德沃夏克水电站位于
爱达荷州刘易斯顿以东6.4km处,在
哥伦比亚河水系
斯内克河支流
克利尔沃特河北支(North Fork Clearwater)上,距河口3km。大坝为
混凝土重力坝,最大坝高219m,水库库容42.8亿立方米,电站现有总装机容量106万kW,年发电量19.2亿kW·h。除发电外,还有防洪、供水和旅游等效益。该工程是综合开发哥伦比亚河-斯内克河水系水资源的重要工程之一,于1966年8月正式开工,1973年3月工程全部竣工投产。
德沃夏克坝坝址基岩为坚硬的花岗片麻岩。坝基大部分轻度风化,小部分中度风化。坝基中的断层对大坝施工有很大影响,右坝肩断层的特点是倾角大,向西北方向倾斜80°-90°,左坝肩断层则是倾角不大,向南倾斜20°-50°。基岩十分良好。施工时发现了4个大剪切带或断层和3个小剪切带。坝址处为地震少发区,附近未发现活动的断层,地震烈度为7-8度。
坝多年平均流量159.6立方米/秒,实测最大
流量2830立方米/秒,可能最大洪峰流量11600立方米/秒,十年一遇和百年一遇年流量分别为1370立方米/秒和2080立方米/秒。水库最高蓄水位489.17m,运行水位440.44~487.68m,有效
库容24.97亿立方米,水库
面积69.2平方公里。
本工程为
混凝土重力坝,坝后式地面
厂房。
枢纽主要建筑物有:①混凝土重力高坝;②河床左侧表孔溢洪道,并设有中孔;③坝后式地面厂房;④集鱼设备。 大坝为混凝土重力高坝,最大坝高219m,坝顶高程491.79m,坝顶长1002m,坝顶宽13.4m,坝底厚152m,上游面为垂直面,下游面
坡度为1∶0.8,坝段宽19.8m,坝体混凝土浇筑量493万立方米。
溢洪道位于左岸,有2孔表孔溢洪道,宽15.2m,由
弧形闸门控制,堰顶高程470.92m,堰顶长度30.5m,最大泄洪流量为4000立方米/秒。3个坝体中孔尺寸为3.7m×5.2m,最大泄水流量为1130立方米/秒。下游采用消力池消能,消力池长85.4m,水深17.4m,下游护固段长97.54m,海漫处单宽流量约170立方米/秒;中孔弧形闸门后设0.452m的突扩,底板突跌0.038m进行掺气。
电站厂房尺寸为长130m、宽24m、高44m,厂房内初期安装1台22万kW和2台9万kW的
混流式水轮机,共计40万kW;现有总装机106万kW(4台22万kW,2台9万kW),水轮机额定发电水头170m,有1条长520m、直径为12.2m断面达123.4平方米的马蹄形输水隧洞,6条
压力钢管,其中2条直径为3.7m,4条
直径为5.8m。坝下游建有鱼孵育场和集鱼
设施。
采用
隧洞导流,洞径12.2m,长525m,用混凝土衬砌,导流标准为25年一遇,流量1930立方米/秒。导流洞兼作施工期过水过木之用,在出口处,设拦鱼堰和集鱼设施。
德沃夏克坝是最早改变柱状块浇筑,采用通仓长块法施工并取得成功的一座
混凝土重力坝。浇筑块尺寸为157m、宽19.8m。采用薄层通仓浇筑,取消纵缝和接缝灌浆。工程装备有强有力的预冷措施手段,严格控制
温度,做到浇筑温度不超过7°C。使用自升模块,用3台20t快速缆机浇筑混凝土,其水平移动速度为670m/min,垂直移动速度为280m/min,1台22.5t摆动桅杆式缆机。2座混凝土拌合楼为4×3立方米和6×3立方米,布置在大坝附近,每小时可拌混凝土319立方米。混凝土浇筑最高日强度达1.08万立方米,最高月强度18.4万立方米,最高年
强度221万立方米,为当时世界之最,坝体月上升速度为3.9m,混凝土总浇筑量为493万立方米,施工高峰期人数达1200人。
(1)合理地采用了高坝施工
技术。德沃夏克坝采石场临近大坝,两岸山坡较陡,从实际情况出发,骨料开采和加工采取了由高而低的垂直系统布置。将人工骨料一、二次破碎加工厂布置在地下洞室内,破碎厂长25m、宽10.36m、高31.1m。另设有进料竖井,深137m,直径为6.1m。加工厂操作安装有电视系统,用计算机管理,每小时可生产人工骨料1450t,它将粒径达1.22m的块石破碎成粒径为15cm,再运输到地面骨料厂加工成各种
骨料和砂子。另外,德沃夏克坝还采用了自升式悬臂模板,其最大提升为78.4kN(8tf),最大面板3m×6m,提升高度3m,设计模板使用周期数可达140次。
(2)广泛采用
混合材料、低
流态混凝土和各类特效掺加剂,降低
水泥用量,其水泥用量已降至98-127kg/立方米,并用掺合材料(粉煤灰用量达到了41-54kg/立方米,水灰比为0.57)代替部分水泥。该坝混凝土总量为493万立方米,掺用粉煤灰量达22.5万t。此外,由于强力振捣设备的发展,采用低流态混凝土,坍落度在3~4cm范围内。
(3)做好温控和防裂。德沃夏克坝由于采用了薄层通仓浇筑法,可使骨料温度降至2℃左右,在拌合时掺入冰屑代替部分拌和水,可满足浇筑温度要求,浇筑面积达3100平方米,浇筑块高度达1.5m。在防止混凝土温度骤降发生裂缝方面,德沃夏克坝使用导热系数小于10.13kJ/(h·㎡·℃)的
隔热材料对新浇筑混凝土表面进行保护。但是,1972年发现9个坝段上游面有竖直裂缝,有的深入坝内45m,在廊道内测得大量漏水;有的绕过廊道,不得不在裂缝中钻孔327个,以便排水。
运行后,消力池底板和底孔出口侧墙受到空蚀和冲刷,对破坏部位用1500m
钢筋混凝土回填至原高程,并对这部分混凝土进行了聚合浸渍。