凱特爾拉皮德水電站又稱壺灘水電站，是加拿大馬尼托巴省納爾遜(Nelson)河梯級水電站群中的一個較大梯級。位於馬尼托巴省首府溫尼伯市東北約773km處。大壩為混凝土重力壩與土石壩混合壩型，水庫總庫容25.29億立方米，最大壩高61m，電站共裝機12台，總裝機容量122.4萬kW。工程以發電為目的。始建於1966年，1970年12月份第一台機組開始發電，1975年全部投入運行。
基本介紹
- 中文名：凱特爾拉皮德水電站
- 外文名：Kettle Rapids Hydropower Station
- 又稱：壺灘水電站
- 所屬：加拿大馬尼托巴省納爾遜
- 最大壩高：61m
- 地址：馬尼托巴省首府溫尼伯市東北
- 類型：混凝土重力壩與土石壩混合壩型
凱特爾拉皮德水電站,地理水文,樞紐布置,工程施工,
凱特爾拉皮德水電站
Kettle Rapids Hydropower Station
地理水文
壩址所在位置河谷寬闊，基礎為非連續性永久凍土帶。在較小區域內就存在著明顯不同的地基條件。壩址地層從含水量高的永凍土層變化到覆蓋的非凍結地層以及冰磧土軟弱沼澤。
壩址控制流域面積2770平方公里，壩址處納爾遜河的流量在1000～5900立方米/秒，年平均流量為2400立方米/秒。水庫總庫容25.29億立方米，其中有效庫容14.92億立方米。設計洪水為萬年一遇。
樞紐布置
工程從左岸起分別是北土堤，主壩北段、溢洪道、電站廠房、主壩南段，南土堤。在主壩南段下游有一段輸電塔式丁壩。
兩岸土堤向上游延伸近6.4km，土堤最大高度9.1m，由均質、半透水填砂築成，邊坡和堤頂採用碎石和拋石防護，迎水坡坡度為1∶4，背水坡坡度為1∶3，土堤填方量270萬立方米，為北美永凍土最大的填土工程。
工程主體建築物位於兩岸土堤之間的河床上，長1600m，河床以上淨高30.5m，壩體體積294萬立方米。主壩北段和南段為土石壩，北段上游坡度1∶2，下游坡度為1∶2至1∶2.25，南段上、下游坡度為1：2。中部河床壩段為混凝土重力壩，包括閘式溢流壩、河床式地麵廠房等。
閘式溢流壩泄洪能力為9500立方米/秒。廠房內裝機10台，單機容量為10萬kW，水輪機為5葉片定槳軸流式，最大水頭27.4m，設計水頭24m，額定出力9.9萬kW，轉速81.8轉/分，發電機為傘式，額定功率11.5萬kVA，功率因數0.85，出線電壓13.8kV。
工程施工
由於河面寬闊，工程採用先右後左，分期導流方案。設計導流流量採用河道最大實測洪水5900立方米/秒，相當於百年一遇。一期圍堰圍占三分之一河寬，後因廠房基礎問題而擴展到溢流壩北端，左岸河床過流。圍堰採用水下拋石進占方法施工，然後在迎水面拋一層過渡料，再拋不透水料閉氣，在流速或波浪較大地區均用粗料或拋石護坡保護，或建堆石丁壩挑流保護。二期導流圍堰採用上、下游堆石圍堰，圍左岸河床，與電站廠房左側混凝土導牆連線，連線部用鋼板樁填砂圓柱體構成單體格形(圓形)結構物。同時拆除部分一期圍堰，利用廠房8～12號機組段的擋水建築物(廠房未建)過水導流。這時，由於擋水建築物本身穩定不夠，將進水口通過閘墩向上游延長9m，墩上架橫樑，樑上臨時混凝土塊壓重，總壓重90000t。三期導流封閉8～12號廠房段，讓右岸1～7號機組和左岸溢流壩過流，在8～12號廠房段修建廠房並安裝機組，使部分發電站機組提早於1970年12月開始發電。為防冰排，圍堰加高6.1m。
工程混凝澆築量為75萬立方米。
由於副壩建在永凍土基礎上，建壩後凍土融解，可能產生突然嚴重沉陷，同時融化水如不能自由排出，會產生大的孔隙水壓力，影響堤壩的穩定安全。為了解決這個問題，採取了多方面綜合措施，適當挖除一部分永凍土，加寬壩體斷面，壩體採用能自行癒合裂縫的適當級配的砂料(不粘結材料)，預留足夠的沉陷超高，在永凍土基礎內挖井或縱溝回填砂料，用以排走融化水並加固基礎，以及加強埋設儀器和觀測等。
