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大狄克桑斯壩

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大狄克桑斯壩

Grande Dixence Dam


概  述

  大狄克桑斯壩位於瑞士瓦萊(Valais)州、羅訥河左岸支流狄克桑斯(Dixence)河上,距離最近的城市為埃雷芒斯(Heremence)市。混凝土重力壩,壩高285m,混凝土壩體積589萬m3,水庫有效庫容4億m3,電站現有裝機容量86.4萬kW,計劃將裝機容量增加到170萬kW。工程主要用於發電,1953年開工,1962年竣工。
  壩址處於阿爾卑斯山區,為"V"形峽谷、坡陡,基岩為花崗片麻岩,其彈性模量約25000MPa。基岩有三組節理,最主要的一組大致垂直於大壩上游面。地震烈度6~7度。
  壩址處控制流域面積357km2(其中冰河面積180km2),多年平均流量13m3/s。水庫蓄水面積4km2。設計蓄水位2364m,最低運行水位2170m,消落深度194m。

樞紐布置
  工程主要建築物包括混凝土重力壩、泄洪建築物、左岸發電引水系統和地下廠房。
  混凝土重力壩壩頂長695m,河谷寬高比2.439,頂厚15m,最大底厚225m,上游壩面高程2200m以上為垂直面,以下則為1∶0.03倒坡,下游壩坡1∶0.297,1∶0.68和1∶0.81。
  大壩地震設計烈度為9度。根據計算,庫滿時壩體最大壓應力為7.5MPa,發生地震時增大到13.0MPa,均出現在下游壩趾處。空庫時最大壓應力為7.3MPa,出現在上游壩踵處。混凝土按90d齡期考慮(12個月後混凝土強度增長10%)。
  由於大壩來水量小,泄洪建築物主要是在發電引水隧洞內設一支洞作為主要泄洪隧洞。另外在壩河床部位設一條泄水底孔,用於放空水庫,洞長550m,泄量10m3/s,可以把庫水位降低至最低庫水位。
  該壩電站廠房為左岸遠壩區引水式布置,共有3座廠房,均引用大狄克桑斯水庫之水,總裝機86.4萬kW,均為高水頭引水式電站。
  (1)菲奧奈(Grande Dixence Fionnay)電站,裝機30.6萬kW(6台5.1萬kW雙轉輪衝擊式機組),引用流量45m3/s,水頭874m,引水隧洞長8.58km,洞徑4.1m,在隧洞襯砌中,有212m採用鋼襯,其他用混凝土襯砌和噴混凝土,設有調壓井。廠房為地下式,尺寸為130m×18m×24m(長×寬×高)。
  (2)楠達(Nendaz)電站,引菲奧奈電站尾水發電,裝機40.8萬kW(6台6.8萬kW雙輪衝擊式機組);水頭1008m,引水隧洞長16.25km,洞徑4.3m,採用混凝土襯砌,廠房為地下式。
  (3)尚多蘭(Chandoline)電站,裝機15萬kW(5台3萬kW雙輪衝擊式機組),引用流量10m3/s,水頭1746m。
工程施工
  雖然該壩基岩抗滲性較好,仍在壩基並向兩岸各延伸100m建造了200m深的灌漿帷幕,鑽孔總長2.4萬m,在灌漿壓力6MPa下,灌漿孔所用乾料為100kg/m(包括水泥78kg,特種粘土2kg和硅化物)。
  大狄克桑斯壩施工導流,利用上游200m處已建的85m高的空心重力壩作上游圍堰。混凝土採用柱狀塊澆築法。橫縫間距16m,縱縫間距不一,澆築塊長度32~56m,縱橫縫面上設鍵槽。在高程2302m以下進行灌漿。接縫灌漿一般9m高一層,灌漿壓力10MPa。澆築層高3.2m(分5層鋪設,每層65cm),間歇時間3~4h。冷卻水管直徑20mm,間距2.25m(5月份)到1.15m(11月份),冷卻水取自庫水,保持4°C溫度。
  大狄克桑斯壩骨料取自布拉峨山北坡2600~2900m高程處,因此需開挖一條長1.6km長的隧洞穿過該山運料。隧洞內設有索道和皮帶機。骨料由兩台106cm旋轉式碎石機破碎。骨料為4級,由於部分骨料含有磁鐵礦,需用磁力分離機處理。水泥由鐵路和架空索道運輸,每小時運量50t。混凝土生產量125m3/h,用6.3m3特製漏斗卡車運送到裝料台,然後由掛在索道上的6.3m3吊罐運輸。大壩混凝土用4台纜機澆築,每台跨度870m,行走速度3m/min。大壩日最大澆築強度9200m3,月最大澆築強度18.3萬m3,年最大澆築強度約100萬m3。沖積層開挖量55萬m3,岩石開挖量25萬m3
  大壩施工原考慮總工期15~17年,計劃每年澆築50萬m3混凝土,至少分為三期施工。但初期斷面施工時,年澆築強度達100萬m3,故未完工斷面,改為連續施工,總工期8年。初期工程剖面下游面做成台階狀,二期柱塊立於初期柱塊上形成二期壩體剖面,有些柱塊側面直接靠於老柱塊上,另一些則以預留明槽分開,使加高施工不受水位變化的影響。後期施工,待空庫時,在預留明槽中回填混凝土,使大壩剖面整體結合。與其他加高方法相比,這種加高方法的優點是:① 每一澆塊都較高,可開闢多處施工面,加快施工進度;②預留明槽混凝土回填和灌漿,施工簡便易行,能保證質量。
其  他
  該壩埋設了:①7條垂線,共26個測點;②38個測斜儀;③10個測縫計;④16個滲壓計;⑤3個測壓管;⑥總滲流量量測計;⑦大地測量網,共36個控制點。
  例如,36號垂線量測高程2354m壩體的位移(水位是2320m),在1967年前,水庫充水和水庫泄降時位移穩定已很明顯,庫空時永久位移為20mm。埋設的16個滲壓計有13個在灌漿和澆築混凝土時被損壞,僅3個(18A2、18B4、20A1)有效。1964年和1980年間的揚壓力變化情況是:①18A2和18B4量測的揚壓力值係數值相對較小,而20A1的係數值較大並趨於隨庫水位的增高而增大;②18B4係數值較穩定;③18A2和20A1係數值則稍有降低。這些情況證實了防滲帷幕和基礎排水廊道是有效的。
  在第一次蓄水時,當水位達到高程2348m時,在離上游壩面約23m處的左岸基礎廊道內滲水量突然增大,經灌漿處理后恢復正常。滲流量的大小一般直接與庫水位有關,水位上升時滲流量增大,下降時則減小,每年情況相似。
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