大迪克桑斯壩

Grande Dixence Dam

世界最高的混凝土重力壩，同時也是歐洲最高的水壩，最大壩高285米，壩頂長695米。水壩位於瑞士羅訥河支流迪克桑斯河上，壩址處河谷呈V形，形成一個4千米長的人工湖——迪斯湖。豐水期，湖深可達284米，並容納4億立方 米的水，通過管道將羅訥河水引至三座總裝機容量為130萬千瓦的水電站。

水壩建在羅訥河的支流迪克桑斯河上，庫容大而來水量小，因此，壩體僅有一個泄流量為10立方米/秒的底孔，未設其他泄水建築物。冰川融雪是水庫儲水的主要來源，所以水庫的水位依季節的變化而變化。通常九月末水位達到最高峯，隨着冬季的到來水位逐漸下降，到次年四月達到最低點。瑞士並非歐洲最大的國家，但它的氣壓卻是整個歐洲大陸最高的。這座水壩用於攔截迪克桑斯河的河水，當水壩滿水時，水深大約1000英尺，水容量超過4億立方米。至於壩高，令人感到奇怪的是，大壩所在的河（迪克桑斯河）卻是非常小。其實，水壩裏的水是由一個超過100公里的隧道系統將迪克桑斯河與其它河流裏的水聚集起來的。這些水主要來自冰川。這座水壩在1957年蓄滿了水，將原先那座自19世紀就佇立於此的水壩淹沒。

壩址處於阿爾卑斯山區，為"V"形峽谷、坡陡，基岩為花崗片麻岩，其彈性模量約25000MPa。基岩有三組節理，最主要的一組大致垂直於大壩上游面。地震烈度6～7度。基岩為良好的花崗片麻岩，抗滲性能良好，但仍作了深度為 200米的帷幕灌漿。為適應地形和地質條件，壩軸線呈折線。

壩址處控制流域面積357平方千米(其中冰河面積180平方千米)，多年平均流量13立方米/秒。水庫蓄水面積4平方千米。設計蓄水位2364m，最低運行水位2170m，消落深度194m。

工程主要建築物包括混凝土重力壩、泄洪建築物、左岸發電引水系統和地下廠房。

混凝土重力壩壩頂長695m，河谷寬高比2.439，頂厚15m，最大底厚225m，上游壩面高程2200m以上為垂直面，以下則為1∶0.03倒坡，下游壩坡1∶0.297，1∶0.68和1∶0.81。

大壩地震設計烈度為9度。根據計算，庫滿時壩體最大壓應力為7.5MPa，發生地震時增大到13.0MPa，均出現在下游壩趾處。空庫時最大壓應力為7.3MPa，出現在上游壩踵處。混凝土按90d齡期考慮(12個月後混凝土強度增長10%)。

由於大壩來水量小，泄洪建築物主要是在發電引水隧洞內設一支洞作為主要泄洪隧洞。另外在壩河牀部位設一條泄水底孔，用於放空水庫，洞長550m，泄量10立方米/秒，可以把庫水位降低至最低庫水位。

該壩電站廠房為左岸遠壩區引水式佈置，共有3座廠房，均引用大狄克桑斯水庫之水，總裝機86.4萬kW，均為高水頭引水式電站。(1)菲奧奈(Grande Dixence Fionnay)電站，裝機30.6萬kW(6台5.1萬kW雙轉輪衝擊式機組)，引用流量45立方米/秒，水頭874m，引水隧洞長8.58km，洞徑4.1m，在隧洞襯砌中，有212m採用鋼襯，其他用混凝土襯砌和噴混凝土，設有調壓井。廠房為地下式，尺寸為130m×18m×24m(長×寬×高)。

(2)楠達(Nendaz)電站，引菲奧奈電站尾水發電，裝機40.8萬kW(6台6.8萬kW雙輪衝擊式機組)；水頭1008m，引水隧洞長16.25km，洞徑4.3m，採用混凝土襯砌，廠房為地下式。

(3)尚多蘭(Chandoline)電站，裝機15萬kW(5台3萬kW雙輪衝擊式機組)，引用流量10立方米/秒，水頭1746m。

雖然該壩基岩抗滲性較好，仍在壩基並向兩岸各延伸100m建造了200m深的灌漿帷幕，鑽孔總長2.4萬m，在灌漿壓力6MPa下，灌漿孔所用乾料為100kg/立方米(包括水泥78kg，特種粘土2kg和硅化物)。

大狄克桑斯壩施工導流，利用上游200m處已建的85m高的空心重力壩作上游圍堰。混凝土採用柱狀塊澆築法。橫縫間距16m，縱縫間距不一，澆築塊長度32～56m，縱橫縫面上設鍵槽。在高程2302m以下進行灌漿。接縫灌漿一般9m高一層，灌漿壓力10MPa。澆築層高3.2m(分5層鋪設，每層65cm)，間歇時間3～4h。冷卻水管直徑20mm，間距2.25m(5月份)到1.15m(11月份)，冷卻水取自庫水，保持4°C温度。

大狄克桑斯壩骨料取自布拉峨山北坡2600～2900m高程處，因此需開挖一條長1.6km長的隧洞穿過該山運料。隧洞內設有索道和皮帶機。骨料由兩台106cm旋轉式碎石機破碎。骨料為4級，由於部分骨料含有磁鐵礦，需用磁力分離機處理。水泥由鐵路和架空索道運輸，每小時運量50t。混凝土生產量125立方米/h，用6.3立方米特製漏斗卡車運送到裝料台，然後由掛在索道上的6.3立方米吊罐運輸。大壩混凝土用4台纜機澆築，每台跨度870m，行走速度3m/min。大壩日最大澆築強度9200立方米，月最大澆築強度18.3萬立方米，年最大澆築強度約100萬立方米。沖積層開挖量55萬立方米，岩石開挖量25萬立方米。

大壩施工原考慮總工期15～17年，計劃每年澆築50萬立方米混凝土，至少分為三期施工。但初期斷面施工時，年澆築強度達100萬立方米，故未完工斷面，改為連續施工，總工期8年。初期工程剖面下游面做成台階狀，二期柱塊立於初期柱塊上形成二期壩體剖面，有些柱塊側面直接靠於老柱塊上，另一些則以預留明槽分開，使加高施工不受水位變化的影響。後期施工，待空庫時，在預留明槽中回填混凝土，使大壩剖面整體結合。與其他加高方法相比，這種加高方法的優點是：①　每一澆塊都較高，可開闢多處施工面，加快施工進度；②預留明槽混凝土回填和灌漿，施工簡便易行，能保證質量。

該壩埋設了：①7條垂線，共26個測點；②38個測斜儀；③10個測縫計；④16個滲壓計；⑤3個測壓管；⑥總滲流量量測計；⑦大地測量網，共36個控制點。

例如，36號垂線量測高程2354m壩體的位移(水位是2320m)，在1967年前，水庫充水和水庫泄降時位移穩定已很明顯，庫空時永久位移為20mm。埋設的16個滲壓計有13個在灌漿和澆築混凝土時被損壞，僅3個(18A2、18B4、20A1)有效。1964年和1980年間的揚壓力變化情況是：①18A2和18B4量測的揚壓力值係數值相對較小，而20A1的係數值較大並趨於隨庫水位的增高而增大；②18B4係數值較穩定；③18A2和20A1係數值則稍有降低。這些情況證實了防滲帷幕和基礎排水廊道是有效的。

在第一次蓄水時，當水位達到高程2348m時，在離上游壩面約23m處的左岸基礎廊道內滲水量突然增大，經灌漿處理後恢復正常。滲流量的大小一般直接與庫水位有關，水位上升時滲流量增大，下降時則減小，每年情況相似。

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