方塔納壩

方塔納壩位於北卡羅來納州布里松縣、小田納西(Little Tennessee)河上。混凝土重力壩，最大壩高146m，水庫總庫容17.8億立方米，水電站裝機容量22.5萬kW。工程主要用於防洪、發電和旅遊。於1944年11月建成。

方塔納壩

Fontana Dam

概述

方塔納壩位於北卡羅來納州布里松縣、小田納西(Little Tennessee)河上。混凝土重力壩，最大壩高146m，水庫總庫容17.8億m3，水電站裝機容量22.5萬kW。工程主要用於防洪、發電和旅遊。於1944年11月建成。 壩基80％為變質硬砂岩(有時稱為含雜質的石英岩)，其餘20％為板岩、千枚岩和片岩。壩基有兩組斷層，岩石破碎，覆蓋層為亞粘土風化殼，山坡下部很薄，山頂厚15m。未風化的變質硬砂岩和千枚岩的抗壓強度分別為151MPa和79MPa，嚴重風化的變質砂岩的抗壓強度為29MPa和53MPa。大壩設計時未考慮地震荷載，最近通過動力有限元分析，按最大可信地震峰值加速度為0.15g計算證明大壩是安全的。 壩址以上流域面積4069km2，記錄到的最大洪水流量3635m3/s，水庫有效庫容11.67億m3，水庫面積44km2。

樞紐布置

河床主壩和左岸壩肩為非溢流壩段，兩者之間為主溢洪道。非常溢洪道布置在左岸岸邊，右岸還有一條低高程泄水道。廠房位於主壩後面，壩頂總長721m。 主壩為混凝土重力壩，壩頂長541m，最大壩高146m。下游面坡度1∶0.76。左岸壩肩非溢流壩段也是混凝土重力壩，長102m，最大壩高42.7m。 主溢洪道的上游有2個長21.4m的反弧形溢頂溢流段，溢頂高程1675，每段裝2扇10.7m×10.7m的弧形閘門。溢洪道下游段是利用導流洞改建而成的，襯砌後的直徑為10.4m。該水平泄水洞以45°的斜洞與溢流堰相連。斜洞直徑10.4m。在溢流堰的下部設有6個閘門控制的1.73m×3.1m(寬×高)的泄水孔。孔底高程1456。非常溢洪道的溢流部分是一座17m高的無閘門控制的拱壩，堰頂高1715。水流漫過堰頂自由跌落到水墊消力池中。主泄洪道(包括泄水孔)和非常溢洪道最大泄水能力為3850m3/s。低高程泄水道下段為直徑4.6m的混凝土埋管，長138m，上段為穿過岩石的直徑4.6m的混凝土襯砌隧洞，長343.5m。進口高程1580m。隧洞末端裝有直徑2.1m的閥門。低泄水道的最大泄量146m3/s。 廠房內裝有3台豎軸混流式水輪機，額定水頭100m，單機容量7.5萬kW。壓力鋼管直徑為4.27m。

工程施工

採用2條隧洞導流，導流洞直徑11.28m。由於壩基存在大量的節理，進行了固結灌漿，孔深9m，灌漿壓力0.4MPa。防滲帷幕灌漿分三期進行，第一序孔孔深46m，孔中心距3m，第二序孔為第一序孔的中間孔，孔深24m；若有必要，鑽第三序孔，中心距0.76m，孔深12～24m。由料場開採的石英石加工成粗骨料和細骨料。混凝土拌和廠裝有5台3m3拌和機，每小時生產能力349m3。皮帶運輸機把混凝土從拌和機運至棧橋末端的儲料斗，然後直接卸入平板車上的料罐，火車把料罐運至澆築地點。混凝土方量為215萬m3，從1943年4月開始澆築，1946年結束。其中主壩僅用了21個月。

其他

1.事故處理 完工後第4年發現因鹼骨料反應和混凝土膨脹產生的表面裂縫，以後裂縫繼續延長，兩個中央壩塊的鉛錘線反映向上游的撓曲在增加。1972年又在大壩基礎廊道中發現大的裂縫。採取的安全預防措施包括：降低水庫水位，挖除裂縫壩段下游壩面的回填土，向壩面噴射水庫冷水。裂縫壩塊用後張法加強，並在曲線壩段開挖膨脹槽，以釋放應力，安裝儀器進行持續的監測。1976年切的0.1m的槽閉合後，1984年又在頂部三分之一切出寬0.13m的槽，定期進行套芯取樣，以估價應力變化。