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巴克拉水利樞紐(Bhakra Project) 位於喜馬偕爾邦印度河支流薩特萊傑(Sutlei)河上游的巴克拉峽谷進口處,印度綜合利用印度河東部支流水資源的骨幹水利樞紐工程。壩址控制流域面積56980平方公里,年平均徑流量168億立方米。水庫總庫容96.2億立方米,有效庫容71.9億立方米。工程的主要任務是發電和灌溉,兼有防洪作用。水電站總裝機容量120萬kW。灌區分佈在旁遮普邦、哈里亞納邦和拉賈斯坦邦,總灌溉面積約266.7萬公頃。灌溉引水渠上設有一座15.4萬kW水電站。

巴克拉壩

Bhakra Dam


概  述

  巴克拉壩位於印度喜馬偕爾邦印度河支流薩特萊傑(Sutlej)河上游的巴克拉峽谷進口處,是印度綜合利用印度河東部支流水資源的骨幹水利樞紐工程。混凝土重力壩,最大壩高226m,水庫總庫容96.2億m3,有效庫容71.9億m3。水電站總裝機容量135.4萬kW。該壩下游建有楠加爾(Nangal)引水壩和巴克拉楠加爾灌溉系統。灌區分佈在旁遮普邦、哈里亞納邦和拉賈斯坦邦,總灌溉面積約266.67萬hm2。從比阿斯河引水至巴克拉水庫后,灌溉面積增加到400萬hm2。工程於1948年開工,1963年全部建成投入運用。
  壩基為第三系砂岩和粘土岩互層。岩層走向垂直河谷,傾向下游,傾角70°。在壩軸部位有一平行於壩軸線方向的剪切破碎帶,寬4.6m,緊靠壩踵的上游有一寬45m的粘土岩層,壩軸線下游也有一寬9.2m的粘土岩層。在壩址下游約400m處有一斷層通過。設計地震烈度9度。
  壩址控制流域面積56980km2,年平均徑流量168億m3。1971年實測最大洪水17228m3/s,現採用千年一遇11327m3/s作為設計洪水,水庫面積168.4km2

樞紐布置
  樞紐由大壩、左右岸廠房和泄水建築物組成。
  大壩壩頂高程518.11m,壩頂寬9.1m,最大底寬190m。壩頂長518m,上游面上部為垂直面,下部坡度1∶0.35,下游面坡度1∶0.8,大壩體積413萬m3
  泄水建築物布置在河床中間,包括壩頂表孔和兩層壩內深孔,表孔共4孔,裝有15.2m×14.48m弧形閘門;16個深孔,每層8個,高程分別為432.82m和402.34m,用於補充灌溉用水。泄水建築物表孔泄流量5587m3/s,深孔約2625m3/s。
  左、右岸設壩后式廠房,分別裝有5台10.8萬kW和5台13.2萬kW水輪機發電機組。另外,灌溉引水渠上還裝機15.4萬kW。由於基岩強度低,下游採用底流消能。消力池護坦包括與下游壩面連接的圓弧段、1∶10的傾斜段和水平段,全長156m。消力池末端曾考慮設消力坎,恐遭空蝕破壞而取消。為了便於檢修護坦,在消力池中部設有一道隔牆。
工程施工
  壩基灌漿與排水。①固結灌漿:灌漿範圍包括壩踵前15m,壩址后18m。起始孔距6m,以後加密至3m或1.5m。鑽孔孔徑76.63mm,孔深9.2~18.3m,最大灌漿壓力0.53MPa。灌漿採用分段鑽孔,分段加壓。②防滲帷幕灌漿:考慮到砂岩節理髮育,先用中壓灌漿,然後用高壓灌漿。中壓灌漿孔深15~38m,孔徑76.33mm,孔距3m,灌漿壓力0.7~2.1MPa。也採用分段鑽孔,分段灌漿。高壓灌漿孔距6m,然後加密到1.5m,孔徑76.33mm,孔深45~76m,灌漿壓力2.1~4.2MPa。③基礎排水:排水孔布置在帷幕下游,間距6m,孔深15~38m。分別在基礎主廊道內、兩岸平洞內鑽孔,在平洞內的鑽孔是垂直向上鑽的。
  壩基粘土岩和剪切破碎帶的處理。壩踵上游的粘土岩,寬30~45m,受巴克拉大斷層的影響,砂岩層已倒轉,有許多節理,並充填有含泥物質,採用挖除和固結灌漿處理。在壩踵前平均高程335.3m處向下挖除粘土岩43m,並回填混凝土塞。在混凝土塞與壩踵間用混凝土板連接,既可將壩踵應力傳遞到砂岩上,又可作高壓灌漿時的壓重。為了防滲在混凝土板上填3m厚的粘土,再在粘土上壓堆石,最大厚度達37m,以增加地震時的壩體穩定。對砂岩進行固結灌漿,並在混凝土塞和板內設置廊道,以便日後補充灌漿。
  壩基下的粘土夾層(寬9.2m)和剪切破碎帶(寬4.6m),也用挖除和回填混凝土的方法處理。其開挖深度則根據具體情況,經計算採用不同深度。消力池下的寬60m的粘土岩夾層,僅開挖至堅硬粘土層,將上面的消力池底板加厚到12m。對兩岸近水平的剪切破碎帶,進行全面的固結灌漿,然後在已固結破碎區開挖1.8m×1.1m的平洞,平洞間距12.2m,洞內填混凝土。
  大壩施工採用隧洞導流,兩條直徑15.2m的隧洞分在左右岸。
其  他
  1.事故處理
  經過最大泄量2830m3/s過水78d的運行后,消力池底板受到嚴重的沖刷,用水下混凝土進行修補無效。經多種方案比較后採用氣壓沉箱法。沉箱外部輪廓尺寸為8m×8m,底部工作斷面尺寸為6.5m×6.5m,分成13節,每節高2m,全高26m。根據沖蝕深度,採用不同修補方法:①沖深小於75mm時用環氧樹脂混凝土,由樹脂100%、凝固劑25%、石英砂200%、粒徑10mm的細礫石500%(均為重量比)配合拌成;②沖深在75~200mm時用27.5MPa混凝土鋪設,最大粒徑按深度選擇,沖深小於150mm時為20mm,沖深大於150mm,粒徑為38mm;③沖深在200~300mm時,鋪設厚75mm的混凝土保護層,並先在基岩中插入20mm的錨筋和進行環氧灌漿,孔深32mm。修補完成後,所有縫面塗環氧樹脂。

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