本尼特壩

W.A.C.Bennett Dam

壩址處皮斯河流位於經末代冰期作用形成的岩石深谷中，地形非常適合建水庫。

壩基岩層層理清晰，分砂岩、頁岩、煤層等。這些岩層形成於白堊紀下綠砂層時期，屬於鄧利維(Dunlevy)和格斯林(Gething)構造帶。岩層中引人注意的是著名的皮斯河煤礦層，厚10～12m，分佈在個區域中，是鄧利維(Dunlevy)構造帶和格斯林(Gething)構造帶的分界層。煤礦層之下分別是薄頁岩層和砂岩層，煤礦層以上，主要由頁岩和薄煤層構成。壩址區地震加速度為0.02～0.11g。

壩址控制流域面積約7000平方公里，多年平均徑流量1076立方米/秒，大壩形成的水庫稱威利斯頓湖，最高水位675.1m，正常蓄水位670.5m，水庫有效庫容370億立方米。大壩溢洪道按最大可能洪水9800立方米/秒，最大可能洪量540億立方米設計。

樞紐從左岸起依次為廠房、主壩和溢洪道(見本尼特壩平面佈置圖)。心牆土石壩壩頂高程679.7m，壩頂長度2042m，壩體體積4373萬立方米。壩體左半部向下遊彎曲，這種設計是為了使壩身在水壓力作用下，增加心牆縱向壓應力，以減少橫向裂縫的發生。壩體採取分區填築，中心部分設不透水心牆，心牆上、下游側各設有反濾層、過渡帶和壩殼。壩殼採用內、外殼結構設計，內殼採用級配較好、壓實性能較佳的卵石料，以支撐心牆，並阻止心牆裂縫的產生。外殼則採用較大粒徑、質地較密實的砂卵石或塊石，起護坡作用。壩體上下游邊坡坡度分別為1∶2.5和1∶2。為加固壩基和增加壩基的不透水性，在心牆範圍內進行了深度為6～9m的固結灌漿，並設置了防滲帷幕。壩體及兩岸還設有排水洞和排水孔幕。

大壩泄水建築物由泄水底孔和表面溢洪道兩部分組成。2條泄水底孔由施工導洞改建而成，設置底孔的目的是蓄水期間向下遊供水，發電後作泄水備用設施。泄水底孔直徑14.6m，每個孔內澆築61m長的混凝土塞嵌在混凝土襯砌上，塞內設2根直徑2.1m的鋼管道，每根管道內設兩道附環滑動閘門，在事故情況下，可以動水關閉。在每根管道的下游端，設一個直徑為2.1m的空心錐形閥以控制放水。錐形閥下游40m長的洞段用鋼板襯砌，並在離錐形閥14.5m處設置折流環。折流環沿洞周凸入洞內1.37m，上游面坡度為2∶1，下游面坡度為1∶1。折流環的作用是將射出的水流折向洞子中心，以達到在鋼襯段內充分消能的目的。為解決錐形閥下游空蝕問題，從泄水底孔緊靠錐形閥下游的頂部到錐形閥下游66m處，挖1條3m直徑的旁通風氣洞，向錐形閥供氣。這種方法還避免了直接從洞外進風，減輕冬季洞內結冰的問題。表面溢洪道是在右岸山坡中開挖出來的，設3扇寬15.2m、高18.8m的弧形閘門。堰頂高程652m，3孔溢流堰內各設3個底孔，分別由寬1.82m、高2.43m的滑動平板閘門控制，閘門的底坎高程為640m。這些底孔的作用是在電廠停機時向下遊放水。而當水位達到最高洪水位時，溢洪道最大泄量可達9600立方米/秒，9個底孔泄量為450立方米/秒。溢洪道進水渠為上下等寬斷面，進口方向與溢洪道軸線交角為42°，中間用半徑為186m的曲線連接，閘墩厚4.5m。寬55m的矩形閘室段與底寬30.5m的梯形泄水槽之間用過渡段連接。梯形泄水槽的邊坡是4∶1(垂直：水平)，長度444m，縱坡為0.003。最高庫水位與挑流鼻坎的落差約為100m；泄水槽與挑流鼻坎的落差是64m。挑流鼻坎在河牀之上75m，將水流挑到土壩壩腳下游900m處。

電站廠房為岸邊地下式廠房，廠房埋深150m，長270m，寬20m，最大高度46.5m。廠房內裝機10台，水輪機為混流式，其中8台額定出力22.7萬kW，2台額定出力30萬kW，設計水頭153m，最大水頭168m。轉速150r/min。發電機為傘式，額定功率為23.9萬kVA。功率因數cosφ=0.95，電壓13.8kV。採用單機單洞引水佈置，壓力管道長240m，其中鋼筋混凝土襯砌段長164m，直徑5.5m，襯砌厚度60～105cm；鋼板襯砌段長76m，直徑5.5m，厚度38～51mm。線段連接。

大壩基本上是用3個施工季節完成的，包括導流、圍堰和基坑開挖、灌漿等工程共用五年半。1962年4月開始打導流洞，一年半完成，1963年9月截流，1964年6月圍堰完成，基坑開挖用1年，1965年4月大壩正式大規模施工，1967年9月大壩完成。

大壩填築總量4370萬立方米，年、月、日平均強度為1440萬、216萬和8.6萬立方米，年、月、日最高填築強度為1750、290、12.5萬立方米。高峯施工人數為1620人。溢洪道開挖覆蓋層122萬立方米，開挖石方130萬立方米，澆築混凝土10萬立方米，地下廠房洞挖工程量為80萬立方米，在24個月內完成，月平均強度3.2萬立方米，高峯施工人數為1000人。工程採用全年隧洞導流方式，隧洞佈置在右岸山體540～570m高程之間，為3條直徑14.6m的馬蹄形混凝土襯砌隧洞，共長2340m，洞身縱坡0.0095，進口段坡度稍陡，出口段為倒坡。設計流量7650立方米/秒，相當於15年一遇。滿流時隧洞過流流量可達9050立方米/秒，施工期間經受了50年一遇的洪水，過流峯值達8840立方米/秒。1968年，導流隧洞進行了改建，其中2條改建為泄水底孔，1條留作擴建電站的引水洞。

工程選用單料場的混合料作為築壩材料。混合料約有一半直接上壩，其餘一半在壩區篩分廠過篩、摻合，存入成品料堆，作為心牆、反濾和排水材料。施工採用6條用鋼絲加強的1.66m寬皮帶將材料由料場運至壩前，再轉裝至100t底開卡車上壩，用推土機幫助散料。實際達到的最高日強度為125000立方米。　主壩施工採用分區填築碾壓方式，其中心牆採用50～75t氣胎碾，每層鋪土厚25cm，碾壓4遍；壩殼採用振動平碾，根據材料不同鋪層厚度為15～60cm(過濾料為15cm，砂礫料30或45cm，堆石料為60cm)，碾壓2～8次。