埃爾卡洪壩

El Cajon Dam

壩址位於一個長800m的峽谷內，兩岸岸壁陡峭，河谷深切，在壩頂處河谷寬為350m。該峽谷是胡馬亞河在穿過位於蘇拉柯(Sulaco)河河口下游約2km的阿鐵瑪灰岩層中一個背斜的北翼時下切而成。阿鐵瑪灰巖在壩址處的總厚度大於700m。壩址地質為岩溶性石灰岩和白雲岩，有明顯層理，岩層向下遊傾斜15°～30°。壩址周圍整個地區均被火山沉積物所覆蓋，主要為安山質熔岩、凝灰岩和火山灰，相互混雜嚴重。壩址處存在有4條斷層，斷層為北-南走向，具有不同寬度，從幾cm到30m，斷層核心部分含有孔隙、方解石和粘土，斷層屬強透水帶，其結構強度較低。另從地質構造上看，該壩是在美洲加勒比板塊上，板塊的邊緣地震活動很活躍，地震烈度為7～8度。

壩址以上流域面積為8320平方公里，年平均氣温26.5℃，相對濕度60%～79%，年平均降雨量1300mm，年徑流量35億立方米，年平均流量119立方米/秒，實測最大洪水流量(1974年)4500立方米/秒，十年一遇洪水流量為3000立方米/秒，百年一遇洪水流量6200立方米/秒，年輸沙量為740萬立方米。水庫正常蓄水位285m，消落水位220m，水庫總庫容57億立方米，有效庫容42億立方米，水庫面積94平方公里。

工程主要建築物包括大壩、廠房、溢洪道等。

大壩為混凝土雙曲高拱壩，壩頂高程為301m，最大壩高234m，壩頂長382m。河谷寬高比1∶633，壩頂厚7m，壩底厚48m，壩體厚度比0.205，在壩頂處還設有1.5m高的防浪牆。壩體岩石開挖量120萬立方米，混凝土澆築量為150萬立方米。

大壩泄水系統由以下3部分組成：①壩頂溢洪道，共4孔，每孔寬15m，不設閘門，泄流量為2000立方米/秒；②岸邊有壓泄洪隧洞，共2條，高程為252m，佈置在左岸，洞徑12m，每條隧洞均設有兩道定輪閘門，尺寸為9.5m×4.0m(高×寬)，位置在高程250m處。在隧洞末端設有鼻坎挑流消能，泄流量2×2000立方米/秒；③泄水底孔，位於高程170m處，共3孔，每孔斷面面積為14.4平方米，並由兩扇4.8m(高)×3.0m(寬)的滑動閘門控制，閘門位置是在高程167.6m處，在最高洪水位下的總泄水量為1900立方米/秒。

溢洪道系統總的泄洪能力為5900立方米/秒。

電站進水口高程為199m，設有閘門井，後接4條直徑為4.2m的壓力引水隧洞，總長600m，其中有兩條為第二階段擴機之用，最大引用流量220立方米/秒。壓力豎井採用鋼襯，直徑為4.2m，最大坡度90%，裝有叉管和閥門，每條井供2台機組合用。

地下廠房位於左岸，長100m，寬30m，高49m，開挖量10萬立方米。廠房內共安裝4台機組，每台7.5萬kW。水輪機為混流式，最大水頭180m，最小水頭113m，設計淨水頭156m，單機額定流量55立方米/秒，額定轉速300r/min，飛逸轉速570r/min。發電機頻率為60Hz，額定功率9.125萬kVA，功率因數為0.8。採用230/13.8kV的三相變壓器。另有4條電站尾水隧洞，直徑4.2m，總長350米。

埃爾卡洪水電站的施工導流期為兩年半，利用一條570m長、13m直徑的導流隧洞和上下游過水堆石圍堰過流。上游圍堰高40m，堰頂高程為137m，體積14.8萬立方米。下游圍堰堰頂高程為109m，最大高度15m，體積僅4萬立方米。當出現20年一遇洪水流量2100立方米/秒時，圍堰不過水；當出現40年一遇洪水流量4500立方米/秒時，圍堰過水的水層高度為6m。2座圍堰的4個壩坡中有3個壩坡用石籠護坡，以抵禦漫頂時的水力沖刷。

大壩壩基防滲處理原方案是帷幕伸入兩岸約500m，壩基下延深180m，帷幕底部是處在岩溶化灰巖內，帷幕最低和最關鍵部分的底部是開口的。但在施工開挖中發現存在深層岩溶，因此對該處理方案進行了修改，將灌漿帷幕沿大壩上游水庫佈置，其圍限面是上游的不透水火山岩，帷幕形如"浴缸"，面積達到53萬米，施工中共開挖灌漿廊道11.5km，鑽孔48.5萬米。

大壩由垂直的施工縫分成12～18m長的塊狀進行分塊澆築，混凝土澆築層厚3m，每個澆築層由幾層鋪在澆築塊表面上最大厚度0.6m的薄層組成，使用推土機平倉。當澆築塊寬度足夠時，用帶有高頻振動器的推土機搗實混凝土，使混凝土徹底密實且體積不再減小，並且不允許出現混凝土泌水現象。當一層混凝土密實後，應立即澆築下一層，同時，振搗器應插入先澆的那層混凝土中，以防止產生冷縫。當一個澆築層澆完之後，長時期澆築中斷，就形成了水平施工縫。在搗實之後，混凝土還未硬化之前，出現在混凝土表面的浮漿皮用壓縮空氣和高壓水清除；硬化之後的浮漿皮則採用噴沙法和特製的鑿子清除。用來沖洗混凝土表面的水只能從壩的上游側排出，因此混凝土表面應稍向這一側傾斜，但不允許出現由於排水而在其表面形成的溝槽和孔穴。

大壩澆築的混凝土中，水泥用量變化較大，最小用量150kg/立方米，在動應力較大部位用250kg/立方米，所用骨料不能含有粘土和有機質，以及砂團和凝結的礫石塊，並在每一級骨料中，超粒徑和粒徑不足的骨料不能超過骨料重量的10%，細砂(通過0～0.8mm篩)中粒徑小於0.1mm的顆粒含量不超過5%。混凝土温控採用人工冷卻和後期冷卻，骨料和拌和水進行預冷，澆築層用預埋冷卻管通水作後期冷卻。規定混凝土温度不超過30℃，接縫灌漿時温度不超過24℃，但不採用冰塊冷卻。

該工程中，沒有設置二次篩分系統，所有粗細骨料都採用現場開採的石灰岩和白雲岩加工製作。各種骨料用500m長的皮帶機從貯料場送到拌和廠的儲料倉，然後送入料斗中。