英古里壩

世界最高拱壩。位於喬治亞英古里河上。壩址處河谷不對稱。岩層為石灰岩和白雲岩，地質條件複雜，地震烈度8度 。水庫總庫容11.1億立方米 。壩系雙曲拱壩 ，最大壩高272米，寬高比2.3，厚高比0.29，拱壩兩側設重力墩（墩長118米），壩頂弧長758米，壩頂寬10米 ，壩底寬86.5米。為適應地形和地質條件，壩的下部設定混凝土墊座，拱壩與墊座之間設有周邊縫，使荷載通過墊座均勻地傳到基岩上。壩頂設6個溢流表孔；壩身下部設7個深孔，其中5個孔留作將來修建抽水蓄能電站的取水孔 。工程於1975年開工 ，1980年建成。

基本介紹

• 中文名：英古里壩
• 外文名：The British guri dam
• 水庫總庫容：11.1億立方米
• 厚高比：0.29
• 最大壩高：272米
• 修建時間：1975年至1980年

簡介

英古里壩位於喬治亞共和國英古里(Ингури)河支瓦爾峽谷內，臨近土耳其邊界。該壩為雙曲拱壩，最大壩高271.5m。是世界上最高的拱壩。地下式水電站，裝機5台，單機容量26萬kW，另在尾水渠上建4座電站，裝機34萬kW，總裝機容量164萬kW。工程於1965年開始施工，1978年第一台機組發電，1982年工程竣工。水庫總庫容11.1億立方米，有效庫容6.76億立方米。該工程具有發電和防洪等綜合效益。壩區屬亞熱帶氣候，年平均溫度14℃，冬季月平均溫度低於－5℃，夏季月平均溫度23℃，全年無霜期長達287天，冬季積雪層厚24cm，年降水量2100mm。

壩址區河谷底寬50-70m，左岸岸坡為35°，右岸為45°，屬高地震區，地震烈度為8度，結構物的地震荷載按9度設計。壩基由石灰岩、白雲岩和巴列姆白雲岩（下白堊紀）組成，岩層為單斜構造，傾向下游，傾角50°-60°，河床上部呈輕微的背斜彎曲。基岩堅硬，瞬時抗壓強度約80-90MPa，裂隙發育，卸荷區岩石變形模量不超過4000～8000MPa或更低，天然完整區岩石變形模量在13000MPa以下。根據岩石的結構特點、物理力學特性和裂隙發育程度，將基岩分成6層，分層厚度40-150m。

壩址主要的斷裂破壞有：壩上游1-1.5km處的侏羅紀和白堊紀岩石接觸帶的邊緣斷層；位於壩上游1.5km處英古里逆斜斷層，其垂直斷距為1000m；構造斷層，斷距100～120m，無現代變形活動現象。屬於輕度構造破壞、開度大於10cm的裂隙和更小的裂隙約有20條。壩址河床砂礫石沖積層厚達38m。岩溶現象僅局部出現在左岸高台地的基底內，有孔穴狀岩溶及裂隙和層理呈碳酸鹽溶濾現象。

壩址處控制流域面積4060平方公里，多年平均流量155立方米/秒，最大實測流量950立方米/秒。千年一遇洪水流量2120立方米/秒。

樞紐布置

英古里水電站主要建築物包括：拱壩、泄洪建築物、隧洞型深式進水口、壓力引水隧洞、水電站地下廠房和無壓尾水隧洞。水電站總靜水頭409.5m，其中226m水頭由拱壩形成，其餘183.5m水頭則由引水洞和尾水洞形成。

英古里壩

英古里壩為雙曲拱壩，兩岸上部為重力墩，最大壩高271.5m，壩頂弧長728m，其中包括兩岸岸墩長度123m，頂拱弧長605m，河谷寬高比2.228，大壩體積396萬立方米，拱壩設有周邊縫，將拱座與壩體拱圈部分分開。中央懸臂樑處壩頂厚10m，沿周邊縫壩體厚50m，墊座與基礎接觸處為90m，壩底厚高比0.332。墊座高度在兩岸為15～20m，在河床深槽處為50m。

大壩修建在不對稱的河谷內，河谷外形近似於拋物線，其頂長與高度比為2.3。壩體分為38個壩段，橫縫是螺旋形，垂直於相應拱軸的任一水平截面。間距為15.3～16.3m。

橫縫內設有環形黃銅防滲止水片。止水片數量和長度由混凝土中滲流的允許水力梯度而定，即水頭等於和大於200m時，設3道止水，每道止水長1360mm；水頭100～200m時，設2道止水，每道止水長1360mm；水頭等於和低於100m時，設2道止水，每道止水687mm。

在壩頂以下182.5m處設有7個直徑為5m的圓形深孔，出口直徑4.35m，上游面設有檢修閘門，下游設有事故檢修閘門和工作閘門，單孔最大泄量為464立方米/秒。有4孔參與施工期導流。大壩施工後期，這7個深孔中的5個將作為壩後式抽水蓄能電站的進水口，向機組引水，而其餘2個深孔則作為壩的泄水孔。

壩頂溢洪道設有12個表孔，孔口尺寸為3.5m×9.6m（寬×高），堰頂高程低於壩頂9.6m，泄水前緣寬度超過100m（為消力池寬度50m的2倍），可宣洩全部非常洪水，最大泄量2200立方米/秒；左邊4跨和右邊2跨設有挑流鼻坎（滑雪板），中間6跨不設挑流鼻坎（滑雪板），邊緣孔設有折流牆。消力池頂寬50m，總長270m，其中平段228m，尾部傾斜段42m，末段設有50m長的柔性海漫。

英古里壩

在導流洞封閉後和深孔運用前這段時間，為了泄水，在河床深槽混凝土基座內設定3個截面為3m×5m的臨時底孔，冬季宣洩的洪水流量為400立方米/秒。閘門設計水頭為160m。水電站全部機組投入運轉後用混凝土封孔。

英古里水電站地下廠房埋深100m，長127m，寬22.4m，高51.4m。廠房頂拱襯砌用1.3m厚鋼筋混凝土。外層牆混凝土厚0.4m，用錨桿固定在岩壁上，內層牆為預製的鋼筋混凝土板，厚0.06m。內外兩層之間寬0.25-0.75m的間隙用作匯集滲水、排水和通風等。

引水道包括右岸2個深水進水口和引水隧洞。隧洞內徑9.5m，長15.7m，坡降0.0038。進水口水頭110m，調壓井處水頭175m，最大引用流量450立方米/秒，開敞式調壓井，豎井內徑21m，高175.17m，其中9m高出上室底部。豎井用鋼板襯砌，厚25mm，錐形漸變段，由直徑21m變到9.5m，與隧洞連線。尾水洞長3.15km，淨剖面面積116平方米，洞內流速5.85m。

工程施工

工程採用隧洞導流。隧洞布置在左岸，其長度為492m，淨空尺寸為10.5m×10.5m，混凝土襯砌厚30cm。按5%的導流流量950立方米/秒設計。導流隧洞於1969年完工，同年英古里河截流。1967年開始進行拱壩基坑全面開挖。兩岸平均開挖深度為35～40m，河床開挖深度約為50m。總開挖方量為260萬立方米，其中包括石方170萬立方米。

在左、右岸分別設5、6層灌漿平洞。防滲帷幕孔總長10.93萬m，最大孔深120m，深度少於90m時為兩排，大於90m時為單排，孔排距均為3m。排水孔在河床段深70m，兩岸深150m，總長為2.94萬m。固結灌漿孔深30m，總長21.62萬m。對右岸構造斷裂帶用混凝土柱和梁構成的格柵進行處理，處理深度達45～75m。混凝土澆築最高月強度接近4.5萬立方米，最高年強度53萬立方米，壩體月上升4.12m。壩塊每層澆築高度為1.5m，用4台跨度為934m、每台起重量為25t的纜式起重機運送混凝土。

設計特點

周邊縫結構

該壩採用周邊縫結構。這種設計對抗震有利，可削減乃至消除壩基拉應力，並可通過拱座均勻擴散壩基（肩）應力，從而改善地震應力分布狀況，減少產生地基裂縫的可能性。周邊縫採用三道止水，其材料均為紫銅片。

英古里壩

彈性變形

為了使壩在地震計算烈度作用下具有近似於彈性變形，設計了一種獨特的結構：在壩上部四分之一處設有穿過橫縫的水平鋼筋。英古里水電站的水庫大量放空時，其上部實際是不受壓的。此時，地震慣性力在該部分引起很大的偏心拉力，若不設定這種鋼筋是不能承受這種力的。

加固設施

基礎塑性區的形成與基礎局部變形的增大有關，而這種變形對壩的應力狀態產生不利的影響。為了消除這種現象，在壩下游兩岸的底部設計了混凝土板和設定預應力錨筋等加固設施。

防水平位移

為了抵消由於壩體施工和水庫蓄水引起右岸斷層區產生不大的水平位移，在斷層墊座上設計了專門的結構。即墊座內設兩組澆築縫。第一組縫的方向大致沿著斷層布置，其中有一條縫與橫縫重合，其餘縫設在墊座內部，從基礎面延伸至墊座高度的一半處；第二組縫的方向與壩中心面平行，也延伸到墊座高度的一半。這樣，墊座結構則能承受10cm以下的位移，而壩體應力狀態實際上不發生變化。