托克托古爾水電站

Toktogul Hydropower Station，Токтогульская　ГЭС

壩址地處為兩岸陡峭的"V"形峽谷，岸坡幾近直立，高出壩頂500～600m，局部有反坡。壩基為大理石灰岩，裂隙發育，部分裂隙寬度達1m，內有糜稜巖和角礫岩填充物。灰巖抗壓強度93～100MPa。壩區地震烈度9度。壩址多年平均徑流量360.6億立方米，最大實測流量2850立方米/秒，最小流量120～200立方米/秒，年輸沙量1600t。大壩正常蓄水位高程900m，最低水位高程719.6m，死水位高程837.0m，超高水位5m，大壩下游最高水位高程371.0m，設計下泄流量4000立方米/秒，萬年一遇校核流量4550立方米/秒。壩區屬典型的大陸性氣候，最高氣温42℃，最低氣温-44℃，年平均氣温8.9℃。年降水量350mm。

樞紐主要建築物包括混凝土重力壩、壩後式廠房、泄洪建築物。

樞紐佈置十分緊湊。大壩為高混凝土重力壩，最大壩高215m，壩頂長292.5m。大壩體積335萬立方米。大壩分河牀中間壩段和兩岸壩肩壩段。大壩抗震按地震加速度0.3g設計，按0.45g校核(相當於10度地震烈度)。中間壩段上游面傾斜段壩坡1∶1.3，下游面壩坡1∶0.7；兩岸壩段上游面壩坡1∶0.66，下游面壩坡1∶0.6。中間壩段體積大，整體性好，相對較穩定安全，引水管、泄水深孔和進水孔等都佈置在該壩段內。大壩橫縫與河牀成一交角，即橫縫向下遊為一扇形佈置，以減少傳到兩岸的荷載，使中間壩段承擔更多的荷載。壩軸線佈置向下遊彎曲，形成一扇形，以減少岸邊承受的荷載。大壩與廠房之間設有垂直分縫，防止不均勻沉陷造成的影響，儘可能使大壩荷載不傳遞到廠房壩段。中間壩段內發電引水管直徑7m，水頭180m，管道周圍有大範圍拉應力，引水管之間特別是垂直段處距離較小，為均勻傳力，管道外壁設有彈性襯墊。

右岸設有2個表孔，另在壩體內設有2個深孔。壩頂表孔溢洪道共設2孔，佈置在右岸邊，孔口寬10m，堰頂水深9.1m，2孔總泄量900立方米/秒，泄水槽寬度沿軸線方向逐漸縮小到12m，出口末端做成折彎剖面，使下泄水流控制在一垂直面內，儘可能避開沖刷岸坡。溢流面設有兩個滲氣槽坎，上槽坎高程865.35m，由坎高15cm、坡度1∶6的挑坎和跌落215cm的跌坎組成，採用分流墩後的空腔進氣。下槽坎設在大壩與廠房之間，由1個跌坎和通氣槽組成，跌落高度45cm。壩內設有兩個深孔在廠房頂部通過，泄量1440立方米/秒，最高庫水位至廠房頂落差為125m。

水電站為壩後式廠房，總裝機容量120萬kW，廠房採用雙排機組佈置和雙層尾水管結構(見托克托古爾水電站廠房雙排機組佈置圖)，上下游方向和垂直水流方向機組中心線間距均為24m。上下層之間隔板厚約5m。蝸殼與發電引水管道最小間距約1m。廠房水下部分為大體積混凝土結構，沿水流方向長約67m，寬度按蝸殼尺寸確定，主廠房高約25m。裝機4台，為PO-170/622Б-B-500型混流式水輪機，最大出力36萬kW，最大水頭186m，設計水頭140m，最小水頭110m，轉輪直徑5.35m，額定轉速166.7r/min，最大保證效率95.5%。傘型發電機為СВΦ990/230-36型，空氣冷卻。轉子重760t。每排2台機組設一台橋式吊車，起重量430t，可雙向行走，使2台吊車走到同一排機組起吊轉子。安裝間佈置在壩下游靠近廠房交通隧洞出口。4台變壓器佈置在主廠房密封室內。電站出線用4回線500kV高壓電纜送到1200m遠的架空線，2回線送到3km遠的變電所，另2回線向南北輸送併入電網。

土石方開挖量1371.1萬立方米，混凝土澆築量389.8萬立方米，金屬結構安裝量31700t，施工期高峯人數18000人，混凝土澆築工期78個月。

採用隧洞導流，導流洞佈置在河牀右岸，寬13m，高15.4m，長796m，為矩形橫斷面，斷面面積200平方米。襯砌採用200號混凝土，厚度0.8m，隧洞坡度0.003。上游圍堰高40m，採用土工薄膜防滲。1966年1月壩址河牀截流，截流流量按20年一遇流量200立方米/秒設計，實測流量130立方米/秒，龍口寬度10m，最大落差7.18m，最大流速11～12立方米/秒。截流採用立堵端進，截流開始端進緩慢，水流轉向導流隧洞後端進加快，龍口合龍拋投20t重的石串，截流運輸機械採用10～25t自卸卡車和推土機，最大拋投強度540立方米/h，截流耗時6h。大壩施工因受地質條件限制，不適合採用起重機械或纜機，只能採用專門的自卸卡車運送混凝土拌合料，澆築用大面積薄層通倉澆築法，減少垂直施工縫，以提高結構整體性。澆築層高0.75m，夏季減至0.5m，冬季提高到1m，澆築倉面積1900～2300m，採用鋼筋混凝土模板形成施工縫，並留在壩體內。混凝土選用硅酸鹽水泥，摻入火山灰30%，用4級配礫石，骨料最大粒徑130mm，細骨料用人工砂，混凝土拌和設備生產能力240立方米/h。

粗骨料冷至2℃，細骨料噴霧冷至5℃，在混凝土拌和廠補加一部分冰塊。大壩倉面整年設有自升式帳篷，帳篷可覆蓋全部結構物表面，冬季混凝土施工有加熱設備，保證混凝土温度達到15.5℃。壩體月升高速度6～8m，最高月澆築強度6萬立方米，月平均澆築強度4.1萬立方米，最高年澆築強度61.7萬立方米，澆築工期78個月。