托克托古尔水电站

更新时间:2022-08-21 10:28

托克托古尔水电站位于吉尔吉斯斯坦共和国纳伦(Нарын)河上。混凝土重力坝,最大坝高215m,坝顶宽10m,坝底宽153m。水电站装机4台,单机容量30万kW,总装机容量120万kW,多年平均发电量44亿kW·h。水库总库容195亿立方米,有效库容140亿立方米,水库面积284平方公里,水库长65km。工程具有发电、灌溉和航运等综合效益。工程于1965年动工,1973年第一台机组投入运行,1978年全部建成。

建设规模

Toktogul Hydropower Station,Токтогульская ГЭС

多年平均径流量360.6亿立方米,最大实测流量2850立方米/秒,最小流量120~200立方米/秒,年输沙量1600t。大坝正常蓄水位高程900m,最低水位高程719.6m,死水位高程837.0m,超高水位5m,大坝下游最高水位高程371.0m,设计下泄流量4000立方米/秒,万年一遇校核流量4550立方米/秒。坝区属典型的大陆性气候,最高气温42℃,最低气温-44℃,年平均气温8.9℃。年降水量350mm。

枢纽布置

枢纽主要建筑物包括混凝土重力坝、坝后式厂房、泄洪建筑物。

枢纽布置十分紧凑。大坝为高混凝土重力坝,最大坝高215m,坝顶长292.5m。大坝体积335万立方米。大坝分河床中间坝段和两岸坝肩坝段。大坝抗震按地震加速度0.3g设计,按0.45g校核(相当于10度地震烈度)。中间坝段上游面倾斜段坝坡1∶1.3,下游面坝坡1∶0.7;两岸坝段上游面坝坡1∶0.66,下游面坝坡1∶0.6。中间坝段体积大,整体性好,相对较稳定安全,引水管、泄水深孔和进水孔等都布置在该坝段内。大坝横缝与河床成一交角,即横缝向下游为一扇形布置,以减少传到两岸的荷载,使中间坝段承担更多的荷载。坝轴线布置向下游弯曲,形成一扇形,以减少岸边承受的荷载。大坝与厂房之间设有垂直分缝,防止不均匀沉陷造成的影响,尽可能使大坝荷载不传递到厂房坝段。中间坝段内发电引水管直径7m,水头180m,管道周围有大范围拉应力,引水管之间特别是垂直段处距离较小,为均匀传力,管道外壁设有弹性衬垫。

右岸设有2个表孔,另在坝体内设有2个深孔。坝顶表孔溢洪道共设2孔,布置在右岸边,孔口宽10m,堰顶水深9.1m,2孔总泄量900立方米/秒,泄水槽宽度沿轴线方向逐渐缩小到12m,出口末端做成折弯剖面,使下泄水流控制在一垂直面内,尽可能避开冲刷岸坡。溢流面设有两个渗气槽坎,上槽坎高程865.35m,由坎高15cm、坡度1∶6的挑坎和跌落215cm的跌坎组成,采用分流墩后的空腔进气。下槽坎设在大坝与厂房之间,由1个跌坎和通气槽组成,跌落高度45cm。坝内设有两个深孔在厂房顶部通过,泄量1440立方米/秒,最高库水位至厂房顶落差为125m。

水电站为坝后式厂房,总装机容量120万kW,厂房采用双排机组布置和双层尾水管结构(见托克托古尔水电站厂房双排机组布置图),上下游方向和垂直水流方向机组中心线间距均为24m。上下层之间隔板厚约5m。蜗壳与发电引水管道最小间距约1m。厂房水下部分为大体积混凝土结构,沿水流方向长约67m,宽度按蜗壳尺寸确定,主厂房高约25m。装机4台,为PO-170/622Б-B-500型混流式水轮机,最大出力36万kW,最大水头186m,设计水头140m,最小水头110m,转轮直径5.35m,额定转速166.7r/min,最大保证效率95.5%。伞型发电机为СВΦ990/230-36型,空气冷却。转子重760t。每排2台机组设一台桥式吊车,起重量430t,可双向行走,使2台吊车走到同一排机组起吊转子。安装间布置在坝下游靠近厂房交通隧洞出口。4台变压器布置在主厂房密封室内。电站出线用4回线500kV高压电缆送到1200m远的架空线,2回线送到3km远的变电所,另2回线向南北输送并入电网。

工程施工

土石方开挖量1371.1万立方米,混凝土浇筑量389.8万立方米,金属结构安装量31700t,施工期高峰人数18000人,混凝土浇筑工期78个月。

采用隧洞导流,导流洞布置在河床右岸,宽13m,高15.4m,长796m,为矩形横断面,断面面积200平方米。衬砌采用200号混凝土,厚度0.8m,隧洞坡度0.003。上游围堰高40m,采用土工薄膜防渗。1966年1月坝址河床截流,截流流量按20年一遇流量200立方米/秒设计,实测流量130立方米/秒,龙口宽度10m,最大落差7.18m,最大流速11~12立方米/秒。截流采用立堵端进,截流开始端进缓慢,水流转向导流隧洞后端进加快,龙口合龙抛投20t重的石串,截流运输机械采用10~25t自卸卡车和推土机,最大抛投强度540立方米/h,截流耗时6h。大坝施工因受地质条件限制,不适合采用起重机械或缆机,只能采用专门的自卸卡车运送混凝土拌合料,浇筑用大面积薄层通仓浇筑法,减少垂直施工缝,以提高结构整体性。浇筑层高0.75m,夏季减至0.5m,冬季提高到1m,浇筑仓面积1900~2300m,采用钢筋混凝土模板形成施工缝,并留在坝体内。混凝土选用硅酸盐水泥,掺入火山灰30%,用4级配砾石,骨料最大粒径130mm,细骨料用人工砂,混凝土拌和设备生产能力240立方米/h。

粗骨料冷至2℃,细骨料喷雾冷至5℃,在混凝土拌和厂补加一部分冰块。大坝仓面整年设有自升式帐篷,帐篷可覆盖全部结构物表面,冬季混凝土施工有加热设备,保证混凝土温度达到15.5℃。坝体月升高速度6~8m,最高月浇筑强度6万立方米,月平均浇筑强度4.1万立方米,最高年浇筑强度61.7万立方米,浇筑工期78个月。

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