世界最高拱坝。位于格鲁吉亚英古里河上。坝址处河谷不对称。岩层为石灰岩和白云岩,地质条件复杂,地震烈度8度 。水库总库容11.1亿立方米 。坝系双曲拱坝 ,最大坝高272米,宽高比2.3,厚高比0.29,拱坝两侧设重力墩(墩长118米),坝顶弧长758米,坝顶宽10米 ,坝底宽86.5米。为适应地形和地质条件,坝的下部设置混凝土垫座,拱坝与垫座之间设有周边缝,使荷载通过垫座均匀地传到基岩上。坝顶设6个溢流表孔;坝身下部设7个深孔,其中5个孔留作将来修建
抽水蓄能电站的取水孔 。工程于1975年开工 ,1980年建成。
简介
英古里坝位于格鲁吉亚共和国英古里(Ингури)河支瓦尔峡谷内,临近土耳其边界。该坝为双曲拱坝,最大坝高271.5m。是
世界上最高的拱坝。地下式水电站,装机5台,单机容量26万kW,另在尾水渠上建4座电站,装机34万kW,总装机容量164万kW。工程于1965年开始施工,1978年第一台
机组发电,1982年工程竣工。水库总
库容11.1亿立方米,有效库容6.76亿立方米。该工程具有发电和防洪等综合效益。坝区属
亚热带气候,年平均温度14℃,冬季月平均
温度低于-5℃,夏季月平均温度23℃,全年
无霜期长达287天,冬季积雪层厚24cm,年
降水量2100mm。
坝址区河谷底宽50-70m,左岸岸坡为35°,右岸为45°,属高地震区,地震烈度为8度,结构物的
地震荷载按9度设计。坝基由石灰岩、白云岩和巴列姆白云岩(下白垩纪)组成,岩层为单斜构造,倾向下游,倾角50°-60°,河床上部呈轻微的背斜弯曲。基岩坚硬,瞬时抗压强度约80-90MPa,裂隙发育,卸荷区岩石变形模量不超过4000~8000MPa或更低,天然完整区岩石变形模量在13000MPa以下。根据岩石的结构特点、物理力学特性和裂隙发育程度,将基岩分成6层,分层厚度40-150m。
坝址主要的断裂破坏有:坝上游1-1.5km处的侏罗纪和白垩纪岩石接触带的边缘断层;位于坝上游1.5km处英古里逆斜
断层,其垂直断距为1000m;构造断层,断距100~120m,无现代变形活动现象。属于轻度构造破坏、开度大于10cm的裂隙和更小的裂隙约有20条。坝址河床砂砾石
冲积层厚达38m。岩溶现象仅局部出现在左岸高台地的基底内,有孔穴状岩溶及裂隙和层理呈碳酸盐溶滤现象。
坝址处控制流域面积4060平方公里,多年平均流量155立方米/秒,最大实测流量950立方米/秒。千年一遇洪水流量2120立方米/秒。
枢纽布置
英古里水电站主要建筑物包括:
拱坝、泄洪
建筑物、隧洞型深式进水口、压力引水隧洞、水电站地下厂房和无压尾水隧洞。水电站总静水头409.5m,其中226m水头由拱坝形成,其余183.5m水头则由引水洞和尾水洞形成。
英古里坝为双曲拱坝,两岸上部为重力墩,最大坝高271.5m,坝顶弧长728m,其中包括两岸岸墩长度123m,顶拱弧长605m,河谷宽高比2.228,大坝体积396万立方米,拱坝设有周边缝,将拱座与坝体拱圈部分分开。中央悬臂梁处坝顶厚10m,沿周边缝坝体厚50m,垫座与基础接触处为90m,坝底厚高比0.332。垫座高度在两岸为15~20m,在河床深槽处为50m。
大坝修建在不对称的河谷内,河谷外形近似于
抛物线,其顶长与高度比为2.3。坝体分为38个坝段,横缝是螺旋形,垂直于相应拱轴的任一水平截面。间距为15.3~16.3m。
横缝内设有环形黄铜防渗止水片。止水片
数量和
长度由混凝土中渗流的允许水力梯度而定,即水头等于和大于200m时,设3道止水,每道止水长1360mm;水头100~200m时,设2道止水,每道止水长1360mm;水头等于和低于100m时,设2道止水,每道止水687mm。
在坝顶以下182.5m处设有7个直径为5m的
圆形深孔,出口直径4.35m,上游面设有检修闸门,下游设有事故检修闸门和工作闸门,单孔最大泄量为464立方米/秒。有4孔参与施工期导流。大坝施工后期,这7个深孔中的5个将作为坝后式
抽水蓄能电站的进水口,向机组引水,而其余2个深孔则作为坝的泄水孔。
坝顶溢洪道设有12个表孔,孔口尺寸为3.5m×9.6m(宽×高),堰顶高程低于坝顶9.6m,泄水前缘宽度超过100m(为消力池宽度50m的2倍),可宣泄全部非常洪水,最大泄量2200立方米/秒;左边4跨和右边2跨设有挑流鼻坎(滑雪板),中间6跨不设挑流鼻坎(滑雪板),边缘孔设有折流墙。消力池顶宽50m,总长270m,其中平段228m,尾部倾斜段42m,末段设有50m长的柔性海漫。
在导流洞封闭后和深孔运用前这段时间,为了泄水,在河床深槽
混凝土基座内设置3个截面为3m×5m的临时底孔,冬季宣泄的洪水流量为400立方米/秒。闸门设计水头为160m。
水电站全部机组投入运转后用混凝土封孔。
英古里水电站地下
厂房埋深100m,长127m,宽22.4m,高51.4m。厂房顶拱衬砌用1.3m厚
钢筋混凝土。外层墙混凝土厚0.4m,用锚杆固定在岩壁上,内层墙为预制的
钢筋混凝土板,厚0.06m。内外两层之间宽0.25-0.75m的间隙用作汇集渗水、排水和通风等。
引水道包括右岸2个深水进水口和引水隧洞。隧洞内径9.5m,长15.7m,坡降0.0038。进水口水头110m,调压井处水头175m,最大引用流量450立方米/秒,开敞式调压井,竖井内径21m,高175.17m,其中9m高出上室底部。竖井用
钢板衬砌,厚25mm,锥形渐变段,由
直径21m变到9.5m,与
隧洞连接。尾水洞长3.15km,净剖面面积116平方米,洞内流速5.85m。
工程施工
工程采用隧洞导流。隧洞布置在左岸,其
长度为492m,净空尺寸为10.5m×10.5m,混凝土衬砌厚30cm。按5%的导流流量950立方米/秒设计。导流隧洞于1969年完工,同年英古里河截流。1967年开始进行拱坝基坑全面开挖。两岸平均开挖深度为35~40m,河床开挖深度约为50m。总开挖方量为260万立方米,其中包括石方170万立方米。
在左、右岸分别设5、6层灌浆平洞。防渗帷幕孔总长10.93万m,最大孔深120m,深度少于90m时为两排,大于90m时为单排,孔排距均为3m。排水孔在河床段深70m,两岸深150m,总长为2.94万m。固结灌浆孔深30m,总长21.62万m。对右岸构造断裂带用混凝土柱和梁构成的格栅进行处理,处理深度达45~75m。混凝土浇筑最高月强度接近4.5万立方米,最高年
强度53万立方米,坝体月上升4.12m。坝块每层浇筑高度为1.5m,用4台跨度为934m、每台起重量为25t的缆式起重机运送混凝土。
设计特点
周边缝结构
该坝采用周边缝结构。这种设计对抗震有利,可削减乃至消除坝基拉应力,并可通过拱座均匀扩散坝基(肩)应力,从而改善地震应力分布状况,减少产生地基裂缝的可能性。周边缝采用三道止水,其材料均为紫铜片。
弹性变形
为了使坝在地震计算烈度作用下具有近似于
弹性变形,设计了一种独特的结构:在坝上部四分之一处设有穿过横缝的水平
钢筋。英古里水电站的水库大量放空时,其上部实际是不受压的。此时,
地震惯性力在该部分引起很大的偏心拉力,若不设置这种钢筋是不能承受这种力的。
加固设施
基础塑性区的形成与基础局部变形的增大有关,而这种变形对坝的应力状态产生不利的影响。为了消除这种现象,在坝下游两岸的底部设计了混凝土板和设置预应力锚筋等加固设施。
防水平位移
为了抵消由于坝体施工和
水库蓄水引起右岸断层区产生不大的水平位移,在断层垫座上设计了专门的结构。即垫座内设两组浇筑缝。第一组缝的方向大致沿着断层布置,其中有一条缝与横缝重合,其余缝设在垫座内部,从基础面延伸至垫座高度的一半处;第二组缝的方向与坝中心面平行,也延伸到垫座高度的一半。这样,垫座结构则能承受10cm以下的位移,而坝体应力状态实际上不发生变化。