馬尼克Ⅴ級壩又名丹尼爾·詹森壩，位於加拿大馬尼夸根(Maricouagan)河上，是馬尼夸根河梯級開發最上游的一級。工程主要用於發電。大壩為混凝土高連拱壩，最大壩高214m，水庫總庫容為1418.52億立方米，有效庫容375億立方米，第一期地面水電站裝機8台共129.2萬kW，第二期地下水電站裝機4台共108萬kW，總裝機容量237.2萬kW。
基本介紹
- 中文名：丹尼爾·詹森壩
- 最大壩高：214m
- 總庫容：1418.52億立方米
- 總裝機容量：237.2萬kW
馬尼克Ⅴ級壩,地理水文,樞紐布置,工程施工,
馬尼克Ⅴ級壩
Manic Ⅴ Dam
馬尼 克Ⅴ級壩又名丹尼爾·詹森壩，位於加拿大馬尼夸根(Maricouagan)河上，是馬尼夸根河梯級開發最上游的一級。工程主要用於發電。大壩為混凝土高連拱壩，最大壩高214m，水庫總庫容為1418.52億立方米，有效庫容375億立方米，第一期地面水電站裝機8台共129.2萬kW，第二期地下水電站裝機4台共108萬kW，總裝機容量237.2萬kW。工程於1961年開工，1968年第一期水電站建成；1980年第二期水電站開工，1983年因故停工，1986年重新開工，1989年首批二台機組投入運行。
地理水文
壩址河床200m高程以下為"V"形窄谷，深50m，谷頂寬約45m，底部寬1～2m。壩基岩石主要為片麻岩，節理比較發育，基岩表面多有張開裂縫，至下部閉合，有3條小斷層通過壩線，破碎帶最大寬度1m。右岸地表21m以下有一層近水平的夾沙裂縫，寬0.15m。
壩址控制流域面積約11300平方公里。多年平均流量677立方米/秒，採用萬年一遇洪水設計。
樞紐布置
該工程為混凝土高連拱壩，近壩區引水式岸邊地麵廠房，主要建築物有：混凝土高連拱壩、左岸發電引水系統和地麵廠房、地下廠房、溢洪道等。樞紐布置和下游立視見圖。
主壩最大壩高214m，頂長1314m。壩體結構分三大部分，即拱圈、拱墩和壩頂。連拱壩共13跨14個拱墩。中間河床為大拱，跨度為165m，以跨過河床下深53m的沖積層，底厚25m，頂厚6.5m。大拱底部最低高程200m，壩頂高程366m，壩頂路寬5.18m。左邊7個拱、右邊5個拱，跨度各為76m。大拱兩支墩為斜面墩，其他各墩均垂直壩軸。壩頂部分為重力斷面，坐落在拱和支墩上，成一直線。一般小拱上游面為圓柱曲面，向上游傾斜坡度為1∶0.6，下游面也為一圓柱曲面，坡度1∶0.5543，中心大拱上游面為圓柱曲面，坡度1∶0.4766，下游面為圓錐曲面，坡度為0.4766∶1。拱圈坐落在拱墩的斜面上，在拱墩上游面設過渡墩塊，其接觸部位有抗剪鍵槽和可重複灌漿的系統，使大壩成為一個整體。在河床拱底設有一個放水孔。
第一期地麵廠房位於左岸，引水明渠後接2條引水隧洞，末段設有2個調壓井，8條鋼板襯砌的壓力隧洞，廠房內裝機8台，水輪機為混流式，單機額定出力16.15萬kW，設計水頭150m，流量106立方米/秒。發電機額定功率17.8萬kVA，功率因數cosφ=0.95，電壓13.8kV。第二期地下廠房布置在地麵廠房的對岸，主要目的是在調峰時增加發電容量。新電站只使用一個進水閘和一條引水隧洞，除一小段水平隧洞採用噴混凝土襯砌之外，引水隧洞基本不襯砌。廠房內安裝4台混流式水輪機，單機容量27萬kW，淨水頭144.5m。
連拱壩由拱圈、壩垛和壩頂3部分組成，壩頂長1314m，拱頂厚度6.5m，拱底厚度g5m。大壩設有13個拱、14個壩垛，中間河床部位為大拱，跨度為165m，其餘左邊7個拱和右邊5個拱，跨度各為76m。壩垛分為兩種，大拱的壩垛為斜向垛，其餘的壩垛垂直壩軸線。壩頂部分坐落在拱和垛上，成一直線。大拱上游面為圓柱曲面，壩坡為1:0.6，下游面為圓錐曲面，壩坡為1:0.7466，其餘拱上下游面均為圓柱曲面，上下游壩坡分別為1:0.6和1:0.4766。所有的拱圈均坐落在垛的斜面上，並在垛上游面上設有過渡塊，其接觸部位有抗剪鍵槽和可重複灌漿的系統，使大壩成為一個整體。 大壩抗滑穩定分析的荷載包括自重、水壓力、冰壓力和溫度應力。混凝土的容許抗壓強度要求不超過9.5MPa，規定混凝土90d齡期的最低抗壓強度為30.6MPa，安全係數在3以上。抗滑穩定總的水平推力與垂直壓力之比要求不大於0.75。大壩應力分析採用各種不同的假定、不同的計算方法和模型試驗加以綜合分析。模型比例尺為1:200，取用中間河床部位大拱和左右兩側各3個拱，7個拱和壩垛長為440m，上下遊方向寬210m，壩基深度取為30m。模型用熟石膏及摻合料製成，彈性模量取較低值(1.16GPa)，泊松比近似按混凝土取值(0.7)。模型材料的具體組成是：水700L，熟石膏433kg，摻合料231kg，緩凝劑0.205kg。模型載入分水壓力和自重兩部分，自重約為水壓力的50%。
工程施工
工程採用隧洞導流方式，兩條馬蹄形隧洞布置在右岸，斷面為171m，長度為660m。導流標準為50年一遇，流量4110立方米/秒。
為解決基坑漏水問題，上游圍堰基礎設定76m深、0.61m厚的混凝土防滲牆，其面積為2760㎡，下游堰採用3排防滲帷幕灌漿。
一期工程混凝土量225.5萬立方米。混凝土澆築使用3台20t纜機，跨度1100m，門機1台，最高日強度4813立方米，最高月強度為10.5萬立方米，最高年強度為40萬立方米。施工高峰人數為3544人。
大壩一般澆築層高1.5m，塊長13.7m，大拱澆築層增至1.8m，基礎塊或老混凝土上的澆築塊，層高減半。澆築層間隔時間至少3d，需要時延長到4～5d。一般每周澆兩層。拱座與支墩間澆築塊高差一般不大於3層，最高允許5層。拱與拱間高差不大於2～3層。混凝土拌合溫度控制在7～16℃，夏季加冰拌合，冬季骨料用蒸汽加熱。
大壩基岩基本良好，主要地質問題為河床深覆蓋層，幾條不大的斷層和局部的面積相當大的緩傾角夾沙層。針對壩基的實際地質問題，主要採取了以下處理措施：①全部清除河床部位50m深的覆蓋層，用混凝土回填到高程200m；②對大拱右側壩垛和相鄰的兩個壩垛基岩下21m深的緩傾角夾層全部挖除；③挖除壩基下相交小斷層的上部三角體，並回填混凝土；④進行深為15m的壩基固結灌漿；⑤進行孔深為1/2水頭的防滲帷幕灌漿；⑥設定排水孔幕，孔深為1/3水頭、孔徑為76mm、孔距為3m。 大壩混凝土澆築使用了3套載重量為20t、跨度為1100m的纜機。混凝土最高月施工強度為10.5萬立方米，最高年強度為40萬立方米。大壩一般澆築層厚為1.5m，澆築塊長13.7m，但對大拱的澆築層厚增加到1.8m。 大壩安全監測設定了三角網控制系統、精密水準控制系統和垂線觀測系統，用以測量壩和基礎的變形。
該工程主要有2個特點，第一是大跨度連拱壩，連拱跨度屬世界第一，拱及支墩的厚度均較厚，屬大體積混凝土，一般不放置鋼筋，以利施工。第二個特點是河床部位沖積層深槽深50m左右，中央連拱即跨越其上。
工程於1962年開工，1968年第一台機組發電，1989年工程全部完工。
