努列克坝世界第二高坝。位于
塔吉克斯坦境内瓦赫什河的布利桑京峡谷 。 枢纽有发电和灌溉等功能。控制流域面积30700平方千米。平均年径流量204亿立方米 。 坝址基岩为砂岩和粉砂岩,有覆盖层。地震烈度为9度。心墙土石坝最大坝高300米,坝顶长704米。总库容105亿立方米,为季调节水库。右岸水电站半露天厂房总装机容量270万千瓦 , 平均年发电量112亿千瓦·时。泄洪设施为左岸两条泄洪洞 , 设计总泄量4040立方米/秒。1961年开始导流,1980年竣工。
基本介绍
努列克坝位于塔吉克斯坦共和国境内瓦赫什(Вахш)河中游的普列刹峡谷处,心墙土石坝,最大坝高300m,水库总库容105亿立方米 ,有效库容45亿立方米,水库面积98平方公里,最大水头270m,装机容量270万kW,单机容量30万kW,年发电量112亿kW·h。1961年开工兴建,1972年开始发电,1980年建成。该工程具有发电、灌溉和航运等综合效益。
枢纽结构
努列克坝(2)
枢纽包括:大坝,左岸泄洪隧洞和水电站。 努列克大坝为亚粘土心墙土石坝,最大坝高300m,坝顶长704m,坝顶宽20m,坝基宽1440m,上、下游坝坡分别为1∶2.25和1∶2。坝体方量5800万立方米,其中防渗心墙780万立方米,过渡区和反滤层340万立方米,上、下游棱体3630万立方米,上、下游干砌护坡850万立方米。
心墙下为混凝土垫座,最大厚度23m,长157m。垫座表面覆盖两层玻璃纤维加强的聚合薄膜,垫座内还布置有的4.2m×3.8m廊道,供灌浆和检查用。心墙与坝壳间设反滤层,上游侧坝顶至正常蓄水位高程为双反滤层,下部为单反滤层。心墙采用壤土,砂壤土及小于200mm碎石料填筑;边缘区粒径小于70mm,小于5mm料要有60%~80%。反滤层第一层采用0.05~10mm料填筑,第二层0.05~40mm,下部单层0.01~40mm。坝壳采用天然砾石卵石混合料,其中粗卵石含量为20%~25%,最大粒径500~600mm。压坡料为400~700mm粒径的毛石。
泄水建筑物包括1条深孔泄洪隧洞和1条表孔泄洪隧洞。深孔泄洪隧洞进水口底槛高程810m,处于正常蓄水位以下100m处。设有深120m的检修闸门竖井,并在2个地下闸室内分别安装有3.5m×9m履带式平板事故检修闸门和5m×6m弧形工作闸门各2扇。闸门设计水头为120m和110m。泄洪洞全长1326m,洞身为10m×10.5m的城门形,工作闸门前为有压段,门后为无压段,最大流速达到40m/s,泄量2400立方米/秒。尾部接
开敞式溢洪道,末端有挑流鼻坎,宽度由10m扩大至鼻坎处的29m。溢流面上设有8道掺气槽,槽深和槽宽均为140cm,挑坎高10cm。表孔泄洪隧洞进口堰顶高904m,用斜洞与第三层导流隧洞连接,即将该导流洞尾段用作泄洪隧洞水平段,断面尺寸为11.5m×10m,进口设有2扇12m×12m
弧形闸门,泄量为2000立方米/秒。
水电站建筑物包括一个临时发电进水口和3个永久进水口,1条临时和3条永久的引水隧洞,3条永久引水隧洞分别连接3条直径6m的压力钢管。厂房为半露天式结构,长200m,高40m,在外部布置300t门式起重机,在厂房顶板上设有露天安装平台。1972年当坝体填筑量仅占总填筑量20%,水头仅为设计的40%时,3台临时
水轮发电机组开始发电。1979年9月当坝体离坝顶还差4m时,9台永久机组全部投产,此时的发电效益已收回全部投资。
导流设施
共有3条导流隧洞,分三层布置,这三层导流隧洞的进口底槛高程分别为650、670、740m;隧洞长度分别为1630、1600、1352m;断面为城门形,尺寸分别为10m×11.5m,10m×11.5m~10m×11.1m,10m×11.1m~10m×10m。第一层导流隧洞的地下闸室内安设两扇5m×10m平板事故检修闸门,水头110m;第二层
导流隧洞的两个地下闸室内分别装有3.5m×9m平板检修闸门和5m×6m弧形工作闸门各2扇。第三层导流隧洞的两个地下闸室内分别装有3.5m×9m的平板检修闸门和5m×6m的弧形工作闸门,水头分别为175m和110m。偏心铰弧形工作门后两侧突扩0.5m,底板突跌0.6m,进行水流掺气消蚀。隧洞均用混凝土衬砌,厚度0.5~1.0m。初期第一、二层隧洞共同导流,后期第二、三层隧洞共同导流,设计导流流量2790立方米/秒,洞内最大流速42m/s。实际最大过流量3700立方米/秒。
围堰施工
上游土石围堰是大坝的组成部分,最大高度80m,总体积162万立方米,分三期填筑。第一期填筑至20m高,堰顶和下游坡用钢筋连接的1.5m×1.5m×0.8m混凝土块进行保护,下游末端设有3m高的混凝土墙。1966年洪水漫过堰顶,流量1860立方米/秒,溢流水深3m;第二期先将石料堆积于高达15m高的临时挡土墙背后,然后用
定向爆破技术向堰体抛掷15万立方米的石料和砾石料;第三期先从上游侧直接向水中倒入用作铺盖和斜墙的壤土碎石材料,用堆土机和自卸卡车压实。围堰上部50m还采用土工膜防渗。
工程填筑
1971年开始大坝填筑,但因各种原因延续了14年。料场亚粘土、砂砾石和石料采用挖掘机开挖,载重为27t的自卸卡车运输。反滤层、过渡区和心墙分层填筑,每层厚30cm,用重型压路机碾压,使其容重达到2.2t/立方米;抛石护坡每层10m,用水枪冲实,使其容重达1.8t/立方米。主要机械设备:27t自卸卡车100辆,斗容4.6~5.6立方米的挖掘机13台,50~75t轮胎碾数台。30t羊足碾。
在大坝上游坝体内部高程855m、876m和894m处,各设有一层加筋抗震层。在大坝上部912m高程也设有抗震层,该抗震层将大坝上、下游坝体连接起来。所谓抗震层就是长条形
钢筋混凝土板自然环境
努列克坝(5)
大坝位于狭窄河谷中,峡谷深达300m以上,河床宽40m。基岩为白垩纪砂岩和粉砂岩互层,岩层向上游倾斜,倾角为30°~50°。砂岩坚硬且耐风化,粉砂岩与空气接触后即迅速失水,开裂并剥落,大约0.5~3天表面即完全风化,需采取防护措施。局部地区基岩上部覆盖一层厚13~20m的
第四纪沉积物。坝区地震烈度为9度。坝址附近有两条大断层,一条在坝下游通过,距坝址40km,另一条通过库区,距离坝址12km。坝址控制流域面积3.07万平方公里,
多年平均径流量205亿立方米。坝址处20年一遇的洪水流量为3200立方米/秒,万年一遇的洪水流量为5400立方米/秒,每年通过坝址处的
悬移质泥沙1亿t以上。气候炎热,年平均温度14°C,最高温度40°C,最低温度-26°C。
观测数据
大坝内共设有1500个各种不同观测仪器,水库周边设有20座地震台。大坝蓄水前每10d发生3~4次微震,1980年蓄水后有诱发地震,发震次数增多,每10d发生30~40次,震级4~4.5级。大坝已经受7度地震的考验,工作正常。施工期大坝和坝壳的实测沉降量分别为11.9m和13.7m。心墙渗透性低,渗透量为0.002~0.05l/s且保持稳定。
工程量
基础开挖820万立方米(其中石方500万立方米),地下开挖180万立方米;坝体填筑方量5800万立方米(其中堆石920万立方米,砂砾石3800万立方米,心墙区粘土840万立方米);混凝土160万立方米,金属结构和机械安装7.13万t。最高月填筑量初期为25万立方米,后期56万立方米,最高年填筑量850万立方米,施工高峰人数2200人。
基础处理
坝基岩石裂隙较发育,透水性高的岩层渗透系数为0.7~0.9m/d。粉砂岩易于风化,对心墙基础处理采取3项措施:沿整个心墙底面做喷混凝土保护层;河槽做
钢筋混凝土垫层,最大厚度23m,将心墙基础垫平;进行固结灌浆和帷幕灌浆。心墙与坝基和坝肩接触面经清理后,用
喷混凝土做防护层,平均厚10~15cm,其作用是:保护粉砂岩不致风化;固结岩石层面,使心墙土料不与岩石直接接触,防止蓄水后产生
渗透破坏;充填开挖面上的坑洼(深0.3~0.5m)形成起伏平缓的表面,使心墙与坝基结合较好;为固结灌浆形成压重,提高灌浆质量。喷混凝土前,先清理表面松动岩块,并用压缩空气吹掉表面岩粉和碎石后,立即进行喷混凝土防护层,接着填充低洼处,然后一次将防护层喷好;在深切河槽部分做
钢筋混凝土垫,采用200号混凝土,分块浇筑,层高3m。通过垫座内灌浆廊道对心墙基础进行帷幕灌浆和固结灌浆,帷幕灌浆共3排,左岸灌浆深度最大140m,右岸105m。灌浆孔直径105mm,总长73000m,灌浆压力最大4MPa。固结灌浆深4~8m,
灌浆孔总长26000m,最大压力2MPa。灌浆范围包括整个心墙及反滤层。