 MW），位居世界第一。扎拉水電站水輪機額定水頭671 m，轉輪節圓直徑約4.9 m，參數水平和要求較以往顯著提高，在設計制造和材料應用方面存在較大困難。主要關鍵技術包括：① 高效率沖擊式水輪機的水力設計和模型試驗；② 大型馬氏體不銹鋼轉輪制造。其中，大型馬氏體不銹鋼轉輪制造是項目成敗的核心因素。

2.4.1? 水輪機水力設計和模型試驗

（1） 水力設計。水輪機水力設計采用理論分析和數值仿真相結合的方式進行，應用計算流體動力學CFD進行三維黏性流動計算分析。與反擊式水輪機單相流不同，沖擊式水輪機水力開發要考慮氣液兩相流的作用，采用兩相流方法進行CFD流動分析計算。

轉輪是能量轉換的核心部件，其水力性能關系到整個機組性能的優劣。沖擊式轉輪設計的核心需要保證射流與水斗之間流量的合理匹配，水流的能量能夠充分轉換為水斗運動的機械能。沖擊式轉輪中的水流流動呈現典型的非定常兩相流運動特點，其流動分析需要采用滑移網格技術進行兩相流非定常分析。

應用CFD技術進行500 MW沖擊式水輪機水力設計時，除了保證水流在水斗內運動流暢、能量轉換充分，還應注意水斗出流不對相鄰水斗的運動發生干涉，相鄰射流在水斗內部不發生干涉，不出現漏流現象，并控制水斗背面腹壁效應。500 MW沖擊式水輪機水力設計的氣液兩相分布見圖6，射流與水斗干涉情況見圖7。

（2） 模型試驗。沖擊式水輪機模型試驗主要項目包括能量試驗、飛逸轉速試驗、噴嘴流量試驗、補氣試驗和變尾水位試驗，其中最重要的是能量試驗，對水輪機在不同特征水頭和流量下的性能進行測試，其結果主要通過綜合特性曲線來表征。

經過不斷的創新研究和試驗，國內兩大機組廠家在500 MW沖擊式水輪機水力設計和模型試驗中均獲得了最優效率約93%的優異結果，并在很寬的負荷范圍內均有較高的效率。

2.4.2? 大型馬氏體不銹鋼轉輪制造

大型沖擊式轉輪制造主要采用整鍛、鍛焊（對焊和增材）兩種制造工藝。為保證500 MW沖擊式水輪機安全穩定運行，對轉輪制造質量的要求極高。從材料性能考慮，整鍛方式性能最佳，但材料利用率低（僅約30%），且鍛件尺寸受鍛造能力限制，表層和內部性能存在差異。鍛焊方式采用轉輪輪轂、水斗分別制造再焊接成整體的方式，合理的分瓣位置既保持水斗根部的幾何完整性，也能滿足轉輪疲勞強度需求和制造的工藝性，但對焊接工藝要求很高。

（1） 轉輪鍛件材料制造。500 MW沖擊式水輪機轉輪最大外徑約6.2 m，整鍛結構轉輪鍛件直徑約6.3 m（鍛件毛坯重約500 t），鍛焊結構轉輪輪轂鍛件直徑約4.9 m（鍛件毛坯重約300 t），材料選用馬氏體不銹鋼0Cr13Ni5Mo。國內鍛件廠商針對04Cr13Ni5Mo鍛件的業績僅為2 m×0.6 m（直徑×高）左右，無法滿足500 MW沖擊式水輪機轉輪整鍛和鍛焊結構所需鍛件的尺寸要求。因此，重點開展專項研究，對于大尺寸、大厚度的實心餅型鍛件，針對鍛造過程中鍛件的碳化物析出、變形壓實，晶相組織及其均勻性，層間力學性能控制、缺陷檢查等關鍵技術進行研發。基于鍛件廠的冶煉、鍛壓、熱處理設備能力和多次鍛件材料試驗成果，經研究分析可知，300 t級04Cr13Ni5Mo鍛件在材料冶煉、鍛造、熱處理、檢測等方面不存在制約性因素。

（2） 焊接接頭性能研究。轉輪母材的沖擊功可達到90 J（0 ℃）以上，但其焊接材料焊絲的沖擊功一般為50 J，與母材性能差距較大。提升鍛件焊接接頭性能是鍛焊結構沖擊式轉輪制造的關鍵技術。

為提升焊接接頭的力學性能，從焊接材料、新型焊接設備和方法等方面進行研究，結果表明，焊接線能量對焊縫熔敷金屬沖擊韌性的影響較大，選擇合適的線能量能降低焊絲含碳量和有害元素硫、磷含量，提高電弧穩定性。焊縫的0 ℃沖擊功可達到70 J以上，焊縫接頭的疲勞性能可以達到母材的80%。

根據上述關鍵技術的研究成果，500 MW沖擊式水輪轉輪推薦采用鍛焊加工制造方式，水斗分瓣考慮避讓根部高應力區，轉輪輪轂外徑約4 900 mm，焊接接頭的沖擊功可達到70 J（0 ℃）左右，基本滿足轉輪設計制造的要求。

3? 結? 論

（1） 扎拉水電站“裁彎取直”的引水開發方式較好地適應了藏東南高山峽谷地區大拐彎段的河流條件，充分利用了河道落差所蘊藏的豐富水能。電站首部樞紐采用水庫沉沙、設置排沙底孔、汛期限制水位排沙等綜合措施，解決了水庫泥沙淤積和機組過機泥沙問題。通過采取消力池和生態電站尾水組合布置的創新方案，克服了泄洪消能對生態電站、邊坡等建筑物的不利影響。在生態方面采用魚道滿足河流生境溯流需求，利用生態電站和壩身設生態孔的相互調節，有效提高了生態流量泄放保證水平。該工程“充分利用水能、因地制宜布置、兼顧生態需求”的水電開發理念和工程布置思路，可為藏東南能源基地、雅魯藏布江下游等地區的水電開發提供參考。

（2） 扎拉水電站所在地區的鬧中斷裂為全新世（Q4）活動斷裂，規模大，破碎帶性狀差，對引水隧洞設計帶來極大挑戰。在基本了解鬧中斷裂活動特性和查明其工程地質條件的基礎上，采取減小過鬧中斷裂引水隧洞規模、設置排水洞、混凝土襯砌采用鉸接設計以及加強安全監測等綜合措施，解決了這一技術難題。

（3） 結合技術經濟比較，扎拉水電站豎井方案仍選用施工相互干擾少、安全風險低的二級豎井方案；考慮西藏高寒高海拔地區缺乏大直徑深豎井工程應用實例，結合豎井布置研究成果，經施工工藝、施工支洞布置、施工進度、施工風險和工程投資等多方面綜合比選，工程實施階段深豎井采用反井鉆機“先導后擴”的施工工藝進行施工，研究成果可為高寒高海拔地區深豎井施工提供參考。

（4） 扎拉水電站裝設世界首臺套500 MW沖擊式機組，尚無工程實例和成熟經驗，遠超國內現有技術水平，在機組設計制造、安裝調試、運行等各個環節存在一系列關鍵技術問題。通過組織產業鏈上設計、制造、科研等多家優勢企業進行聯合攻關研發，充分利用國家首臺（套）工程支持政策，目前已在水力設計、模型試驗、轉輪鍛件制造等關健技術上取得突破，為下一步整機制造、安裝奠定了堅實基礎。

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（編輯：江? 文）

Review of key technologies of Xizang Zhala Hydropower Station Project

HU Xiangyang，HU Zhongping

（CISPDR Corporation，Wuhan 430010，China）

Abstract：

In order to improve the hydropower development level in Xizang，taking Zhala Hydropower Station as the research object，we summarized the key technical problems in the survey and design of Zhala Hydropower Station，and put forward solutions and specific schemes through scheme comparison and test research. The project adopted a water diversion development method，which cannot avoid regional active faults. It had characteristics such as high water head，deep vertical shaft and multiple fault zones，which would be equipped with the world′s largest single unit capacity，500 MW Pelton turbine generator unit，facing significant challenges to the construction of the project. In this regard，the "River Cutoff and Straightening" method was adopted for the water diversion development of Zhala Hydropower Station，which can better adapt to the river conditions in the high mountain and canyon areas of southeastern Xizang. In the design of the water diversion tunnel，comprehensive measures such as reducing the scale of the water diversion tunnel due to overcrowding，setting up drainage tunnels，using hinged concrete lining design，and strengthening safety monitoring were taken. For the 500 MW Pelton water turbine runner，it was recommended using forging welding manufacturing method. The water bucket was divided into sections to avoid high stress areas at the root. The outer diameter of the runner hub was about 4 900 mm，and the impact energy of the welded joint can reach about 70 J（0℃），which can basically meet the requirements of runner design and manufacturing.

Key words：

hub arrangement； active fault； deep shaft； Pelton turbine generator unit； Zhala Hydropower Station