卡潘達壩

卡潘達壩

Capanda Dam

概述

卡潘達壩位於安哥拉北部地區中部的寬扎(Cuanza)河的中游，距首都羅安達450km，是安哥拉第一座碾壓混凝土壩。工程目的是發電和灌溉。碾壓混凝土重力壩，最大壩高110m，水庫總庫容48億m3。電站初期裝機26萬kW，最終裝機52萬kW，中水年年發電量30億kW·h。工程於1987年開工，1994年竣工，首批2台機組亦於同年投入運行。 卡潘達大壩和所有附屬工程，均位於海拔950～1000m的馬蘭熱高原上。主體建築物所在地段的河谷斷面狹窄，岸坡陡度70°～90°，坡高40～50m，谷底寬120～150m。水邊線高程850～852m。高程910～920m以上谷坡平緩。因有構造破碎帶和岩層交錯，致使河床縱斷面呈階梯狀。 壩址區下伏主要地層為巨厚的寒武紀變質砂岩和砂質片岩(石英長石片岩)。岩層略有傾斜。壩區岩體分為3條卸荷帶和風化帶。上層為裂隙十分發育的岩層和沖積層，層厚0～10m；中間卸荷帶和風化帶，在河床層厚5～10m；以下為弱卸荷帶和較為完整的岩層，岩石抗壓強度很高，達200　MPa。大壩的設計地震烈度取7度。 壩址區年平均徑流量為197億m3，年平均流量為624m3/s。最大年平均流量為1113m3/s(1961～1962年)，最小年平均流量為186m3/s(1949～1950年)。 卡潘達大壩的正常蓄水位為950.0m，超高水位為951.5m，正常消落水位935.0m，極限消落水位917.0m。水庫總庫容48億m3，有效庫容35.6億m3。千年一遇的設計洪水流量為6700m3/s，萬年一遇加保證值的校核流量為9700m3/s。

樞紐布置

樞紐建築物包括：混凝土溢流壩、混凝土非溢流壩、底孔泄洪道、水電站進水口、4條引水隧洞和水電站廠房。工程充分利用了壩區有利的地形和地質條件，主要永久建築物布置集中緊湊。 碾壓混凝土重力壩壩頂長度1200m，壩頂高程953.2m，上游面邊坡為垂直，下游面邊坡1∶0.74。上游面防滲設施由混凝土面板和嵌入混凝土預製板內的PVC土工膜組成，下面鋪混凝土墊層，以覆蓋施工縫縫面。 右岸壩段為混凝土非溢流壩段，溢流壩段建在河床，壩頂高程953.2m。溢流壩設4扇液壓啟動弧形閘門，跨度15m。採用差動式鼻坎，消能範圍大，減小對岩基沖刷荷載。泄洪底孔布置在大壩河床區右岸，共2條，孔徑4m，孔口面積為10m2，裝有事故檢修閘門和弧形工作門。 水庫正常蓄水位950.0m時，最大泄洪量為7760m3/s，其中溢洪道泄流量6500m3/s，泄洪底孔流量620m3/s，電站泄流量640m3/s。超高蓄水位951.5m時，總泄洪量為9030m3/s，其中溢洪道、泄洪底孔和電廠泄流量分別為7760、630、640m3/s。 在右岸布置有水電站進水口和4條直徑6.8m的引水隧洞。地麵廠房布置在右岸明挖基坑內，廠房內安裝4台單機容量為13萬kW的水輪發電機組，水輪機為立軸混流式，適應水頭變幅61.3～96m，額定水頭84m，額定容量13.3萬kW，過流量為174m3/s，額定轉速166.7r/min。發電機為傘式，額定出力14.4萬kVA，功率因數0.9，電壓13.8kV，轉速166.7r/min。單相主變壓器額定功率53MVA。 主體工程還包括與國家電網聯結的220kV開關站和多回220kV輸電線路。

工程施工

工程於1989年6月完成截流，截流時流量為700m3/s，落差為5m。河床壩體基坑上游圍堰頂高868m，下游圍堰的頂高為858m。 右岸施工導流隧洞用來宣洩施工流量，隧洞進口處建有混凝土洞首建築物，建築物上留有12m寬的閘門槽，進口段(長26m)斷面由矩形過渡到槽形，尺寸為13.4m×14.9m(寬×高)，面積180m2。出口段長12m，也為槽形斷面，採用混凝土襯砌。良好的地質條件不必對隧洞襯砌，未襯砌隧洞段長282m。導流洞最大允許過流量為3600m3/s，相當於25年一遇的設計洪水，設計流速為20m3/s。 碾壓混凝土的水泥用量為60～80kg/m3，摻入由變質砂岩軋制的摻合料(料徑小於0.15mm)，這種摻合料具有某些火山灰特性。碾壓混凝土拌合系統為一座常規混凝土拌和樓和臥筒式連續攪拌機。運輸系統主要為20t自卸卡車。碾壓混凝土鋪料厚度0.45m，壓實後厚度0.4m，採用振動碾碾壓8遍。採用噴霧養護。 工程混凝土總量為115.4萬m3，其中壩體混凝土方量86.1萬m3，其它建築物常規混凝土方量29.3萬m3。壩體碾壓混凝土量75.7萬m3，常規混凝土量10.4萬m3。 開挖石方152.9萬m3，其中明挖142.3萬m3，地下開挖10.6萬m3。填方19.3萬m3，其中石方填方量11.4萬m3，軟土填方量7.9萬m3。水泥用量16.03萬t，鋼筋用量1.28萬t。