努列克水坝自然特性

大坝位于狭窄河谷中，峡谷深达300m以上，河床宽40m。基岩为白垩纪砂岩和粉砂岩互层，岩层向上游倾斜，倾角为30°~50°。砂岩坚硬且耐风化，粉砂岩与空气接触后即迅速失水，开裂并剥落，大约0.5~3天表面即完全风化，需采取防护措施。局部地区基岩上部覆盖一层厚13~20m的第四纪沉积物。坝区地震烈度为9度。坝址附近有两条大断层，一条在坝下游通过，距坝址40km，另一条通过库区，距离坝址12km。坝址控制流域面积3.07万km2，多年平均径流量205亿m3。坝址处20年一遇的洪水流量为3200m3/s，万年一遇的洪水流量为5400m3/s，每年通过坝址处的悬移质泥沙1亿t以上。气候炎热，年平均温度14°C，最高温度40°C，最低温度-26°C。

在大坝上游坝体内部高程855m、876m和894m处，各设有一层加筋抗震层。在大坝上部912m高程也设有抗震层，该抗震层将大坝上、下游坝体连接起来。所谓抗震层就是长条形钢筋混凝土板(垂直于坝轴线铺设，中到中间距9m)和"⊥"形钢筋混凝土梁(平行于坝轴线，梁高3m，中到中间距9m)组成，"⊥"梁嵌在长条板间，平面上形成多个方格。在各方格内填入堆石。并超出梁顶1m。

1971年开始大坝填筑，但因各种原因延续了14年。料场亚粘土、砂砾石和石料采用挖掘机开挖，载重为27t的自卸卡车运输。反滤层、过渡区和心墙分层填筑，每层厚30cm，用重型压路机碾压，使其容重达到2.2t/m3;抛石护坡每层10m，用水枪冲实，使其容重达1.8t/m3。主要机械设备:27t自卸卡车100辆，斗容4.6~5.6m3的挖掘机13台，50~75t轮胎碾数台。30t羊足碾。

工程于1961年开工，1967年截流，截流设计流量700m3/s，实测流量100~120m3/s，龙口宽度6m，最大落差5.45m，最大流速10m/s，抛投材料为不规则块石和混凝土块体，重12~14t。采取立堵端进，运输机械为自卸卡车和推土机，截流耗时24h。

上游土石围堰是大坝的组成部分，最大高度80m，总体积162万m3，分三期填筑。第一期填筑至20m高，堰顶和下游坡用钢筋连接的1.5m×1.5m×0.8m混凝土块进行保护，下游末端设有3m高的混凝土墙。1966年洪水漫过堰顶，流量1860m3/s，溢流水深3m;第二期先将石料堆积于高达15m高的临时挡土墙背后，然后用定向爆破技术向堰体抛掷15万m3的石料和砾石料;第三期先从上游侧直接向水中倒入用作铺盖和斜墙的壤土碎石材料，用堆土机和自卸卡车压实。围堰上部50m还采用土工膜防渗。

努列克坝共有3条导流隧洞，分三层布置，这三层导流隧洞的进口底槛高程分别为650、670、740m;隧洞长度分别为1630、1600、1352m;断面为城门形，尺寸分别为10m×11.5m，10m×11.5m~10m×11.1m，10m×11.1m~10m×10m。第一层导流隧洞的地下闸室内安设两扇5m×10m平板事故检修闸门，水头110m;第二层导流隧洞的两个地下闸室内分别装有3.5m×9m平板检修闸门和5m×6m弧形工作闸门各2扇。第三层导流隧洞的两个地下闸室内分别装有3.5m×9m的平板检修闸门和5m×6m的弧形工作闸门，水头分别为175m和110m。偏心铰弧形工作门后两侧突扩0.5m，底板突跌0.6m，进行水流掺气消蚀。隧洞均用混凝土衬砌，厚度0.5~1.0m。初期第一、二层隧洞共同导流，后期第二、三层隧洞共同导流，设计导流流量2790m3/s，洞内最大流速42m/s。实际最大过流量3700m3/s。

坝基岩石裂隙较发育，透水性高的岩层渗透系数为0.7~0.9m/d。粉砂岩易于风化，对心墙基础处理采取3项措施:沿整个心墙底面做喷混凝土保护层;河槽做钢筋混凝土垫层，最大厚度23m，将心墙基础垫平;进行固结灌浆和帷幕灌浆。心墙与坝基和坝肩接触面经清理后，用喷混凝土做防护层，平均厚10~15cm，其作用是:保护粉砂岩不致风化;固结岩石层面，使心墙土料不与岩石直接接触，防止蓄水后产生渗透破坏;充填开挖面上的坑洼(深0.3~0.5m)形成起伏平缓的表面，使心墙与坝基结合较好;为固结灌浆形成压重，提高灌浆质量。喷混凝土前，先清理表面松动岩块，并用压缩空气吹掉表面岩粉和碎石后，立即进行喷混凝土防护层，接着填充低洼处，然后一次将防护层喷好;在深切河槽部分做钢筋混凝土垫，采用200号混凝土，分块浇筑，层高3m。通过垫座内灌浆廊道对心墙基础进行帷幕灌浆和固结灌浆，帷幕灌浆共3排，左岸灌浆深度最大140m，右岸105m。灌浆孔直径105mm，总长73000m，灌浆压力最大4MPa。固结灌浆深4~8m，灌浆孔总长26000m，最大压力2MPa。灌浆范围包括整个心墙及反滤层。

基础开挖820万m3(其中石方500万m3)，地下开挖180万m3;坝体填筑方量5800万m3(其中堆石920万m3，砂砾石3800万m3，心墙区粘土840万m3);混凝土160万m3，金属结构和机械安装7.13万t。最高月填筑量初期为25万m3，后期56万m3，最高年填筑量850万m3，施工高峰人数2200人。

枢纽包括:大坝，左岸泄洪隧洞和水电站。 努列克大坝为亚粘土心墙土石坝，最大坝高300m，坝顶长704m，坝顶宽20m，坝基宽1440m，上、下游坝坡分别为1∶2.25和1∶2。坝体方量5800万m3，其中防渗心墙780万m3，过渡区和反滤层340万m3，上、下游棱体3630万m3，上、下游干砌护坡850万m3。

心墙下为混凝土垫座，最大厚度23m，长157m。垫座表面覆盖两层玻璃纤维加强的聚合薄膜，垫座内还布置有的4.2m×3.8m廊道，供灌浆和检查用。心墙与坝壳间设反滤层，上游侧坝顶至正常蓄水位高程为双反滤层，下部为单反滤层。心墙采用壤土，砂壤土及小于200mm碎石料填筑;边缘区粒径小于70mm，小于5mm料要有60%~80%。反滤层第一层采用0.05~10mm料填筑，第二层0.05~40mm，下部单层0.01~40mm。坝壳采用天然砾石卵石混合料，其中粗卵石含量为20%~25%，最大粒径500~600mm。压坡料为400~700mm粒径的毛石。

泄水建筑物包括1条深孔泄洪隧洞和1条表孔泄洪隧洞。深孔泄洪隧洞进水口底槛高程810m，处于正常蓄水位以下100m处。设有深120m的检修闸门竖井，并在2个地下闸室内分别安装有3.5m×9m履带式平板事故检修闸门和5m×6m弧形工作闸门各2扇。闸门设计水头为120m和110m。泄洪洞全长1326m，洞身为10m×10.5m的城门形，工作闸门前为有压段，门后为无压段，最大流速达到40m/s，泄量2400m3/s。尾部接开敞式溢洪道，末端有挑流鼻坎，宽度由10m扩大至鼻坎处的29m。溢流面上设有8道掺气槽，槽深和槽宽均为140cm，挑坎高10cm。表孔泄洪隧洞进口堰顶高904m，用斜洞与第三层导流隧洞连接，即将该导流洞尾段用作泄洪隧洞水平段，断面尺寸为11.5m×10m，进口设有2扇12m×12m弧形闸门，泄量为2000m3/s。

水电站建筑物包括一个临时发电进水口和3个永久进水口，1条临时和3条永久的引水隧洞，3条永久引水隧洞分别连接3条直径6m的压力钢管。厂房为半露天式结构，长200m，高40m，在外部布置300t门式起重机，在厂房顶板上设有露天安装平台。1972年当坝体填筑量仅占总填筑量20%，水头仅为设计的40%时，3台临时水轮发电机组开始发电。1979年9月当坝体离坝顶还差4m时，9台永久机组全部投产，此时的发电效益已收回全部投资。

努列克水坝位于塔吉克斯坦共和国境内瓦赫什(Вахш)河中游的普列刹峡谷处，心墙土石坝，最大坝高300m，水库总库容105亿m3，有效库容45亿m3，水库面积98km2，最大水头270m，装机容量270万kW，单机容量30万kW，年发电量112亿kW·h。1961年开工兴建，1972年开始发电，1980年建成。该工程具有发电、灌溉和航运等综合效益。

大坝内共设有1500个各种不同观测仪器，水库周边设有20座地震台。大坝蓄水前每10d发生3~4次微震，1980年蓄水后有诱发地震，发震次数增多，每10d发生30~40次，震级4~4.5级。大坝已经受7度地震的考验，工作正常。施工期大坝和坝壳的实测沉降量分别为11.9m和13.7m。心墙渗透性低，渗透量为0.002~0.05l/s且保持稳定。