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翡翠拱坝

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翡翠拱坝 (Feicui Arch Dam)  位于中国台湾省新店溪支流北势溪下游,为翡翠水库的拦河坝,距台北市30km,为台北地区450万人口供水的水源工程水利工程/HR5t9s-C"} e

    坝址以上流域面积303km2。水库总库容为4.06亿m3,有效库容3.27亿m3枢纽工程包括拦河坝及电站两部分(图1、图2)。拦河坝坝型为双曲变厚度三心混凝土薄拱坝,坝高122.5m,坝顶总长510m,坝顶厚度为7m、坝底厚度25m。泄洪设施的设计流量为9870m3/s,型式为坝顶溢洪道,安装8孔弧形闸门,尺寸为14m×9.3m。冲沙道3孔,安装定轮闸门,尺寸为2.5m×3m。泄洪洞直径10m,长386.13m。另有二道坝及消力塘。坝后水电站装机容量为70MW(1台),多年平均年发电量2.23亿kW·h。
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0xZ `Qjlar0    由于大坝距其下游台北地区仅约30km,因此大坝安全非常重要,采取的主要措施如下:

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#|7H qR#JwlZ!N*u0    (1) 基础层面夹泥缝处理新工法。大坝基础为坚硬而致密的砂岩和粉砂岩互层,岩层走向平行河道,倾角约40°,左岸为顺向坡,右岸为逆向坡。岩层面间偶夹有厚度不一的含泥缝与其他三组节理构成坝址主要软弱面。经评估认为,通常的基础处理方法难以符合设计要求,决定采用在坝基坑内以超高压水柱将坝基受力区范围内所有大小泥缝冲洗干净后,用不收缩水泥砂浆充填的处理工法。使其经过处理后的坝基结合成一个整体,处理后经钻取岩心进行剪力试验,证明其抗剪强度大为提高,并均高于设计要求。

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    (2) 采用高标准设计地震。参照美国核能电厂标准,采用最大可能地震(MCE)、设计基准地震(DBE)及运转基准地震(OBE)等3种等级地震,分别进行坝体抗震校核。此3种地震规模及其震源位置的确定,是经过由历史地震资料统计分析与断层活动性调查而得。再利用适当衰减公式推得对应该3种等级地震时的坝址尖峰地表加速度为0.4g(MCE)、0.25g(DBE)、0.2g(OBE),并制订坝址专用设计反应谱及人造加速度时程线。抗震校核时同时考虑水平地震与垂向地震,除利用地震系数的拟静力法外,更利用反应谱法与时间历时法进行分析。水利工程2b Z U0[ S!xS/l1f.O"j{

@z$z4W%ZB0    (3) 采用保守设计洪水。水库泄洪设施的设计洪水一般视坝型而定。土石坝因不允许洪水漫过坝顶,所以溢洪道的设计流量采用可能最大洪水。混凝土坝因漫顶不致造成安全上的顾虑,大都用200年~500年一遇的洪水设计。大坝为混凝土拱坝,而主要的泄洪设施为坝顶溢洪道,为了防止洪水漫顶及大坝下游坝脚的淘蚀,坝顶溢洪道及紧接大坝下游消力塘按最大可能洪水设计。水利工程[Z6l.tyuuEy(PCi

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    (4) 严谨进行坝体应力分析。除用试载法及有限元法分别进行坝体应力分析外,还在意大利ISMES试验室进行比例尺为1/100的结构模型试验,以便相互验证。

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#L(Lbk0p;YY0    (5) 布置兼有紧急泄降库水功能的泄洪设施。冲沙道与泄洪洞的进口底槛高程均为100m,较正常蓄水位低70m。这两种位置较低的排洪设施,可在紧急情况时泄放下游河道可以容纳的库水,使在一天之内泄放水库蓄水的一半。因此,即使大坝发生破坏,其洪水波也不会威胁到下游居民的生命财产安全。

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    工程于1979年8月开工,1987年6月完工。施工期间,为提早解决大台北地区严重的缺水问题,于1983年12月底在上游挡水坝及1984年6月底前正在施工中的坝体,分别进行初期蓄水,利用设置在导流洞进口处的闸门进行水位控制,提前向台北供水,缓解台北的供水问题。
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TAG: 拱坝 翡翠
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