卡馬水電站位於俄羅斯、伏爾加河支流卡馬河上,靠近彼爾姆市。河床土壩,最大壩高35m,壩頂長525m,壩體積250萬m3。河漫灘土壩最大壩高19m,壩頂長1303m,壩體積200萬m3。水電站裝機容量50.4萬kW,年發電量17億kW·h。水庫總庫容122億m3,有效庫容92億m3,水庫面積1920km2,為季調節水庫。該工程具有發電和航運等綜合效益。工程於1944年動工,1954年第一台機組投入運行,1958年竣工。 壩址河谷地形平坦寬闊,兩岸不對稱。基岩主要由石灰岩和泥灰岩組成,並夾有石膏層,總厚度40m。壩址以上控制流域面積16.8萬km2,平水年徑流量519億m3,相應的年平均流量1645m3/s,枯水年徑流量387億m3,相應的年平均流量1228m3/s,豐水年徑流量750億m3,相應的年平均流量2379m3/s。壩區7~8月月平均氣溫17~18℃,年平均降水量700~800mm。水庫正常蓄水位高程123m,壩下游最低水位高程100m,設計水頭19m,水庫淹沒面積1650km2。 樞紐主要建築物包括水電站廠房、土壩和通航建築物。 水電站為低水頭溢流式廠房,採用廠房和溢流堰相結合的布置方案,特點是混凝土擋水建築物長度縮短了190m。廠房全長386m,高36m,裝機24台,其中23台為豎軸轉槳式水輪發電機組,設計水頭18m,轉輪直徑5m,轉速12.5r/min;1台為臥軸燈泡式試驗機組,額定出力2.18萬kW,設計水頭21m,設計流量130m3/s,轉輪直徑4.5m,轉速125r/min。溢流式水電站泄水能力21450m3/s,其中水輪機泄量3700m3/s,溢流孔下泄量17750m3/s。廠房設有地下防滲設施,包括灌漿帷幕和防滲鋪蓋。溢流堰由24孔組成,每孔寬12m,堰體用隔墩(厚6m)分成4段,每段布置6台機組。機組安裝和拆卸、溢流堰閘門操作和升壓變壓器安裝均由起吊能力為250/30t的門吊完成。利用3台起吊能力為2×20t的抓吊進行攔污柵清污。下游面隔墩設有4個門槽,其中溢流孔閘門、水輪機輸水道閘門和攔污柵門槽尺寸相同,可用來安裝檢修閘門。水電站上游面設有長25m的3個事故檢修閘門,布置在專門的閘槽內。隔墩下游面設有一個門槽,用來布置檢修閘門。沿水電站上游面布置有雙線電氣化鐵路線,下游面有公路通過。 河床土壩全長650m,布置在水電站左岸聯接墩與過(船閘)橋墩之間。壩體內布置有電纜廊道,土壩為砂礫石土填築壩,築有細砂防滲斜牆,壩上游面為變坡,上部坡度1∶2.5,中部和下部坡度均為1∶6,壩底坡度1∶12。土壩與水電站混凝土墩加寬聯接段設有板樁防滲牆,長46m。土壩上游坡採用混凝土加筋板加固,板厚15~40cm,土壩下游坡拋石護固。河漫灘土壩上游坡為變坡,上部坡度1∶2.5,中部坡度1∶4.5,下部坡度1∶12。下游坡分別為1∶2、1∶3.5和1∶6。土壩為均質細砂填築壩,壩坡加固、壩體和壩基排水工程與河床土壩相同。 通航建築物雙線船閘,寬30m,長250m,布置在河床左岸灘地上。最大水頭22m,閘室寬30m,長250m,檻上水深5m。 土方開挖量461萬m3,土方填築量920萬m3,石方開挖量26萬m3,石方填築量25萬m3。混凝土澆築量113萬m3。1953年壩址河床截流,截流設計流量4170m3/s,實測流量1400m3/s,圍堰龍口寬度149m,最大落差1.35m,最大流速6m/s,拋投材料為塊石和重4t的混凝土塊體,採用浮橋平堵截流,結合兩岸立堵端進浮橋平堵合龍,利用5t的自卸卡車運料,最大日拋投強度3500m3,截流耗時192h。截流浮橋寬20m,150t駁船13隻,架橋流速2m/s。 |