基本介紹
伯克壩,自然特徵,樞紐布置,大壩,壩頂溢洪道,泄洪隧洞,地下廠房,工程施工,
伯克壩
Berk Dam
自然特徵
壩址處河谷狹窄,水面線處寬約40m。壩址區和大部分庫區位於三疊紀岩層,主要為石灰岩,其間夾有軟弱的粘土和頁岩互層。這些互層構成石灰岩的隔水層。
在離壩址40km處是地球板塊運動的交匯點,受過強烈的構造運動,地層呈複雜的褶皺,在主壩上游200m處有一大的非活動性逆掩斷層穿過河谷,是石灰岩、白雲質石灰岩、軟弱粘土和頁岩水平層的局部邊界線。這條斷層是灌漿帷幕防滲處理的重要部位。
該地區的地震活動相當頻繁,在過去的15年間,這裡已發生過15次5級以上的地震。在動力計算中考慮最大峰值加速度,設計基本地震(百年重現期)為0.2g;最大設計地震(千年重現期)為0.3g。
壩址處傑伊漢河的年平均徑流量為48億立方米,年平均流量為153立方米/秒。月平均徑流量變化從9月到第二年4月為1.45億~8.94億立方米。
樞紐布置
樞紐主要建築物有大壩、壩頂溢洪道、泄洪隧洞和地下廠房。
大壩
大壩為60°對數螺旋形雙曲拱壩,拱冠梁處壩頂厚4.6m,壩底厚度29.9m,壩頂長270m,大壩體積74.5萬立方米,河谷寬高比1.343,壩體厚高比0.149。壩體分為14個壩段,施工縫間距為20m。
壩頂溢洪道
壩頂溢洪道裝有4扇11.5m(寬)×7.5m(高)的弧形門。溢洪道的泄洪能力為2000立方米/秒,可通過50年一遇洪水。為避免壩址下遊河床受到沖刷,用設有二道壩形成的水墊消能,二道壩高51m。
泄洪隧洞
2條泄洪洞位於右岸,每條泄洪洞的最大泄流能力為2750立方米/秒。隧洞上游段為圓形,直徑12m,承壓水頭60m;下游段為寬13m的城門洞形,無壓,未端設挑流鼻坎。其進口為常規的喇叭形,設事故定輪閘門,在隧洞上、下游段之間的地下閘室內安裝10m×10m的弧形工作閘門。
2個壩內底孔,用於控制庫水位(特別是封堵導流洞時的庫水位)。在最高水位時,每個底孔可泄215立方米/秒流量,在孔內裝有直徑2.5m的閥門和4m×2.7m的定輪閘門。
電站進水口緊靠大壩右岸上游,高70m,進水口為喇叭形,設有攔污柵和7.5m×10m的事故定輪閘門及啟閉機。發電引水洞為圓形,長1950m,直徑9.3m,用混凝土襯砌,並進行固結灌漿。岩石覆蓋層最小厚度200m,洞內最大靜水頭80m。在引水隧洞末端設定高100m,直徑20m的圓柱形阻抗式調壓井。調壓井為混凝土襯砌,並設有防滲薄膜和固結灌漿。在壓力豎井底部後面,引水洞分為3條壓力管道。這3條4.6m直徑的壓力管道採用鋼板襯砌。3條6.3m寬的D形尾水隧洞採用混凝土襯砌,出口設有疊梁閘門。中間變電站位於左岸。
地下廠房
3台發電機組,變壓器和輔助設備都布置在1個地下洞室中,變壓器位於機組之間,這種布置降低了總造價。
廠房洞室本身長120m,寬19.75m,高40.15m,在廠房周邊廊道內設定灌漿帷幕和排水帷幕。
豎軸混流式水輪機,淨水頭186m,引用流量100立方米/秒,額定出力17.15萬kW,豎軸發電機的額定容量為187.5MVA。設有10台(一台備用)單相62.5MVA,15.75/184kV變壓器。
工程施工
工程主要工程量為:石方開挖172萬立方米,其中主壩51萬立方米;混凝土110萬立方米,其中主壩為73萬立方米;需用水泥30萬t,鋼筋1.9萬t;灌漿和排水帷幕鑽孔長度超過200km。
施工時,採用1條直徑11m、長500m的馬蹄形混凝土襯砌隧洞導流。由於壩址處於深山狹谷中,交通不便。在左岸壩頂處,用爆破方式挖出一個窯洞作為工作平台,在右岸通過向上掘進的豎井,開挖一個工作平台。壩基開挖使用27.5t的纜索起重機。幾條豎井開挖中先用天井鑽機開挖導洞然後擴大。由於壩基表面岩石質量較差,需挖除15~20m。在左岸開挖中遇到不穩定岩體,體積約70萬立方米,為此開挖了15條錨固廊道,廊道中設錨拉鋼筋束,每條錨固廊道提供220kN抗力,總抗力達到3300kN。壩基和兩岸均依靠灌漿帷幕防滲,帷幕深95m。
混凝土拌和廠設於右岸,生產能力為180立方米/h,混凝土澆築採用兩台27.5t的纜式起重機,平均鋪築強度為90立方米/h,峰值強度為130立方米/h,混凝土鋪築層厚3m。混凝土溫控措施包括:拌合過程中加冰,鋪築層中設冷卻水管,鋪築時,冬天混凝土溫度保持在15°C,夏天溫度保持在18°C。