基本介紹
- 中文名：努列克水壩
- 地點：塔吉克斯坦境內瓦赫什河
- 開工時間：1961年
- 榮譽：世界第二高壩
簡介,樞紐布置,工程量,基礎處理,導流設施,圍堰施工,截流情況,工程填築,抗震加固,自然特性,運行觀測,
簡介
努列克水壩位於塔吉克斯坦共和國境內瓦赫什(Вахш)河中游的普列剎峽谷處，心牆土石壩，最大壩高300m，水庫總庫容105億m3，有效庫容45億m3，水庫面積98km2，最大水頭270m，裝機容量270萬kW，單機容量30萬kW，年發電量112億kW·h。1961年開工興建，1972年開始發電，1980年建成。該工程具有發電、灌溉和航運等綜合效益。
樞紐布置
樞紐包括：大壩，左岸泄洪隧洞和水電站。 努列克大壩為亞粘土心牆土石壩，最大壩高300m，壩頂長704m，壩頂寬20m，壩基寬1440m，上、下游壩坡分別為1∶2.25和1∶2。壩體方量5800萬m3，其中防滲心牆780萬m3，過渡區和反濾層340萬m3，上、下游稜體3630萬m3，上、下游乾砌護坡850萬m3。
心牆下為混凝土墊座，最大厚度23m，長157m。墊座表面覆蓋兩層玻璃纖維加強的聚合薄膜，墊座內還布置有的4.2m×3.8m廊道，供灌漿和檢查用。心牆與壩殼間設反濾層，上游側壩頂至正常蓄水位高程為雙反濾層，下部為單眼濾層。心牆採用壤土，砂壤土及小於200mm碎石料填築；邊緣區粒徑小於70mm，小於5mm料要有60%～80%。反濾層第一層採用0.05～10mm料填築，第二層0.05～40mm，下部單層0.01～40mm。壩殼採用天然礫石卵石混合料，其中粗卵石含量為20%～25%，最大粒徑500～600mm。壓坡料為400～700mm粒徑的毛石。
泄水建築物包括1條深孔泄洪隧洞和1條表孔泄洪隧洞。深孔泄洪隧洞進水口底檻高程810m，處於正常蓄水位以下100m處。設有深120m的檢修閘門豎井，並在2個地下閘室內分別安裝有3.5m×9m履帶式平板事故檢修閘門和5m×6m弧形工作閘門各2扇。閘門設計水頭為120m和110m。泄洪洞全長1326m，洞身為10m×10.5m的城門形，工作閘門前為有壓段，門後為無壓段，最大流速達到40m/s，泄量2400m3/s。尾部接開敞式溢洪道，末端有挑流鼻坎，寬度由10m擴大至鼻坎處的29m。溢流面上設有8道摻氣槽，槽深和槽寬均為140cm，挑坎高10cm。表孔泄洪隧洞進口堰頂高904m，用斜洞與第三層導流隧洞連線，即將該導流洞尾段用作泄洪隧洞水平段，斷面尺寸為11.5m×10m，進口設有2扇12m×12m弧形閘門，泄量為2000m3/s。
水電站建築物包括一個臨時發電進水口和3個永久進水口，1條臨時和3條永久的引水隧洞，3條永久引水隧洞分別連線3條直徑6m的壓力鋼管。廠房為半露天式結構，長200m，高40m，在外部布置300t門式起重機，在廠房頂板上設有露天安裝平台。1972年當壩體填築量僅占總填築量20%，水頭僅為設計的40%時，3台臨時水輪發電機組開始發電。1979年9月當壩體離壩頂還差4m時，9台永久機組全部投產，此時的發電效益已收回全部投資。
工程量
基礎開挖820萬m3(其中石方500萬m3)，地下開挖180萬m3；壩體填築方量5800萬m3(其中堆石920萬m3，砂礫石3800萬m3，心牆區粘土840萬m3)；混凝土160萬m3，金屬結構和機械安裝7.13萬t。最高月填築量初期為25萬m3，後期56萬m3，最高年填築量850萬m3，施工高峰人數2200人。
基礎處理
壩基岩石裂隙較發育，透水性高的岩層滲透係數為0.7～0.9m/d。粉砂岩易於風化，對心牆基礎處理採取3項措施：沿整個心牆底面做噴混凝土保護層；河槽做鋼筋混凝土墊層，最大厚度23m，將心牆基礎墊平；進行固結灌漿和帷幕灌漿。心牆與壩基和壩肩接觸面經清理後，用噴混凝土做防護層，平均厚10～15cm，其作用是：保護粉砂岩不致風化；固結岩石層面，使心牆土料不與岩石直接接觸，防止蓄水後產生滲透破壞；充填開挖面上的坑窪(深0.3～0.5m)形成起伏平緩的表面，使心牆與壩基結合較好；為固結灌漿形成壓重，提高灌漿質量。噴混凝土前，先清理表面鬆動岩塊，並用壓縮空氣吹掉表面岩粉和碎石後，立即進行噴混凝土防護層，接著填充低洼處，然後一次將防護層噴好；在深切河槽部分做鋼筋混凝土墊，採用200號混凝土，分塊澆築，層高3m。通過墊座內灌漿廊道對心牆基礎進行帷幕灌漿和固結灌漿，帷幕灌漿共3排，左岸灌漿深度最大140m，右岸105m。灌漿孔直徑105mm，總長73000m，灌漿壓力最大4MPa。固結灌漿深4～8m，灌漿孔總長26000m，最大壓力2MPa。灌漿範圍包括整個心牆及反濾層。
導流設施
努列克壩共有3條導流隧洞，分三層布置，這三層導流隧洞的進口底檻高程分別為650、670、740m；隧洞長度分別為1630、1600、1352m；斷面為城門形，尺寸分別為10m×11.5m，10m×11.5m～10m×11.1m，10m×11.1m～10m×10m。第一層導流隧洞的地下閘室內安設兩扇5m×10m平板事故檢修閘門，水頭110m；第二層導流隧洞的兩個地下閘室內分別裝有3.5m×9m平板檢修閘門和5m×6m弧形工作閘門各2扇。第三層導流隧洞的兩個地下閘室內分別裝有3.5m×9m的平板檢修閘門和5m×6m的弧形工作閘門，水頭分別為175m和110m。偏心鉸弧形工作門後兩側突擴0.5m，底板突跌0.6m，進行水流摻氣消蝕。隧洞均用混凝土襯砌，厚度0.5～1.0m。初期第一、二層隧洞共同導流，後期第二、三層隧洞共同導流，設計導流流量2790m3/s，洞內最大流速42m/s。實際最大過流量3700m3/s。
圍堰施工
上游土石圍堰是大壩的組成部分，最大高度80m，總體積162萬m3，分三期填築。第一期填築至20m高，堰頂和下游坡用鋼筋連線的1.5m×1.5m×0.8m混凝土塊進行保護，下游末端設有3m高的混凝土牆。1966年洪水漫過堰頂，流量1860m3/s，溢流水深3m；第二期先將石料堆積於高達15m高的臨時擋土牆背後，然後用定向爆破技術向堰體拋擲15萬m3的石料和礫石料；第三期先從上游側直接向水中倒入用作鋪蓋和斜牆的壤土碎石材料，用堆土機和自卸卡車壓實。圍堰上部50m還採用土工膜防滲。
截流情況
工程於1961年開工，1967年截流，截流設計流量700m3/s，實測流量100～120m3/s，龍口寬度6m，最大落差5.45m，最大流速10m/s，拋投材料為不規則塊石和混凝土塊體，重12～14t。採取立堵端進，運輸機械為自卸卡車和推土機，截流耗時24h。
工程填築
1971年開始大壩填築，但因各種原因延續了14年。料場亞粘土、砂礫石和石料採用挖掘機開挖，載重為27t的自卸卡車運輸。反濾層、過渡區和心牆分層填築，每層厚30cm，用重型壓路機碾壓，使其容重達到2.2t/m3；拋石護坡每層10m，用水槍沖實，使其容重達1.8t/m3。主要機械設備：27t自卸卡車100輛，斗容4.6～5.6m3的挖掘機13台，50～75t輪胎碾數台。30t羊足碾。
抗震加固
在大壩上游壩體內部高程855m、876m和894m處，各設有一層加筋抗震層。在大壩上部912m高程也設有抗震層，該抗震層將大壩上、下游壩體連線起來。所謂抗震層就是長條形鋼筋混凝土板(垂直於壩軸線鋪設，中到中間距9m)和"⊥"形鋼筋混凝土梁(平行於壩軸線，梁高3m，中到中間距9m)組成，"⊥"梁嵌在長條板間，平面上形成多個方格。在各方格內填入堆石。並超出梁頂1m。
自然特性
大壩位於狹窄河谷中，峽谷深達300m以上，河床寬40m。基岩為白堊紀砂岩和粉砂岩互層，岩層向上游傾斜，傾角為30°～50°。砂岩堅硬且耐風化，粉砂岩與空氣接觸後即迅速失水，開裂並剝落，大約0.5～3天表面即完全風化，需採取防護措施。局部地區基岩上部覆蓋一層厚13～20m的第四紀沉積物。壩區地震烈度為9度。壩址附近有兩條大斷層，一條在壩下游通過，距壩址40km，另一條通過庫區，距離壩址12km。壩址控制流域面積3.07萬km2，多年平均徑流量205億m3。壩址處20年一遇的洪水流量為3200m3/s，萬年一遇的洪水流量為5400m3/s，每年通過壩址處的懸移質泥沙1億t以上。氣候炎熱，年平均溫度14°C，最高溫度40°C，最低溫度-26°C。
