莫瓦桑水坝工程施工

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m)，左岸一次爆除10万m，河床一次3.3万m，共计20.3万m。

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m，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m，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/m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/m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3m拌和机，混凝土系统最高日产量8000m，用汽车转送到6m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8037m，最大月浇筑强度10万~12万m，最大年浇强度77万m。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。

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m增加到211万m，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100m/s。

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100m/s;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140m/s。

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34.5m/s。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29m/s，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10m/s，水头366m，装2台1.5万kW机组。

莫瓦桑水坝位于瑞士瓦莱州、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m。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。

坝址处于阿尔卑斯山区基岩为石灰质变质片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114km，其中77km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167km，入库平均年径流量为2.5亿m。

水库蓄水面积为2.26km。最高库水位1975m，最低库水位为1810m。

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m，约为老坝混凝土量的4%，可增加库容0.27亿m。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/m，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/m。

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。