馬尼克Ⅴ級壩

"壩址河床200m高程以下為""V""形窄谷,深50m,谷頂寬約45m,底部寬1~2m。 主壩最大壩高214m,頂長1314m。 大拱底部最低高程200m,壩頂高程366m,壩頂路寬5.18m。"

馬尼克Ⅴ級壩

manic Ⅴ Dam

概述

馬尼克Ⅴ級壩又名丹尼爾·詹森壩,位於加拿大馬尼夸根(Maricouagan)河上,是馬尼夸根河梯級開發最上游的一級。工程主要用於發電。大壩為混凝土高連拱壩,最大壩高214m,水庫總庫容為1418.52億m3,有效庫容375億m3,第一期地面水電站裝機8台共129.2萬kW,第二期地下水電站裝機4台共108萬kW,總裝機容量237.2萬kW。工程於1961年開工,1968年第一期水電站建成;1980年第二期水電站開工,1983年因故停工,1986年重新開工,1989年首批二台機組投入運行。
壩址河床200m高程以下為"V"形窄谷,深50m,谷頂寬約45m,底部寬1~2m。壩基岩石主要為片麻岩,節理比較發育,基岩表面多有張開裂縫,至下部閉合,有3條小斷層通過壩線,破碎帶最大寬度1m。右岸地表21m以下有一層近水平的夾沙裂縫,寬0.15m。
壩址控制流域面積約11300km2。多年平均流量677m3/s,採用萬年一遇洪水設計。

樞紐布置
該工程為混凝土高連拱壩,近壩區引水式岸邊地麵廠房,主要建築物有:混凝土高連拱壩、左岸發電引水系統和地麵廠房、地下廠房、溢洪道等。
主壩最大壩高214m,頂長1314m。壩體結構分三大部分,即拱圈、拱墩和壩頂。連拱壩共13跨14個拱墩。中間河床為大拱,跨度為165m,以跨過河床下深53m的沖積層,底厚25m,頂厚6.5m。大拱底部最低高程200m,壩頂高程366m,壩頂路寬5.18m。左邊7個拱、右邊5個拱,跨度各為76m。大拱兩支墩為斜面墩,其他各墩均垂直壩軸。壩頂部分為重力斷面,座落在拱和支墩上,成一直線。一般小拱上游面為圓柱曲面,向上游傾斜坡度為1∶0.6,下游面也為一圓柱曲面,坡度1∶0.5543,中心大拱上游面為圓柱曲面,坡度1∶0.4766,下游面為圓錐曲面,坡度為0.4766∶1。拱圈座落在拱墩的斜面上,在拱墩上游面設過渡墩塊,其接觸部位有抗剪鍵槽和可重複灌漿的系統,使大壩成為一個整體。在河床拱底設有一個放水孔。
第一期地麵廠房位於左岸,引水明渠後接2條引水隧洞,末段設有2個調壓井,8條鋼板襯砌的壓力隧洞,廠房內裝機8台,水輪機為混流式,單機額定出力16.15萬kW,設計水頭150m,流量106m3/s。發電機額定功率17.8萬kVA,功率因數cosφ=0.95,電壓13.8kV。第二期地下廠房布置在地麵廠房的對岸,主要目的是在調峰時增加發電容量。新電站只使用一個進水閘和一條引水隧洞,除一小段水平隧洞採用噴混凝土襯砌之外,引水隧洞基本不襯砌。廠房內安裝4台混流式水輪機,單機容量27萬kW,淨水頭144.5m。
工程施工
工程採用隧洞導流方式,兩條馬蹄形隧洞布置在右岸,斷面為171m2,長度為660m。導流標準為50年一遇,流量4110m3/s。
為解決基坑漏水問題,上游圍堰基礎設定76m深、0.61m厚的混凝土防滲牆,其面積為2760m2,下游堰採用3排防滲帷幕灌漿。
一期工程混凝土量225.5萬m3。混凝土澆築使用3台20t纜機,跨度1100m,門機1台,最高日強度4813m3,最高月強度為10.5萬m3,最高年強度為40萬m3。施工高峰人數為3544人。
大壩一般澆築層高1.5m,塊長13.7m,大拱澆築層增至1.8m,基礎塊或老混凝土上的澆築塊,層高減半。澆築層間隔時間至少3d,需要時延長到4~5d。一般每周澆兩層。拱座與支墩間澆築塊高差一般不大於3層,最高允許5層。拱與拱間高差不大於2~3層。混凝土拌合溫度控制在7~16℃,夏季加冰拌合,冬季骨料用蒸汽加熱。
大壩基岩基本良好,主要地質問題為河床深覆蓋層,幾條不大的斷層和局部的面積相當大的緩傾角夾沙層。針對以上問題基礎處理工作主要包括:①河床部位50m深的覆蓋層全部挖除,並用混凝土回填到200m高程;②對大拱右側壩墩和相鄰的兩個壩墩基岩下21m深的緩傾角夾沙層進行全部挖除;③挖除壩基下相交小斷層上部的三角體,並回填混凝土;④壩基全部固結灌漿,孔深為15m;⑤全壩線防滲帷幕灌漿,孔深為1/2水頭;⑥防滲帷幕下游設排水孔幕,孔深為1/3水頭,孔徑76mm,孔距3m。
該工程主要有2個特點,第一是大跨度連拱壩,連拱跨度屬世界第一,拱及支墩的厚度均較厚,屬大體積混凝土,一般不放置鋼筋,以利施工。第二個特點是河床部位沖積層深槽深50m左右,中央連拱即跨越其上。
由於壩高、結構比較複雜,對大壩設定了周密的觀測系統。

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