卡博拉巴薩水電站樞紐布置

樞紐主體建筑物包括1座雙曲拱壩和左、右岸各1座地下廠房。工程分兩期施工，一期工程主要是修建拱壩和右岸地下廠房，以及相應的輸變電工程;二期工程為左岸地下廠房和相應的輸電及生活服務設施等。

拱壩壩頂高程331m，壩頂弧長303m，頂厚4m，底厚23m。在壩頂以下100m處設8個矩形斷面的深泄水孔，進口軸線高程238.5m，底板高程由231m向上傾斜至243m，末端設挑流坎，挑射角32.5°。底孔出口高7.8m、寬6.0m，由弧形閘門控制，閘門尺寸7.9m×6.1m(高×寬)，閘門承受86m水頭?？卓诜?組，對稱布置，每組自相平行，2組軸線在平面上有8°交角，以保證出流趨向河軸，避免沖刷兩岸。各孔閘門附近用44.5mm不銹鋼襯護。弧形門面板為20mm厚的鋼板，表面用5mm厚不銹鋼襯護。門樞也是不銹鋼的。為調節(jié)流量，保證下游通航，中間6個門可以部分自由開啟應用。上游水位326m時，底孔總泄流量達13000立方米/秒。在壩頂中部還布置有1個表面溢流孔，設寬12m、高5.1m的舌瓣閘門。在大壩上游水位超過329m時啟用，可泄放流量420立方米/秒，同時用來排放漂浮物。壩體內設有2條廊道，用于灌漿和排水。

第一期地下廠房在右岸，電站由5個進水口，分別經直徑11.3m的壓力鋼管引水至廠房。進水口布置在正常高水位以下50m的基巖陡坡上，進水口段長152m，設固定攔污柵。壓力鋼管自進口以下軸線傾角為45°，后接水平段進入廠房。廠房軸線基本為南北向，地質與壩址基本相同。廠房長220m，平均寬29m，由尾水管底板起算高57m。廠房頂部為拱形，混凝土襯砌。安裝5臺混流式水輪發(fā)電機組，額定水頭103.5m，額定出力41.5萬kW，最大水頭127m，最大出力48.4萬kW。單機引用流量452立方米/秒。轉輪直徑6.56m，用不銹鋼制成。發(fā)電機額定容量48萬kVA，轉速107.1r/min，功率因數0.85，出線電壓16kV，頻率50Hz，轉子直徑13m。每臺機組配3臺單相16/220kV變壓器。變壓器室與廠房平行，在廠房上游40m(軸線間距)處，高壓出線經直徑7m的電纜井通至地面。

廠房下游有2座調壓室，室底高程170.34m，左、右調壓室分別與1~3號和4~5號機組的尾水管連接，高71.7m，寬21m，分別長72、76m。2條尾水洞，分別長240m和320m，斷面積均為300平方米，過流能力為2200立方米/秒。

第二期地下廠房布置在左岸，安裝5臺單機容量相同的機組(其中1臺備用)。

Cabora Bassa HydropowerStation

卡博拉巴薩水電站位于非洲東南部莫桑比克境內贊比西河的中游，在太特市西北約150km處，離河流入海口500余km。除發(fā)電外，電站還承擔了上下游通航、防洪、灌溉和水庫養(yǎng)殖等任務。電站裝機容量415萬kW，年發(fā)電量205億kW·h。工程分兩期建設，一期工程于1969年10月開工，1974年12月截流，1975年4月開始發(fā)電，1979年1月一期工程竣工;二期工程于1984年開工，1987~1988年投產發(fā)電。

大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高163.5m。壩址基巖為良好的粗晶紫蘇花崗巖系似花崗巖狀片麻巖，略有片理。少數地點有煌斑巖薄巖脈和輝長巖脈?；鶐r致密，巖性良好，除個別部位外，一般透水性弱，彈性模量較高。

壩址以上控制流域面積90萬平方公里，多年平均徑流量868億立方米(上游450km處卡里巴水庫下泄徑流量平均每年418億立方米，卡里巴水庫以下區(qū)間徑流量平均每年450億立方米)，多年平均流量是2750立方米/秒。水庫總庫容630億立方米。壩址位于長46km、呈"V"形的卡博拉巴薩峽谷的最窄處，兩岸接近垂直。河流深槽靠近右岸，最深點高程是170m。壩頂高程331m處河谷寬約250m。

水庫正常蓄水位為326m，回水長250km，水庫面積2700平方公里。最低運行水位295m，有效庫容520億立方米，可進行年調節(jié)?？菟诹髁吭?000~3000立方米/秒時，壩址水位為200~207m;洪水期流量一般為8000~10000立方米/秒，流量達10000立方米/秒時，相應水位為329.5m。泄洪建筑物的設計流量為13000立方米/秒。

施工期間左、右岸各修1條導流隧洞，均為城門形斷面，底寬16m，邊墻高11m，底板至拱頂高16m，總泄流量為4500立方米/秒。右岸隧洞長440m，進口高程193.0m，出口高程188.5m;進口設2扇鋼閘門，作為日后斷流蓄水之用;進口段20m用鋼筋混凝土襯砌，出口段為混凝土襯砌。右岸隧洞于1971年先建成，宣泄枯水流量，實現河床截流。左導流洞長540m，進口高程207.0m，出口高程198.5m，進口處不設控制閘門，用于宣泄河床平均流量。隧洞開挖使用4臂盾構，每日2班，每班工作9h，臺班進尺5.4m。

截流是在枯水季節(jié)，流量小于2000立方米/秒時進行的。水深達30m，河寬約100m，用卡車同時從右岸向左岸填筑3條戧堤來完成截流。截流總水頭為7m，共投石30萬立方米，投石強度約為300立方米/h。

上、下游圍堰是在截流戧堤的基礎上擴建而成的，考慮到贊比西河洪水量大，采取了圍堰過水方案，設計過流量10000立方米/秒。圍堰高約40m，上游圍堰頂長140m，部分由重3~4t的大石襯護。下游圍堰頂寬約100m，部分用7m×7m×2.6m的混凝土板襯護，板間用鋼筋連接。上、下游圍堰均在堰內設鋼板樁截水墻，

下接水泥砂漿防滲帷幕。設計溢流單寬流量為100立方米/秒。實際最大過流量7000立方米/秒，單寬流量74立方米/秒，堰上最大流速13m/s。1971~1972年過水后，上游圍堰設自潰式堤，高4.5m。

圍堰填筑主要采用大塊石，最大塊石重400kg，總填筑方量為30萬立方米，施工設備為32t自卸卡車和5立方米推土機，填筑速度為300立方米/h，即每月14萬立方米。鋼板樁截水墻的施工在截流之后進行。板樁最大高度35m，重約3t，施工設備為1臺起吊高度55m的300t級起重機，使用3.6t汽動打樁錘打樁，每臺班工作9h，打樁5塊，即每天10塊。

大壩基礎開挖分3段進行，先右岸、左岸而后河床。左右岸較高部位不受河水漲落的影響，在導流結束之前就開始開挖，采用纜機施工?；訌?971年8月到1972年11月共開挖石方50萬立方米，開挖后除對基礎進行固結和排水處理外，還對煌斑巖脈造成的不連續(xù)帶進行回填、灌漿、錨固等專門處理。

壩體分22壩塊，各寬15m，混凝土澆筑從兩岸壩基較高部位開始，邊開挖邊澆筑，為保證新澆筑混凝土不受開挖爆破的影響，澆筑塊邊緣與巖石開挖面之間保持15m以上的距離。在澆筑過程中大致保持兩岸澆筑對稱進行。澆筑層厚度，壩基處為1.25m，以上均為2.5m。澆筑溫度限制在35℃以下;超過時必須采取冷卻措施。在壩體內埋設有蛇形冷卻管。2層澆筑時間要求至少錯開72h，在澆筑混凝土時，振搗厚度不超過50cm。壩體內部混凝土抗壓強度為31.5MPa，壩的上下游表層為25MPa。

混凝土施工的主要機械設備為:① 碎石機:額定效率為400t/h，生產粒徑為0~155mm的碎石;② 拌和樓:生產能力為180立方米/h和60立方米/h的拌和樓各1座，配有5座容量各150t的水泥筒倉;③ 混凝土澆筑:用吊罐從拌和樓運至纜機平臺，纜車2臺，跨度1000m，載重18t。

一期工程的主要工程量有:地面開挖330萬立方米，地下開挖120萬立方米，混凝土120萬立方米，其中大壩本身60萬立方米，地下工程30萬立方米，共用鋼2.5萬t。高峰人數7000人。

卡博拉巴薩拱壩的泄洪方式是第一次大規(guī)模地在拱壩壩體內采用深孔泄洪，這種方式具有下述優(yōu)點:可使壩基附近河床免受嚴重沖刷;拋射距離遠，閘門尺寸較小;可提前安裝水工金屬結構，縮短大壩施工時間;水庫蓄水時間有一定伸縮性等。