卡富埃峽水電站

卡富埃峽水電站

Kafue Gorge Hydropower Station

概述

卡富埃峽水電站位於尚比亞境內贊比西河支流卡富埃(Kafue)河上，在卡富埃公路橋下游26km處。堆石壩，最大壩高50m，電站裝機容量90萬kW，工程於1967年開工，1971年10月第一台機組開始發電，1972年4月全部機組投入運行。 卡富埃峽周圍地區主要由前寒武紀岩石組成，部分屬基底雜岩，部分屬加丹加系。基底雜岩由嚴重變質和變形的火成岩及水成岩組成，如花崗岩、片麻岩和強變質的雲母片岩。加丹加系岩石較基底雜岩年輕，沒有那么強的變質和變形現象，主要由石英岩、石灰岩和火山岩組成。河流北岸主要為加丹加系岩石覆蓋，而南岸則以基底雜岩為主。加丹加系岩石通常不如基底雜岩適合於修建地下工程，加之地形原因，故水電站廠房布置在南岸。該處岩層主要是花崗岩、片麻-花崗岩，混有強變質雲母片岩的片麻岩、角閃岩及石英岩。裂隙出現率較低，大多數裂隙密集。不同種類岩石的接觸面多半是穩定的。風化深度通常在5～10m，在破碎帶和裂隙帶上，風化較深，達30m以上。 壩址控制流域面積15.3萬km2，年降雨量813～1270mm。實測最大流量1982m3/s，最小流量11m3/s，平均流量343m3/s。水庫最高水位976m，面積80940hm2，有效庫容7.4億m3。

樞紐布置

樞紐包括一座攔河堆石壩、北岸溢洪道和南岸地下廠房，還有上游引水隧洞、垂直壓力管道和下游尾水隧洞等。 堆石壩最大壩高50m，壩頂長度375m，壩頂寬度6m，體積120萬m3，其中堆石75.7萬m3，不透水填料19.9萬m3，反濾料24.8萬m3。 混凝土溢洪道設4孔閘門(14m寬×11.5m高)，泄流量為4250m3/s。 廠房為地下式廠房。由一條斷面為117m2、長9.8km的水平未襯砌隧洞向廠房引水，再由6條深400m的垂直壓力管道引入6台水力發電機組，然後水由一條與引水隧洞等面積、長1.4km的未襯砌尾水隧洞泄向下游。在電廠全負荷運行情況下，水流經引水和尾水隧洞的流速為2.4m3/s。 主廠房和變壓器設在兩個地下大洞室內，位於岩石以下500m，尺寸相應為32m×15m×130m及21m×17m×125m(高×寬×長)。 廠房內共安裝了6台混流式水輪機組，單機容量15萬kW，引用流量174m3/s。

工程施工

施工期間，河水由右岸2條導流隧洞導流，隧洞面積為120m2，長度分別為300m和400m，導流洞為未襯砌有壓隧洞，洞內最大流速7m3/s，運行良好。 引水隧洞分5個工作面同時掘進，先採用導坑法，後採用台階法。各工作面頂部導坑每月平均掘進率為117m，最佳日掘進率9.6m。共安裝43段鋼筋拱，全長400m，澆築18段混凝土拱，全長185m。噴混凝土面積約30000m2，平均厚度5cm。地下工程總開挖量為162.3萬m3。