基本介紹
- 中文名：特克韋爾水電站
- 外文名：Turkwel Hydropower Station
- 位置：非洲東部肯亞境內特克韋爾峽谷
- 開工時間：1986年
- 裝機容量：10.74萬kW
英文名稱,水文地理,樞紐布置,工程施工,
英文名稱
Turkwel Hydropower Station
水文地理
峽谷以上整個流域的年平均降雨量為825mm，從3、4月開始到10月末整個雨季降雨量分布相當均勻，在5個月的旱季內降雨量只占全年的20%。
峽谷處平均流量為18立方米/秒，1984年11月實測最大洪水流量為1100立方米/秒。壩址以上控制流域面積5900平方公里。年平均徑流量為5.7億立方米，十年一遇乾旱年和十年一遇洪水年的徑流量分別為3.3億立方米和8.35億立方米。當滿庫水位1150m，水庫總面積超過6600公頃。工程設計洪水6000立方米/秒，可能最大洪水10000立方米/秒，導流設計標準採用十年一遇洪水2000立方米/秒。
從峽谷進口到出口，不足6km長的河段就有280m的落差，河谷狹窄，左、右兩岸之間寬度不超過150m，峽谷上遊河段流經的廣闊台地是個大容量的天然庫盆。
在特克韋爾峽以上，流域廣闊地區的基岩為前寒武紀岩層。峽谷下游，河流流經東非大裂谷東緣的各個地段，古老的沉積岩層在前寒武紀期間強烈褶皺變質，岩層近乎南北走向，向東傾斜。峽谷是在花崗岩侵入體中形成的，大壩、部分引水隧洞位於火成岩侵入變質岩體中。下游其它建築物和地下廠房則處在變質岩系內(角閃石片岩和長石麻粒片麻岩)。
工程位於東非大裂谷邊緣並靠近特克韋爾斷層，拱壩設計採用了峰值加速度為0.45g的最大可信地震(MCE)。
樞紐布置
樞紐主體建築物包括拱壩、溢洪道、地下廠房等。
拱壩修建在幾百米深的峽谷中，壩高150m。包括20m高的混凝土基座和130m高的拱壩結構，壩頂長160m。其厚度，拱的下部為12m，壩頂僅3m。
壩頂溢洪道由4個15m寬、3.6m高的溢流堰組成，堰頂高程1150m。溢洪道最大泄流能力(滿庫水位時)為1470立方米/秒。下游用消力池消能。
大壩泄水底孔位於1070m高程，滿庫水位時設計最大泄量500立方米/秒，大約45d可以將水庫放空。底孔設定2道閘門：上游安全門為4m×4m加罩輪式滑動閘門，下游弧形閘門尺寸為4m×3.6m(寬×高)，另外還設有1個直徑1m的空注閥。底孔採用不鏽鋼板襯砌。
輸水系統包括2700m長的引水隧洞；400m長、傾角為45°的部分鋼板襯砌的壓力管道和1條1150m長的尾水隧洞。引水隧洞和尾水隧洞均為部分混凝土襯砌，典型的馬蹄型斷面，直徑4.9m。
地下廠房靠近山腳，埋深250m，建於堅硬的長英(麻粒)片麻岩中。地下廠房長42m、寬16m、高32m，由於岩石條件特別好，拱頂不需要支護。廠房內安裝2台豎軸混流式水輪發電機組，最大淨水頭378m，最小淨水頭328m，設計水頭356m，單機額定出力5.37萬kW，額定轉速600r/min，轉輪直徑1400mm。發電機額定輸出功率5.805萬kVA，出線電壓10kV。
電站其他輔助建築物包括：總長度超過1200m的交通廊道和電纜廊道；上游調壓井(內徑11.4m，混凝土襯砌)和下游調壓井(不襯砌，總容積為8800m)；220km長的220kV輸電線，將特克韋爾電站聯入肯亞電網；2座開關站等。
工程施工
完成的主要工程量如下：岩石開挖(壩肩、隧洞和廠房)40萬立方米，壩體澆築混凝土16萬立方米，鑽孔進尺2.8萬m，鋼筋用量1850t。
導流工程包括1座圍堰和1條導流隧洞。圍堰為混凝土拱結構，高38m，堰頂長63m，位於壩址上游500m左右。為使圍堰能迅速截流，圍堰分3個階段施工：①在枯水季節(1986年12月～1987年1月)，澆築圍堰基礎至1051m高程；②在1987年雨季，圍堰的2個重力混凝土肩部結構澆築至1070m高程；③完成圍堰中間部分(底部為重力混凝土結構，上部為拱結構)的澆築。
導流隧洞建在左岸，高12.5m、寬9.1m、長740m，採用爆破開挖。導流隧洞進水口位於上游圍堰附近，高程為1051m。出水口位於壩下游300m處，高程為1010m。導流隧洞按十年一遇洪水標準設計。除上、下游端襯砌以外，其餘洞段沒有襯砌。1987年11月實現導流。水庫蓄水時，用混凝土封堵導流隧洞。
為了改善壩肩及壩基岩體的防滲性能，設定了一道完整的灌漿帷幕。從水平廊道鑽孔灌漿，伸入壩肩80～100m；或者從壩的基礎塊內1016.5m高程的最低廊道鑽孔，用於河谷底部的帷幕灌漿，帷幕在混凝土和基岩接觸面以下深約60m。5層廊道之間高程間距約為22.5m，帷幕灌漿鑽孔總進尺超過12000m。
從上述各層廊道中以2m中心距鑽排水孔，除最低層廊道中的鑽孔外，儘量將孔從1條廊道鑽通到下面1條廊道，這樣可以自流排水，且易維護。沿跨過兩岸壩肩的兩個較大斷裂面，在兩岸各設1口豎井將各層排水廊道聯接起來形成一個完整的排水系統。
拱壩分成11個壩段澆築，平均每個壩段長15m。拌合廠布置在右壩肩頂部，產量為100立方米/h，用2台總吊運容量15t的移動式纜機將混凝土吊運澆築在各個壩段上。壩體混凝土按3m層厚澆築，澆築塊總計375個，兩個連續澆築層之間至少間隔72h，澆築最高許可溫度為28℃。由於在混凝土拌和過程中使用了大量的冰和冷卻水，實際上大部分混凝土澆築溫度不超過20℃。整個壩體主要分為6段進行冷卻和灌漿。特克韋爾拱壩的接縫灌漿的水泥砂漿中加入了膨潤土和增塑劑以起穩定作用。
不穩定岩體的處理
左岸壩肩1120～1160m高程之間有1塊約18000立方米的不穩定懸岩。由於害怕該懸岩在壩肩表層岩開挖期間或水庫蓄水之後滑落，決定在不破壞壩肩岩體的情況下，挖除部分懸岩。採用的開挖方法是：①在進行表面清理後，對懸岩進行鑽孔。在懸岩頂部，按扇形沿整個懸岩高度進行了鑽孔。預裂孔間距為1m，孔徑為64mm或76mm。懸岩的鑽孔進尺為：預裂孔1200LM，爆破孔1000LM。②預裂孔的裝填量為500g/m Titadyne型炸藥。2排爆破孔的間距為2m，孔徑64mm的爆破孔，每米裝藥量為2.6kg銨油炸藥；孔徑76mm的爆破孔每米裝藥量為3.6kg銨油炸藥。炸藥總量2500kg。③清理和鑽孔爆破期為2個月：3個星期清理，5個星期鑽孔。
