特克韦尔水电站位于非洲东部肯尼亚境内苏阿姆(Soam)河的天然出口-特克韦尔峡谷，在首都内罗毕西北500km处，是一座以发电、灌溉为目标的大型水利工程。 大坝为混凝土双曲薄拱结构，最大坝高150m，水库总库容16亿m，电站装机容量10.74万kW，年平均发电量为4.5亿kW·h。工程于1986年开工，1990年1月水库开始蓄水，1991年1月电站2台机组投入运行。

特克韦尔水电站

水文地理

枢纽布置

工程施工

特克韦尔水电站

Turkwel Hydropower Station

水文地理

峡谷以上整个流域的年平均降雨量为825mm，从3、4月开始到10月末整个雨季降雨量分布相当均匀，在5个月的旱季内降雨量只占全年的20%。

峡谷处平均流量为18m/s，1984年11月实测最大洪水流量为1100m/s。坝址以上控制流域面积5900km。年平均径流量为5.7亿m，十年一遇干旱年和十年一遇洪水年的径流量分别为3.3亿m和8.35亿m。当满库水位1150m，水库总面积超过6600hm。工程设计洪水6000m/s，可能最大洪水10000m/s，导流设计标准采用十年一遇洪水2000m/s。

从峡谷进口到出口，不足6km长的河段就有280m的落差，河谷狭窄，左、右两岸之间宽度不超过150m，峡谷上游河段流经的广阔台地是个大容量的天然库盆。

在特克韦尔峡以上，流域广阔地区的基岩为前寒武纪岩层。峡谷下游，河流流经东非大裂谷东缘的各个地段，古老的沉积岩层在前寒武纪期间强烈褶皱变质，岩层近乎南北走向，向东倾斜。峡谷是在花岗岩侵入体中形成的，大坝、部分引水隧洞位于火成岩侵入变质岩体中。下游其它建筑物和地下厂房则处在变质岩系内(角闪石片岩和长石麻粒片麻岩)。

工程位于东非大裂谷边缘并靠近特克韦尔断层，拱坝设计采用了峰值加速度为0.45g的最大可信地震(MCE)。

枢纽布置

枢纽主体建筑物包括拱坝、溢洪道、地下厂房等。

拱坝修建在几百米深的峡谷中，坝高150m。包括20m高的混凝土基座和130m高的拱坝结构，坝顶长160m。其厚度，拱的下部为12m，坝顶仅3m。

坝顶溢洪道由4个15m宽、3.6m高的溢流堰组成，堰顶高程1150m。溢洪道最大泄流能力(满库水位时)为1470m/s。下游用消力池消能。

大坝泄水底孔位于1070m高程，满库水位时设计最大泄量500m/s，大约45d可以将水库放空。底孔设置2道闸门：上游安全门为4m×4m加罩轮式滑动闸门，下游弧形闸门尺寸为4m×3.6m(宽×高)，另外还设有1个直径1m的空注阀。底孔采用不锈钢板衬砌。

输水系统包括2700m长的引水隧洞；400m长、倾角为45°的部分钢板衬砌的压力管道和1条1150m长的尾水隧洞。引水隧洞和尾水隧洞均为部分混凝土衬砌，典型的马蹄型断面，直径4.9m。

地下厂房靠近山脚，埋深250m，建于坚硬的长英(麻粒)片麻岩中。地下厂房长42m、宽16m、高32m，由于岩石条件特别好，拱顶不需要支护。厂房内安装2台竖轴混流式水轮发电机组，最大净水头378m，最小净水头328m，设计水头356m，单机额定出力5.37万kW，额定转速600r/min，转轮直径1400mm。发电机额定输出功率5.805万kVA，出线电压10kV。

电站其他辅助建筑物包括：总长度超过1200m的交通廊道和电缆廊道；上游调压井(内径11.4m，混凝土衬砌)和下游调压井(不衬砌，总容积为8800m)；220km长的220kV输电线，将特克韦尔电站联入肯尼亚电网；2座开关站等。

工程施工

完成的主要工程量如下：岩石开挖(坝肩、隧洞和厂房)40万m，坝体浇筑混凝土16万m，钻孔进尺2.8万m，钢筋用量1850t。

导流工程包括1座围堰和1条导流隧洞。围堰为混凝土拱结构，高38m，堰顶长63m，位于坝址上游500m左右。为使围堰能迅速截流，围堰分3个阶段施工：①在枯水季节(1986年12月～1987年1月)，浇筑围堰基础至1051m高程；②在1987年雨季，围堰的2个重力混凝土肩部结构浇筑至1070m高程；③完成围堰中间部分(底部为重力混凝土结构，上部为拱结构)的浇筑。

导流隧洞建在左岸，高12.5m、宽9.1m、长740m，采用爆破开挖。导流隧洞进水口位于上游围堰附近，高程为1051m。出水口位于坝下游300m处，高程为1010m。导流隧洞按十年一遇洪水标准设计。除上、下游端衬砌以外，其余洞段没有衬砌。1987年11月实现导流。水库蓄水时，用混凝土封堵导流隧洞。

为了改善坝肩及坝基岩体的防渗性能，设置了一道完整的灌浆帷幕。从水平廊道钻孔灌浆，伸入坝肩80～100m；或者从坝的基础块内1016.5m高程的最低廊道钻孔，用于河谷底部的帷幕灌浆，帷幕在混凝土和基岩接触面以下深约60m。5层廊道之间高程间距约为22.5m，帷幕灌浆钻孔总进尺超过12000m。

从上述各层廊道中以2m中心距钻排水孔，除最低层廊道中的钻孔外，尽量将孔从1条廊道钻通到下面1条廊道，这样可以自流排水，且易维护。沿跨过两岸坝肩的两个较大断裂面，在两岸各设1口竖井将各层排水廊道联接起来形成一个完整的排水系统。

拱坝分成11个坝段浇筑，平均每个坝段长15m。拌合厂布置在右坝肩顶部，产量为100m/h，用2台总吊运容量15t的移动式缆机将混凝土吊运浇筑在各个坝段上。坝体混凝土按3m层厚浇筑，浇筑块总计375个，两个连续浇筑层之间至少间隔72h，浇筑最高许可温度为28℃。由于在混凝土拌和过程中使用了大量的冰和冷却水，实际上大部分混凝土浇筑温度不超过20℃。整个坝体主要分为6段进行冷却和灌浆。特克韦尔拱坝的接缝灌浆的水泥砂浆中加入了膨润土和增塑剂以起稳定作用。

不稳定岩体的处理

左岸坝肩1120～1160m高程之间有1块约18000m的不稳定悬岩。由于害怕该悬岩在坝肩表层岩开挖期间或水库蓄水之后滑落，决定在不破坏坝肩岩体的情况下，挖除部分悬岩。采用的开挖方法是：①在进行表面清理后，对悬岩进行钻孔。在悬岩顶部，按扇形沿整个悬岩高度进行了钻孔。预裂孔间距为1m，孔径为64mm或76mm。悬岩的钻孔进尺为：预裂孔1200LM，爆破孔1000LM。②预裂孔的装填量为500g/m Titadyne型炸药。2排爆破孔的间距为2m，孔径64mm的爆破孔，每米装药量为2.6kg铵油炸药；孔径76mm的爆破孔每米装药量为3.6kg铵油炸药。炸药总量2500kg。③清理和钻孔爆破期为2个月：3个星期清理，5个星期钻孔。