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        1. 2021-05-16 15:24:00
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        4. 瓦依昂大坝

          二战停止后,意大利刚解脱了战斗的阴霾后,开端进入一个高速发展的时代。

          与此同时,北部城市的工业发展对电力的需求与日俱增,瓦依昂峡谷得天独厚的地理条件使其成为了兴建水力发电站的不二之选

          这里地处阿尔卑斯山区,冰川融水丰盛且降水充分。再加上峡谷狭长的地形,只要建造一座水坝就能储蓄起大批的水。

          早在1939年,就有工程师对峡谷进行了考核,并提出了最初的设计计划。

          在亚德里亚电力协会(SADE)的游说下,国会35位部长中的13位开会决议,要在意大利北部修建一座当时世界上最高的拱坝*

          不过这个表决其实是无效的,因为法律规定讨论这类重大议题时,必需有超半数的部长到场。

          尽管不合法,意大利总统路易吉•伊诺第(Luigi Einaudi)还是在1948年签订同意了这一议案。

          *注:现排名世界第七。世界上已建成最高的水坝是位于中国四川省雅砻江上的锦屏一级大坝,高达305米。

          路易吉•伊诺第

          人类修建拱坝已有长久的历史,早在一千多年以前,人们就已意识到拱构造有较强的拦蓄水流的才能。

          在蒙受水压力时,拱构造可以将竖向的压力转化为向两端的程度推力,并传递给两岸岩石。

          而且拱构造内部重要发生压力,所以能充足施展混凝土资料*抗压强度很高,但抗拉性能较差的特色。

          *注: 通常混凝土微观层面上存在许多裂痕,而混凝土的损坏是由于裂痕的发展发生的。受压状况下裂痕不会发展反而趋于闭合,而受拉状况下裂痕发展则导致混凝土产生损坏。因此混凝土中常参加钢筋进步抗拉强度。

          拱面承重

          早期应用的称作单曲拱坝,有一个显明的毛病,它更实用于高低宽度相差不大的峡谷。

          若遇到像瓦依昂峡谷一样的V型截面,上宽下窄的坝体就会呈现问题。

          在外半径不变的条件下,由于下部拱的宽度较小,形状更趋近于平面,因此拱的作用不显明,常常要增添坝体厚度来确保安全。

          如瓦依昂大坝这般高230m,坝身更合适采取先进的双曲拱构造,在程度与垂直两个方向都呈曲折状。

          这种构造的受力条件优良,在蒙受大荷载的同时还能做得很薄,非常节俭资料。

          瓦依昂大坝采取的双曲拱构造各层拱圈外半径由上至下逐渐减小,在坝底仍然坚持了受力良好的拱构造。

          如此一来,底部的坝体只须要相对少的资料就能到达令人满意的强度。

          大坝的设计师更是宣称,瓦依昂大坝能够蒙受超过设计值11倍的荷载而不坍塌。

          1956年大坝正式动工,但施工还不满一年,建造打算就呈现了变动。

          意大利的政客盼望将瓦依昂大坝的用处改成为核电站配套服务的抽水蓄能电站*。

          这样大坝的高度就从本来230m增添至262m,库容也因此增大到初始设计的3倍,达1.65亿立方米。

          *注:应用核电站平日过剩的电能抽水至高处,在用电高峰期再放水发电的水电站。它可将过剩的电能,改变为用电高峰时代的高价值电能,进步核电站的效力。

          调剂后的大坝在施工期间就陆续发明了令人担心的问题:

          • 本来瓦依昂峡谷的地质结构是由石灰岩和粘土相互层叠形成。石灰岩层间的粘土吸水后很容易变成泥浆,而泥浆就相当于岩层间的润滑剂,有导致深层滑坡的风险。
          • 同时经过地质勘探人们发明,大坝的上游还存在着老滑坡*,这也是一个宏大的隐患。

          1959年,工程专家和技巧参谋向大坝建设方提出水库左岸的斜坡稳固性存在疑问

          但质疑没有得到建设者的器重,施工还是按打算照常进行。

          *注:若干年前的滑坡遗迹,平时是稳固的,但若外界条件转变,就有可能再次滑动。按形成年代可分为新滑坡、老滑坡、古滑坡、正在发展中滑坡。

          1960年瓦依昂大坝建成封顶,同年开端试验性蓄水。

          随着水位涨高,岩层间的粘土被浸润,并开端变得不稳固。

          在10月份水位升至163m时,在大坝左岸上呈现了长达2km的拉裂痕

          这表明大块山体有往下滑移的趋势,人们不得不开端器重起来。

          工程师对滑坡位移进行了观测,他们发明山体以每天3-4厘米的速度移动着。

          到了11月4日,蓄水深度到达了180m,大坝左岸突然产生了局部的滑坡

          约70万立方米的岩质滑坡滑入水库,在大坝前制作出10m高的浪。

          大坝的管理者决议全力把持山体滑移速度,但同时也不愿废弃蓄水的打算。

          两次局部滑坡的地位

          设计部门以为,水位上升是造成滑坡的要害因素,且认定下降水位上升速度可以禁止滑坡发展。

          他们打算在把持滑坡速度的同时,慢慢将水库注满

          如果滑动速渡过快,就下降水面让它放缓,最终到达让山体迟缓滑入水库的目标。

          随后的两年里,人们监督着山坡的位移,不断进行着蓄水排水的实验。

          这个措施一直都挺管用,山坡位移速度基础被把持在每天0.3cm以下。

          但1962年底,意大利国度电力公司买下了水库,为了尽快完成验收,蓄水的速度显明加快了

          次年8月中旬,水深保持在240m不变,但位移速度却反常地连续增添,十来天后更是增至每天3.5cm。

          人们逐渐意识到不妙,可是此时下降水位已经太晚了。

          9月28日,瓦依昂地域开端了持续数日的大雨。

          大批雨水渗入山体中,不仅进一步减弱了岩层间的摩擦力,还增添了山体自身的重量。

          山体滑移速度不受把持地越来越快,已经超过了每天20cm

          人们开端听到瓦依昂山谷中传来奇异的声音,水库里的水也无故变得浑浊起来。

          1963年10月9号22点39分,灾害产生了。

          大约2.6亿立方米的山体滑坡以110km/h的速度冲入水库,将1800m长的库段全体填满。

          部分山体甚至一直推动到对岸140m高的山上,全部进程用时不到45秒。

          横向滑落的山体掀起了滔天巨浪,高达250m的涌浪分辨袭击了大坝的高低游地域

          上游10公里以内的沿岸村落、桥梁均被突如其来的巨浪冲毁。

          约2500万立方米库水超出瓦依昂大坝涌向下游城镇,浪头竟比大坝还要高出150m

          翻过大坝的洪水咆哮着达到1.4km外的峡谷出口,此时涌浪还坚持着70m的高度

          巨浪在毫无预警之下席卷了龙加罗内和邻近5个村落,还在睡梦中的人们基本来不及反映,共1925人在冲击中遇难,几乎无人生还。

          棕色为滑坡区域,浅蓝色为巨浪袭击区域

          滑坡激起的空气冲击波威力同样十分惊人。

          大坝地下厂房的钢梁扭曲后被剪断,调压室钢门被气浪硬生生推出12m远

          在厂房内值班和住宿的60名技巧人员除1人外幸存外,其余全体逝世亡。

          当时正在坝顶监测情形的工程师和工人们也无一幸免。

          经盘算,巨浪对瓦依昂大坝的冲击力是广岛原子弹爆炸所发生力的两倍

          出人意料的是,大坝凭借精良的构造设计经受住了宏大的荷载冲击,仅坝顶轻微受损。

          矗立在峡谷间的大坝还拦住了身后的泥石流,避免了更大的伤亡。

          也因为这样,瓦依昂水库被泥浆与堆积物填满,大坝失去了底本蓄水发电的功效

          在接下来的善后工作中,意大利政府不仅要救助安顿灾民,还要抓紧抽空水库内残存的积水,减轻滑坡体对大坝的压力。

          至此瓦依昂大坝肩负的使命还没开端就已彻底停止。

          事后调查发明,除自然因素外,人为忽视也是酿成灾害的主要原因

          若大坝没有贸然增添高度,坚持本来230m的设计,水对边坡的浸泡作用就不会如此严重。

          如果大坝管理者在呈现滑坡迹象时就及时结束蓄水,岸边的山体也不至于在三年的充足浸泡后最终瓦解

          这场灾害给意大利带来了宏大的社会影响

          全国性的滑坡防治委员会因此成立,并在多地分辨树立了研讨中心和实验中心。

          地质灾祸防治也被政府列为最为关注的问题之一。

          应国内大众请求,阿尔卑斯山区的水电、流域开发项目必需要得到当地议会通过才干实行。

          从工程构造的角度,瓦依昂大坝的设计无疑是胜利的。

          它蒙受了数倍于设计值的荷载而依旧安然无恙。

          但瓦依昂大坝这个项目确切也是失败的,不仅建成后没有发出一度电,还导致了巨额的经济和社会丧失,留给幸存者的也只有惨痛的回想。

          事实上,每一个大型项目都牵涉着周边无数人的好处安全。

          瓦依昂滑坡灾害给我们敲响了警钟:保障不了人们性命安全的项目,再多的光荣,再高的创收也是枉然。

          文章链接:如何毁掉一个优良的工程设计?

          世界上有哪些著名的、失败的大型工程项目?
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