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漫谈大坝加高(二)

已有 6323 次阅读 2011-1-25 17:57 |个人分类:坝工|系统分类:科研笔记|关键词:学者

漫谈大坝加高(二)

                        朱诗鳌

 

2.大坝加高的典型实例(续)

  南非的斯汀布拉斯下(Steenbras Lower)   斯汀布拉斯下坝位于开普敦附近,是一座分期施工的混凝土重力坝(图8)。第一期工程建于1921年。1928年第二期工程,采用预应力加高方法将坝加高12.29m1954年又将坝加高2m,最终坝高27.4m, 库容0.36亿m3。两期施工的坝体断面如图9所示。   

                                     

                     图8 斯汀布拉斯下坝的下游立视图                  9 分期施工断面图(单位:m

                        (引自www.capetown.gov.za                   1-第一期断面;2-钢缆锚座

 

  瑞士的大狄克逊(Grande Dixence)    大狄克逊坝位于瑞士罗讷(Rhone)河左岸支流狄克逊河上, 1962年建成。大狄克逊坝的最终坝高为285m,是当今世界最高的重力坝。这一纪录一直保持至今已达49年之久,也许还要保持相当长的时间。见图10

                                    

                                            10  大狄克逊坝的下游立视图

                                                (引自 industcards.com

在大狄克逊坝上游约400m处原来还有一座水坝——狄克逊(Dixence), 坝高87m, 建于1935, 是当时世界最高的一座双支墩大头坝, 为一座远坝区引水式电站——钱多林(Chandoline)电站供水。

后来为了增加电能,曾考虑过将狄克逊坝加高的方案。但这种加高方案存在两个主要问题。一是要使钱多林电站停止运行12年,二是对狄克逊坝的混凝土能否承受加高后坝体的高应力没有把握。最后决定在狄克逊坝下游约400m处另建新坝,而将狄克逊坝作为新坝的上游围堰。新坝即大狄克逊坝。

大狄克逊坝是一座实体重力坝。选择重力坝方案有一个重要原因是,由于坝很高, 工程量很大, 原拟要求该坝分期施工,而重力坝较适合于分期施工。工程分两期。第一期工程在1953年开工,1957年完成, 坝高达到了182m, 见图11及图12。第二期工程工程竣工于1962年。  

                                      

                      图11 大狄克逊坝坝体断面图(单位:m)             12 大狄克逊坝第一期工程施工现场

                                                                              (引自Water Power,1963.4)

                                                 

                                   图13  狄克逊坝(作为上游围堰)与大狄克逊坝(雪景)

                                (引自swissdams.ch)  

 

1957年大狄克逊坝开始蓄水。此后,狄克逊坝便被淹没在新的库水之中。图13为狄克逊坝作为大狄克逊坝围堰使用时的情景。 

狄克逊坝为大狄克逊坝的诞生可谓鞠躬尽瘁矣。

 

  中国的丹江口大坝    湖北省丹江口大坝1958年始建, 1973年竣工, 混凝土重力坝, 两岸为土石坝。坝高162m, 坝总长3442m, 库容174.5亿m3

丹江口大坝加高工程是我国南水北调中线调水方案的水源工程, 也是目前我国最大的大坝加高工程。大坝加高工程于2005926日开工。坝体高度从162m加高到176.6m, 库容增大至290.5亿 m3。至20103, 混凝土坝段已全部加高至设计高程, 整个加高工程将于2013年完成(包括闸门金属结构的更新改造等)

14是丹江口大坝上游俯瞰图; 15是丹江口大坝加高工程施工场景; 16是丹江口大坝加高工程竣工效果图, 气势磅礴。

                           

                                图14  丹江口大坝上游俯瞰图(引自tieba.baidu.com)

 

                              

                              图15  丹江口大坝加高工程施工场景(引自hb.xinhuanet.com)

                                       

                                           

                           图16  丹江口大坝加高工程竣工效果图(引自www.zxsygs.com)

 

  苏丹的罗赛雷斯(Roseires)    罗赛雷斯坝位于尼罗河干流青尼罗(Blue Lile)河上苏丹共和国青尼尔省的罗赛雷斯镇, 距首都喀土穆(Khartoum)550km。枢纽建筑物包括

大坝、溢洪道、深式泄水孔和电站厂房等, 以灌溉和发电为主。

罗赛雷斯坝分两期施工。第一期工程于19611966年建成, 坝高57m, 库容30亿m3

                            

                                   图17  罗赛雷斯坝(引自www.skyscrapercity.com)

 

大坝中间段为混凝土支墩坝, 左右岸为土坝。装机7台共21kw。工程规模宏伟壮观, 见图17

第二期加高工程由我国承建, 这是我国在苏丹承建的重要水电工程之一。加高工程项目正在实施。

第二期工程计划坝体加高10m, 加高后, 大坝全长25.1km, 包括中间1km长的混凝土支墩坝和左右岸总长24.1km的土石坝。库容增至74亿m3。工期3年。施工期间保持水库正常运行。

 

  中国的拉希拱坝

拉希拱坝位于广西南丹县, 是一项属于坝体加高性质的工程,但它是利用组合坝原理进行加高的。

拉希双层拱坝的原坝为一座高37.75m的砌石拱坝, 1974年建成。用作加高的新坝为埋石混凝土拱坝, 是在原坝上游临近处另建的一座薄拱坝, 198812月动工, 19906月竣工, 最大坝高54.4m。拉希拱坝采用组合坝原理加高取得了很好的技术与经济效益。图18为拉希双层拱坝下游俯瞰图,图中所示为两座分开的拱坝,即双层拱坝,两者之间蓄满了水。

                                             

                                              图18  拉希双层拱坝下游俯瞰图(引自《广西水利水电》, 1994年增刊)

 

拉希拱坝是世界第一座采用组合坝原理进行坝体加高的工程, 在世界坝工历史上是不同凡响的创举,值得大书特书。

 

  河狸坝beaver dam    “河狸坝”就是由河狸筑成的坝。河狸,旧称海狸,是一种水陆两栖哺乳动物,生活在水边,外形像老鼠,体长80cm左右。

河狸的生活习性要求自己的住所位于具有一定水深的水塘岸边。如果当地没有这种水

                                                                                    

                                                        19  加拿大的一座河狸坝及其形成的水库

                                  (引自www.outdooradventurecanada.com)

        

塘,它就会在小溪或小河旁筑坝 ( 即河狸坝 ) 蓄水形成水库,并在水库边建住所(图19)。

河狸坝是由河狸用小树苗、树枝或梢料相互交错地叠置在小河河道中而形成的一种坝,在坝的底部用的是较粗的树枝。一开始坝体是极其透水的,但很快就会被河道中向下游运动的泥沙、小石块、泥土以及残枝烂叶填塞,从而起到挡水的作用并形成水库。坝体的下游坡很缓,坝高一般为1.2m左右,坝底宽34m   

河狸有着堪称精湛的筑坝技术,甚至给人以不可思议和神秘的感觉。河狸被誉为动物王国中的 “土木建筑师”。

更令人称奇的是, 当因淤积使水库水深变浅时,河狸还会本能地将河狸坝坝体加高,使水库总保持约1.2m的水深。这在坝的加高历史与加高内容上无疑增添了异样的色彩。

 



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1 黄仁勇

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