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词条 莫瓦桑坝
释义

莫瓦桑坝位于瑞士瓦莱州、罗讷河支流德朗斯(Drance)河上,距离最近的城市为菲奥奈(Fionnay)市。混凝土双曲拱坝,初期坝高237m,后加高到250.5m,有效库容2.05亿立方米。共有3座电站,即尚里翁(Chanrion)电站,装机3万kW;费奥奈(Fionnay)电站,装机12.9万kW;里德(Riddes)电站,装机22.5万kW。3座电站总装机容量38.4万kW。工程于1951年开工,1958年建成。1989~1991年大坝加高。

简介

坝址处于阿尔卑斯山区基岩为石灰质变质片岩,坚固均匀,但节理发育。基岩弹性模量约10~150000MPa。河床有约40m厚冰碛岩覆盖层。岩基渗透性相当高,尤其是冲积层底部。地震烈度为8度。

坝址以上集水面积为114平方公里,其中77平方公里为冰川所覆盖。除冬季(10~次年5月)外,该河流量全年分布比较均匀。地处高寒区,平均气温在0℃左右。

为了增加入库流量,在大坝左右岸各建一条引水隧洞,将6条小支流的水引入水库,这样集水面积增加到167平方公里,入库平均年径流量为2.5亿立方米。

水库蓄水面积为2.26平方公里。最高库水位1975m,最低库水位为1810m。

枢纽布置

工程主要建筑物包括大坝、泄水表孔、泄水中孔、泄水底孔、发电引水系统和厂房等。

大坝坝顶高程为1976m。坝顶长520m,坝顶厚12m,坝底厚53.5m,坝顶拱圈半径273m,相应中心角110°。河谷宽高比为2.076。大坝加高后体积由原来的203万立方米增加到211万立方米,老坝设计时的应力控制标准为:库满拱冠应力为7MPa,自重作用下,下游坝趾压应力为5.2MPa,温度压应力为1.0MPa,坝基因变形产生的应力1.0MPa,地震应力2.0MPa。在正常情况时荷载组合坝体最大压应力为8.5MPa,考虑地震后为10.5MPa,最大拉应力不超过1.5MPa。

泄水表孔设有3个虹吸道闸门,通过一条短隧洞在闸室下游与中部泄洪隧洞相连,泄量为100立方米/秒。

泄水中孔位于右岸,设有两扇高压平板门,尺寸为1.8m×2.25m,泄量100立方米/秒;泄水底孔由导流隧洞改建而成,长1145m,装2扇平板门,尺寸为1.8m×2.25m,泄量140立方米/秒。

引水式电站包括:

1、菲奥奈(Mauviosin Fionnay)电厂为地下式厂房,长50m,宽12.7m,高24m,其引水隧洞长4755m,坡度为5.5‰,直径3.2m,混凝土衬砌后渐变为3.06m(配筋喷浆衬砌),输水量为34.5立方米/秒。进水口在左岸大坝附近上游天然河床上。压力斜井用钢板衬砌,长443m,内径2.4m,坡度80%。该电厂利用水头474m,装3台机组(单机容量4.3万kW),总装机12.90万kW,变电站为露天式。

2、里德电厂为地面厂房,利用一条长14.7km,直径3.1~3.25m的隧洞将水从菲奥奈引到罗讷河谷。调压井为上下扩张式。压力管道前257m处在岩石中,后1768m处于露天。引用流量29立方米/秒,水头1016m。厂房安装5台机组,单机容量4.5万kW,装机容量22.5万kW。

3、尚里翁电厂为地下式厂房,布置于右岸近坝区。引用流量10立方米/秒,水头366m,装2台1.5万kW机组。

工程施工

坝基岩石开挖深度以达到新鲜的坚硬岩石为标准。左岸岸坡水平开挖一般17m左右,右岸坡一般15~25m,河床部位一般7~10m。坝基岩开挖采用大石方爆破方法在高坝建筑史上是首次。右岸钻孔41个,钻孔平行于设计开挖线,钻孔斜度50°~55°,长度为80~130m,前后孔距4m,侧向间距5m,总进尺4500m,左岸5个阶梯,最深钻孔70m,孔距与右岸基本相同,总进尺约6000m。右岸用炸药1.97万kg,左岸用3.2万kg,右岸一次即将100m(长)×50m(宽)×20m(深)的岩体炸掉(爆破方量7万立方米),左岸一次爆除10万立方米,河床一次3.3万立方米,共计20.3万立方米。

先钻直径为65mm、孔距为36m的试验孔,采用1、2、3MPa的压力进行压水试验,以决定灌浆范围,而后采用6MPa压力进行灌浆;中间加孔,孔距12m,孔径45mm;补孔、孔距6m;钻检查孔,孔径65mm。左岸从谷底中心开始,吸浆量从97t逐渐减少到17t,右岸吸浆量从107t逐渐减少到12t,即平均吸浆量为226kg/cm。

主灌浆帷幕面积24.9万平方米,钻孔总进尺为40000m。辅助灌浆帷幕深40m,通过扇形布置的钻孔灌浆,钻孔间距3~6m,灌浆压力一般为2~6MPa。辅助灌浆帷幕面积为2.5万平方米,钻孔总进尺12000m。

为了加固岩石和使坝基应力分布均匀,在坝趾处进行了固结灌浆。固结灌浆在下游坝基廊道内进行。固结灌浆深度约10m。灌浆范围在坝基下游1/3的范围内。

固结灌浆钻孔总长度15000m。经过以上灌浆处理,坝基吸水量降为1Lu。

骨料采用河床冲积层料和冰碛岩料,从上游开挖后运到下游,大于120mm的骨料用碎石机轧碎。骨料分为4级:120~60mm、60~30mm、30~10mm、10~4mm、砂为4~0.1mm。

水泥采用缓凝低热水泥。混凝土采用两种标号:内部混凝土,水泥175kg/立方米加水115kg(4级骨料和砂的配合比分别为25%、19%、22%、9%、25%);上游面4.5m深及下游3.5m深处,水泥250kg/立方米加水120kg(4级骨料和砂的配合比分别为25%、20%、22%、9%、24%)。

混凝土拌和厂有5台3立方米拌和机,混凝土系统最高日产量8000立方米,用汽车转送到6立方米卸料罐。用3台20t辐射式缆机浇筑混凝土。混凝土入仓后用推土机铺平,浇筑层高3m,共分6层,每50cm一层。用装有4台振捣器的推土机振捣30s。采用直径为22mm的冷却水管,利用河水冷却混凝土,水温2~6℃。坝体冷却到1985年为5~7℃。冬季仓面保温用50cm厚砂层,侧面未考虑保温。大坝安排在3个夏季浇完。混凝土施工每天分两班进行,最大日浇筑强度8037立方米,最大月浇筑强度10万~12万立方米,最大年浇强度77万立方米。坝体在高程1815m以下设有一条纵缝,在并缝处设一廊道。横缝为径向布置,间距18m,无键槽,用钢模浇筑混凝土。

更多信息

1、大坝加高

为了增加冬季发电量,1989~1991年将该坝加高了13.5m。加高坝部分的混凝土量为8万立方米,约为老坝混凝土量的4%,可增加库容0.27亿立方米。加高大坝采用了以下处理办法: 结合面处理:①凿除老坝坝顶混凝土和一定深度的坝体混凝土;②用高压水冲洗结合面并保持湿润的混凝土表面;③在浇筑混凝土之前,铺5cm厚一层砂浆。在现场做不同配合比的砂浆试验,得出最合理的砂浆比,每立方米砂浆用600kg普通硅酸盐水泥。在铺完砂浆层后应在1h内浇筑上部混凝土。 混凝土浇筑:①混凝土浇筑分块宽18m,水泥用量250kg/立方米,不进行预冷处理;②混凝土浇筑层高2.7m,分5次浇筑,每次厚度为50~60cm;③对混凝土浇筑层表面要凿毛,清洗和洒水;④在浇筑下一层混凝土之前铺设3cm厚的砂浆,水泥用量600kg/立方米。 垂直接缝:①靠近上下游面设置止水带,并与老坝垂直止水相连接;②在交通洞周围设止水带;③设置灌浆系统;④在坝块接缝处设置球形抗剪键;⑤垂直接缝灌浆选在1991年5月底至7月初。 施工质量控制:施工时凿除老坝坝顶混凝土很困难,最后只得采用重型开挖设备,这样可能会影响到结合面下部的混凝土。因此要严格控制结合面和精心地用高压水冲洗。上下游坝面结合面必须采用锯齿状开挖,使混凝土不剥落,形成可靠的结合面。在施工时进行了系统的混凝土质量控制测试,圆柱体(160/320mm)试样7、28、90d平均抗压强度分别为19.6、25.4、29.7MPa,360~580d龄期的混凝土,平均抗压强度为35MPa,离散度Cr为9.6%,从加高坝体上取样获得的试验数据与上述数据相符,证明加高坝部分混凝土施工质量是良好的。

2、大坝安全监测

莫瓦桑坝(老坝)埋设了以下监测仪器:①4条垂线,其中2条深入坝基70m处;②34个测斜仪;③38个应变计;④14个渗压计;⑤22个渗流计;⑥温度计;⑦大地测量标点和水准点。 坝体位移由高程1957m处垂线量测的坝体最大位移为92mm(1974年9月)。大坝工作状态分为3个阶段:1958~1967年处于弹塑性状态,1968~1973年进入近乎弹性状态,1974年完全处于弹性状态。坝体位移在首次蓄水时倾向左岸,以后坝向上游和左岸位移,最后向左岸位移。其原因是左岸的岩石弹性模量比右岸低。经大地测量核实垂线成果,两者均在允许误差范围内。 基础渗水和扬压力。自大坝蓄水以来,渗水量逐年减小。1962年最大渗水量为4.5L/s。1972年以后渗水量少于1.8L/s,约为最初渗水量的1/3。在渗水量减小的情况下,未发生过扬压力增大问题。自1974年起,量测的扬压力始终有所减小。 库岸稳定。该坝左岸厚堆积层处有一滑坡体,该处边坡1:1.5,为此设立了大地测量网测点和安置钻孔测斜仪。监测表明:①堆积层处于水饱和状态,特别是雪融后,有发生下滑的可能;②其下滑速率低于0.1mm/d,库岸稳定是安全的。大坝加高后,除延长测垂线外,增设了遥测测缝计压力计、温度计,监测结果证明加高坝体性态是正常的。

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更新时间:2024/12/23 9:31:13