奇沃爾水電站
Chivor Hydropower Station
水文地理
電站壩址以上流域面積為2420km2,年均降雨量1250mm,占年徑流的65%。巴塔河的年均流量為63m3/s,汛期最大洪水流量1500m3/s,枯水期4m3/s,可能最大洪水流量為10600m3/s。水庫長22km,總庫容8.2億m3,有效庫容7.65億m3,最高蓄水位高程為1277m。
壩址非常狹窄,河谷深50m,有粉砂土夾層,最厚處達15m。壩區地質為板岩和其它沉積岩,節理裂隙發育,很不穩定,在雨季岸坡容易發生滑坡。1972年雨季滑坡體積達30萬m,而在整個施工期,總滑坡達50萬m。壩址處的河道高程為1100m。
樞紐布置
工程主要建築物包括大壩、廠房、溢洪道等。
大壩為斜心牆堆石壩,壩頂高程為1287m,最大壩高237m,壩頂長280m,壩底寬820m,上游壩坡1∶1.8~1∶2.0,下游壩坡1∶1.7~1∶1.8。壩體心牆採用粒徑15cm以下的碎石塊和中塑性粘土填築,其含水量為17%~21%,平均值約19%,反濾料則按一般的準則選用,用D 15/d 35≤4~5。壩殼堆石採用溢洪道和其它料場開挖的石英岩、泥質板岩和千枚岩,最大粒徑為450mm,篩分出來的超徑部分用於護坡。壩殼填築層厚0.45~1.8m,採用10t振動碾碾壓。該壩總體積為1030萬m,其中不透水心牆110萬m。
溢洪道布置在左岸千枚岩和糜棱岩地層上,設3孔14m×16m的弧形閘門,最大泄流量為7250m/s溢洪道泄槽採用矩形斷面,包括3部分:長121m、底坡為5%的上段,中間為長80m的拋物線,最後是61m長、以57.7%傾斜的斷面。泄槽寬52m,末端束窄為20m。在泄槽末端設有以圓弧形挑流鼻坎,鼻坎半徑30m,進口入射角30°、出射角為20°。
電站的2條引水隧洞布置在左岸,直徑5.4m,長5.83km,前段5.3km為馬蹄形剖面,採用厚30cm的混凝土襯砌;後段530m為直徑4m的鋼襯圓形斷面。設計引用流量83m3/s,流速3.6m/s。調壓室由2條不同高程的廊道組成,下廊道直徑6.4m,長75m,上廊道直徑5m,長133m,坡度2%,上下廊道高差174.6m,中間用一直徑5m的豎井連通。下廊道與引水隧洞用直徑4m、長20.7m的豎井連通,上廊道用長13m、寬4m、高3.75m的廊道與地面相通,中間用混凝土牆隔開,用作溢流堰,並設有2m×2m的鋼門,用於檢查。壓力鋼管直徑3.9m,由182m深的豎管、上游段隧洞、深267m的豎井和下游段隧洞,以及分岔管組成,其中上下游段隧洞總長1740m,坡度為8%。
電站採用引水式地麵廠房,長102m、寬16m、高18m,其下部為整體澆築的混凝土結構,上部為鋼結構,頂為輕型鋼架,鋪設槽形石棉混凝土板。廠房內共安裝8台水輪機組,每台裝機12.5萬kW,分兩期安裝,首期安裝4台,共50萬kW,於1976年5月完成。水輪機採用6噴嘴沖斗式水輪機,最大出力14.34萬kW,設計出力12.76萬kW;最大水頭803.5m,設計水頭741m;最大流量20.2m3/s,設計流量19.4m3/s;水輪機轉輪直徑2m,有戽斗44個,整體鑄成,正常轉速450r/min,飛逸轉速800r/min。每台機組前設有球形閥,由液壓調速器集中控制。發電機為同步豎軸機組,功率因數0.8,頻率60Hz,B級絕緣,額定轉速為450r/min。變壓器採用單相,額定容量54萬kVA,額定電壓230kV。另在廠房內還設有2台150t的起重機。
工程施工
施工導流隧洞長920m,直徑10.6m,位於左岸,噴混凝土襯砌,設計泄流量2800m/s。工程完工後將在洞內修築長35m的混凝土塞,內設直徑2m的閥門,供泄洪洞用。
壩基開挖於1972年8月開始,心牆底部的沖積層挖除到基岩,當開挖至心牆基岩面時,立即作噴漿保護,並在河床部位澆築混凝土墊層。對兩岸岸坡部位作噴漿層。基礎先進行固結灌漿,孔深8~10m,灌漿壓力小於0.3MPa,然後作帷幕灌漿,帷幕深度約為1/3水頭,又因左壩肩滲流較嚴重,通嚮導流隧洞改建的泄水底孔有較大漏水,排水廊道滲流平均300L/s,故對左壩肩通過廊道系統做補充灌漿。
壩體填築於1972年12月開始,1975年9月完成,共34個月,其中可能填築心牆的時間只有19個月,而氣候條件允許連續填築的時間僅12個月,故在旱季搶築心牆,兩邊堆石只築到維持壩體穩定的最小剖面,雨季再使堆石體加高到心牆填築高程。施工時心牆料填築的最大含水量為21%,施工後期可提高到22%,最優含水量平均為13%。填築最高日強度可達8000m,平均年強度50萬m,19個月的平均日填量為2500m。
溢洪道於1971年8月開始開挖,1974年7月完成。施工中遇到的困難主要是雨季長,河岸經常有滑坡的危險,對運輸交通有干擾,也影響大壩心牆施工。