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丹尼爾·約翰遜壩
——世界上最高的連拱壩

2020-01-13 23:02
河北水利 2020年1期
關(guān)鍵詞:壩基丹尼爾大壩

丹尼爾·約翰遜壩又名馬尼克V 級(jí)壩,位于加拿大馬尼夸根河上,是該河流梯級(jí)開發(fā)的最上游一級(jí)。工程主要用于發(fā)電,電站裝機(jī)容量為1344MW(8臺(tái)168MW 機(jī) 組)。

工程于1962 年開工,1968 年第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電,1989 年工程全部完工。

壩址控制流域面積約11300km2,多年平均流量677m3/s。水庫庫容1419 億m3。工程主要建筑物有混凝土高連拱壩、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)與地面廠房、地下廠房、溢洪道等。

丹尼爾·約翰遜壩最大壩高214m,是世界上最高的連拱壩。壩頂長1314m,大壩混凝土方量為226 萬m3。大壩設(shè)有13 個(gè)拱、14 個(gè)壩垛,壩頂部分坐落在拱和垛上,成一直線。所有的拱圈均坐落在垛的斜面上,并在垛上游面上設(shè)有過渡塊,其接觸部位有抗剪鍵槽和可重復(fù)灌漿的系統(tǒng),使大壩成為一個(gè)整體。

大壩壩址位于狹窄河谷,覆蓋層深度約為50m。壩基基巖主要為片麻巖,節(jié)理較發(fā)育,表面有張開裂縫,到下部閉合,有3 條小斷層通過,破碎帶最大寬度為1m。針對(duì)壩基的實(shí)際地質(zhì)問題,工程中主要采取了以下技術(shù)措施:①全部清除河床部位50m 深的覆蓋層,用混凝土回填到高程200m;②對(duì)大拱右側(cè)壩垛和相鄰的兩個(gè)壩垛基巖下21m 深的緩傾角夾層全部挖除;③挖除壩基下相交小斷層的上部三角體并回填混凝土;④對(duì)壩基進(jìn)行固結(jié)灌漿,深度為15m;⑤防滲帷幕灌漿深度為1/2水頭;⑥設(shè)置排水孔幕、孔深為1/3 水頭、孔徑為76mm、孔距為3m;⑦大壩安全監(jiān)測設(shè)置了三角網(wǎng)控制系統(tǒng)、精密水準(zhǔn)控制系統(tǒng)和垂線觀測系統(tǒng),用以測量大壩和基礎(chǔ)的變形。

大壩的應(yīng)力還采用了模型試驗(yàn)方法加以綜合分析。模型比例尺為1∶200,取用河床中間部位大拱和左右兩側(cè)各3 個(gè)拱、7 個(gè)拱,壩垛長為440m,上下游方向?qū)?10m,壩基深度取為30m。模型用熟石膏及摻合料制成,彈性模量取較低值(1.16GPa),泊松比近似按混凝土取值(0.7)。模型材料的具體組成是:水700L,熟石膏433kg,摻合料231kg,緩凝劑0.205kg。模型加載分水壓力和自重兩部分,自重約為水壓力的50%。

大壩混凝土澆筑使用了3 套載重量為20t、跨度為1100m 的纜機(jī)?;炷磷罡咴率┕?qiáng)度為10.5 萬m3,最高年強(qiáng)度為40 萬m3?!?/p>

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