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西班牙落后;英国建城供水和发电坝,美国发展快

时间:2026-01-26 理论教育 南栀 版权反馈
【摘要】:法国是世界上率先研究并建造近代坝的国家。西班牙在古代砌石坝方面曾领先于世界,但在近代坝建造上却落后于法国。法国的富伦斯坝竣工4年之后,西班牙才在洛佐雅河建造其第一座近代重力坝——维拉尔坝,坝高51.9m,拱形坝轴线。英国在19世纪末期所建造的近代坝主要用于城市供水与发电。该坝坝高41.5m,坝顶长411.5m,可全线溢流,是世界上第一座按下泄水流形状设计溢流坝面曲线的溢流坝。但美国在近代坝的数量上、高度上发展较快。

近代坝是用理论指导设计的,也是在古代坝的建坝经验基础上形成的。与古代坝相比,近代坝有以下特点:

(1)坝体断面明显经济(尤其是重力坝)。

(2)坝的高度发展了,突破了古代坝坝高长期停留在50m以下的状况。

(3)减少了盲目性,如古代重力坝中曾出现过的上游面倾斜、下游面铅直的断面,在近代重力坝中则自然排除了。

(4)出现了的一种带共性的现象,即一般都将重力坝坝轴线设计成拱形。

法国是世界上率先研究并建造近代坝的国家。主要的近代坝有10余座。1847~1854年建成的佐拉(Zola)坝是世界上第一座用理论进行设计的拱坝,坝高36.5m,用毛石砌筑。佐拉坝的设计者为法国著名作家E·佐拉的父亲F·佐拉(1795~1847年)。F·佐拉在意大利威尼斯附近出生并在那里读书,很可能熟悉意大利的高桥拱坝。在19世纪20年代初期F·佐拉在奥地利林茨(Linz)附近的铁路部门工作,当时奥地利还统治着意大利的威尼斯和特兰托(Trento),而高桥拱坝在那时正在进行第3次和第4次加高。F·佐拉成为法国马赛的顾问工程师后不久,于1837年便参与了制定埃克斯(Aix)城供水计划的竞争。在他所提供的供水方案中,包括拟建3座拱坝。经过长时间的辩论之后,他终于获胜,并在1847年开始了第1座拱坝的建造工作。可惜开工2个月之后,他就去世了。由于失去了他的领导,工程施工了7年才告竣工。为了纪念他,此坝便用他的名字命名。此外,法国还建造了著称于世的第一座用理论进行设计的重力坝——富伦斯(furens)坝。

阿尔及利亚的自然条件对发展农业很不利,年平均降雨量只有300mm,而且只有1/37的水量流入河中。不仅如此,雨量在时间分配上还不均匀。为了发展农业,就必须发展灌溉事业,而发展灌溉的有效措施就是建造水库。在19世纪中后期,阿尔及利亚建造了若干座近代重力坝,如坝高38m的哈布拉(Habra)坝和坝高21m的特利拉特(Tlelat)坝等。这些坝是由法国建造的,当时阿尔及利亚是法国的殖民地。

西班牙在古代砌石坝方面曾领先于世界,但在近代坝建造上却落后于法国。法国的富伦斯坝竣工4年之后,西班牙才在洛佐雅(Lozoya)河建造其第一座近代重力坝——维拉尔(Villar)坝,坝高51.9m,拱形坝轴线。

意大利在1880~1883年于戈尔曾特(Gorzente)河建造了高37m的重力坝,用于港口城市热那亚城的供水与发电,坝长150m,拱形坝轴线。水库刚一蓄水,坝体就漏水。经钻孔检查,发现砂浆还未完全凝固。韦格曼认为,如果不是采用拱形坝轴线,坝体很有可能开裂。所建的拉维格尼纳(Lavignina)坝,其库容达10亿m3,是当时罕见的大水库。(https://www.xing528.com)

英国在19世纪末期所建造的近代坝主要用于城市供水与发电。如1882~1890年建成的凡威(Vyrnwy)坝就为利物浦城供水。该坝坝高41.5m,坝顶长411.5m,可全线溢流,是世界上第一座按下泄水流形状设计溢流坝面曲线的溢流坝。在1886~1893年建成的瑟尔梅尔(Thirlmere)坝则用于曼彻斯特城的供水,由英国著名工程师希尔(Hill,G.H.)负责设计。为了减少基础开挖,坝体的位置是循着基岩出露较高的部位设计的,最后形成的坝轴线是一条与众不同的弯向下游的曲线。而大约建于1898年的伯努布拉(Belubula)坝则用于威尔士某公司的发电。

印度在19世纪中后期也建了若干近代重力坝。这些坝是由英国建造的,当时印度是英国的殖民地。印度的近代坝与古代坝都带有“长轴线设计”的特点。如1891年建成的坦沙(Tansa)坝,坝轴线长达2850m。采用长轴线的原因之一是为了宣泄河道的大流量。1898年建成的佩里尔(Periar)坝首次尝试了用混凝土代替砌石体筑坝。虽然这一尝试是出于当时缺乏技术熟练的砌石工人,而不是有意采用这种更合理、更先进的施工方法,但客观上为以后建“纯混凝土”坝开创了道路。

中国香港在19世纪中后期先后被“割让”与租借给英国。1887年英国曾在这里建造了一座重力坝——泰塔姆(Tytam)坝。也是由于难以找到技术熟练的砌石工人,最后采用了“埋石混凝土”施工工艺。

澳大利亚在1770年便被英国占领,成为殖民地。英国在澳大利亚建有近代坝——比塔罗(Beetaloo)坝,坝高33.5m,重力坝,拱形坝轴线,1890年建成。另一座重力坝——吉隆(Geelong)坝,坝高18.2m,完全用混凝土建成。

德国大多数近代重力坝都在坝的上游面填筑了土坡,土坡高度约为坝高的一半。土坡用黏土、砾石和块石填筑。设置这种土坡的本来目的是力图加强坝体底部的防渗性能,但也带来一些不利影响,一是不利于坝体上游面的检修;二是土坡在被库水饱和后,对坝体所产生的推力比库水推力要大。德国用这种奇特的坝型建造的水坝,仅在伯勒特(Bellet,H.)于1906年发表的论文中就介绍了15座。

埃及在1898~1903年建造了一座著称于世的近代坝——阿斯旺(Aswan)坝。该坝位于尼罗河上,距地中海约1120km,用于灌溉。1961~1970年埃及又在阿斯旺坝上游仅6km处建造了阿斯旺高(Aswan High)坝。

美国在近代坝建造方面比欧洲晚了二三十年,而且基本上沿用了欧洲的坝工技术,比如重力坝多采用拱形坝轴线。又如1894年建成的位于加利福尼亚州图鲁姆(Tuolumne)河上的拉格兰奇(La Grange)溢流坝,其断面形状几乎与英国凡威坝的断面完全一样。但美国在近代坝的数量上、高度上发展较快。19世纪后半期建成的高20m的熊谷(BearValley)拱坝和坝高30m的甜水(Sweetwater)坝,都是著称于世的。在重力坝方面,坝高51.8m的下晶泉(Lower Crystal Springs)坝,是一座规模与法国富伦斯坝相当的砌石重力坝,施工工艺精细,整体造型美观。美国更多地重视土石坝。美国在近代坝时期所取得的成就,为其在20世纪成为建坝大国奠定了基础。

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