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馬爾帕塞壩位於法國東南部瓦爾省萊朗(Rayran)河上,壩址距入海河口14km。混凝土雙曲拱壩,最大壩高66.0m,水庫總庫容0.51億立方米,防洪庫容0.045億立方米。工程主要用於壩址附近70km範圍的供水、灌溉和防洪。工程總費用5.8億法郎。1954年9月建成,1959年12月2日大壩突然潰決,造成500餘人死亡和失蹤,財產損失達300億法郎,是一次嚴重大壩失事。

馬爾帕塞壩

Malpasset Dam


概  述

  馬爾帕塞壩位於法國東南部瓦爾省萊朗(Rayran)河上,壩址距入海河口14km。混凝土雙曲拱壩,最大壩高66.0m,水庫總庫容0.51億m3,防洪庫容0.045億m3。工程主要用於壩址附近70km範圍的供水、灌溉和防洪。工程總費用5.8億法郎。1954年9月建成,1959年12月2日大壩突然潰決,造成500餘人死亡和失蹤,財產損失達300億法郎,是一次嚴重大壩失事。
  壩址區岩體由帶狀片麻岩組成,岩層走向一般為南北向,片麻岩呈眼球狀和片狀。節理傾角一般為35°~50°,傾向下游右岸。左岸和右岸下部為片狀結構,右岸上部為塊狀結構。壩址河谷段的岸坡無任何明顯的不穩定現象。
  根據片麻岩試樣的試驗,獲得的結果為岩樣平均力學強度為7MPa,較差的為1~2MPa。極限抗壓強度4~100MPa,風化岩石則為5~10MPa。岩石浸水飽和時稍膨脹,力學強度降低。
  壩址以上集水面積48.2km2,實測最大洪水流量120m3/s。多年平均徑流量2270萬m3,枯水年徑流量1570萬m3。枯水期7、8月,豐水期12月~次年4月。水庫最高水位100.4m(海拔高度),有效庫容0.2465億m3

樞紐布置
  工程主要建築物包括大壩、溢洪道等。
  大壩壩頂高程102.55m,壩頂長222.7m,中心角為121°,相應的上游面半徑為105m。壩的厚度從壩頂1.5m增至底部的6.78m,大壩體積4.76萬m3。由於左岸岩石堅固性較差以及為了使大壩具有對稱性,在左岸上部設有長22m、寬6.5m、最大高度11m的推力墩,嵌入基岩6.5m,將拱的推力傳遞至基岩。並在推力墩的上游設置翼牆擋水,以避免推力墩直接承受上游水壓力。
  溢洪道布置在壩頂中部,堰頂高程100.4m,長約30m,為自由溢流式。在設計水位102m時,最大泄量為180m3/s。為防止下泄水流沖刷壩基,設置了寬30m、長40m、最小厚度為0.5m的加筋混凝土護坦。
工程施工
  大壩劃分成16個壩段,平均每個壩段長13.5m,縫的上游採用銅片止水,下游採用不鏽鋼片止水。
  混凝土澆築層厚度1.5m,分3層連續澆築,相鄰壩段澆築高差4.5m。為了保證混凝土質量,當天現場取樣9個(20cm×20cm×20cm),試驗分3~7d、3~28d和3~90d的齡期測試其強度,1953年3月發現強度有所下降,即停止了澆築。經試驗查明原因后,換用合格水泥進行澆築。水泥用量300kg/m3。骨料採用連續級配,粒徑為0~12cm,用量1812kg/m3,砂184kg/m3。90d齡期強度22.5~45MPa,符合要求。
  在沖洗基岩經檢查驗收合格后,先鋪一層厚5cm的水泥砂漿,然後澆混凝土。壩體混凝土每澆完厚1.5m的一層,先進行鑿毛,用高壓水氣沖洗乾淨,仍先鋪一層3cm厚的水泥沙漿,再澆混凝土。混凝土用插入式振搗器搗實。該壩採用2台塔吊垂直運輸混凝土。
  在大壩上、下游,進行了混凝土與基岩的接觸灌漿。上游鑽孔深入基岩內5m,間距2.5m。下游鑽孔傾向上游,高程70m以下孔距改為5m,灌漿壓力1.6MPa左右,水灰比1/4。鑽孔計188個,耗用水泥29t。
  1955年進行了補充灌漿,灌漿后未發現任何反常的吸漿現象。
其  他
  1.大壩失事及其原因
  大壩失事前,當地下過一段時期大雨,從1959年9月1日至12月2日,共有29天降雨,其中10月19日至12月2日,降雨量達490mm。庫水位在11月中旬上升至95.2m高程。看守人員發現右岸在壩址下游20m以外的地方,有一股細滲流從基岩中滲出。但據事後調查,該滲流對大壩失事並無很大影響。12月2日下午21時10分大壩突然潰決,潰壩波以70km/h的速度向下游衝擊,歷時25min。潰壩洪水使弗雷久城變為廢墟。
  事故發生之後,法國成立了調查委員會調查大壩失事原因。許多著名專家參加了調查,對大壩失事原因發表了各自的看法,在一些方面取得了共識,而在有的方面則存在不同的看法。根據大量文獻資料所作的綜合分析取得一致看法的方面如下:
  (1)該壩壩址地質,尤其是左岸壩座岩體質量很差,斷裂發育,包括片理、裂隙、節理和斷層各種尺度都有,產狀不規則且有夾泥。變形性和疏鬆性大,抗剪強度低。
  (2)壩的破壞過程可分為兩個階段:第一階段發展緩慢,大致從1958年7月起直到破壞前夕。第二階段急劇發展,歷時僅幾分鐘。
  (3)壩體曾發生沿壩底下裂隙滑動,這種滑動的數量各壩段不同,從右岸向左岸逐漸增大,在平面上宛如壩繞右壩端作整體轉動。但又並非純粹的剛性運動,而是伴有向左岸逐漸增加的切向位移和沿左岸岸坡向上的垂直分量。
  (4)壩體最早是在JK壩段和KL、LM壩段(字母順序按大壩自左岸至右岸排序)的下部斷裂推出,形成決口。此後壩的連續性破壞,中部和右岸壩體像懸臂樑那樣受彎折斷,倒向下游被水沖走。
  (5)推力墩的前半段PQ塊最後坍落在岸坡下,此時水流已無力將它沖走。
  存在的分歧主要集中在以下兩個問題上:
  (1)左壩座壩下大型岩塊是沿下游斷層面滑動還是拱壩本身沿壩底下基岩內淺層裂隙面滑動?
  (2)由此派生的一個問題是引起滑動的力是滲透壓力和揚壓力?還是直接作用在壩上游面的水壓力,實際上是指滲透壓力或揚壓力在滑動中是否起非有不可的重要作用。

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