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1、黃石灘水庫混凝土面板堆石壩設(shè)計論文摘要：本文結(jié)合黃石灘混凝土面板堆石壩的關(guān)鍵設(shè)計工作，對壩體分區(qū)、壩料選擇和斷層區(qū)趾板基礎(chǔ)處理等問題進行了大量研究，力求做到工程安全，結(jié)構(gòu)完善，降低造價，便于施工。關(guān)鍵詞：混凝土面板堆石壩黃石灘壩料設(shè)計基礎(chǔ)處理1工程概況黃石灘壩址位于漢江支流付家河中游峽谷段，控制流域面積348km2，多年平均徑流量1.1億m3,水庫總庫容4177萬m3。面板壩高75.6m,面板面積1.75萬m2.freel3。明流導流泄洪排沙洞一條,斷面尺寸為5×6.5m至5×7.1m,洞長322.3m。開敞式溢洪道一座，溢洪道總長
2、205m。此外還有一座設(shè)計流量8~10m3/s的壓力輸水洞。工程2001年10月開工，目前大壩已竣工。樞紐總體布置參見圖1。圖1黃石灘水庫樞紐總體布置2壩體設(shè)計大壩頂寬8m，長210m，最大壩高。河床高程355m，壩頂高程423.6m。壩體填筑總方量為68.5萬m3。壩體填筑料從上游向下游依次為墊層區(qū)(包括墊層小區(qū))、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)。大壩分區(qū)參見圖2。墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)筑壩料采用飽和抗壓強度為98.2MPa、軟化系數(shù)為0.65的輝長—閃長巖爆破料；次堆石區(qū)料采用主堆石區(qū)同種材料，或用飽和抗壓強度為76.9MPa、軟
3、化系數(shù)為0.52的綠泥石片巖，兩種材料作比較,組成第一、二方案，同時采用瓜園綠泥石片巖筑壩作為第三方案進行不同材料分區(qū)的大壩變形、應(yīng)力比較，大壩填筑主要參數(shù)見表1。表1大壩填筑料設(shè)計參數(shù)填筑分區(qū)巖石性質(zhì)最大粒徑(mm)干密度(kN/m3)孔隙率(%)填筑厚度(mm)灑水量(%)18t振動碾碾壓遍數(shù)墊層區(qū)碎石河砂混合料8021.41950098過渡區(qū)爆破碎石料30021.1220500106主堆石區(qū)爆破料80020.7221.51000208次堆石區(qū)爆破料80023.123.5100020~256~8墊層小區(qū)碎石河砂混合料4022.0
4、416.540099墊層區(qū)、過渡區(qū)填筑料要求為新鮮、堅硬、軟化系數(shù)大、耐久性強、顆粒級配良好的石料。經(jīng)碾壓密實后，具有低壓縮性和半滲透性。墊層區(qū)材料滲透系數(shù)為10-4~10-3cm/s，粒徑小于5mm的含量為35%~45%，粒徑小于0.1mm的含量7%。過渡區(qū)材料滲透系數(shù)10-3~10-2cm/s，粒徑小于5mm的含量為16.5%,粒徑小于0.1mm的含量5%。主堆石區(qū)要求石料級配良好,耐久性強,特別是壩體靠上游1/3范圍內(nèi),巖石軟化系數(shù)大,飽和抗壓強度在100MPa以上。碾壓后材料滲透系數(shù)10-2~10-1cm/s，粒徑小于5mm
5、的含量為11.4%,粒徑小于0.1mm的含量3.5%。為防止泄洪時河水回流，沖刷大壩下游坡腳，壩腳處砂卵石開挖至基巖，設(shè)大塊石堆體，頂高程362m，高出下游最高水位1.2m。圖2黃石灘水庫大壩分區(qū)圖3筑壩材料性質(zhì)壩址附近有筑壩材料兩種，它們是：距壩址0.7km的瓜園料場,可開采量324萬m3，但無用層剝離量也高達110萬m3，系變質(zhì)巖綠泥石片巖，強度較高但片理發(fā)育，碾壓試驗其破碎率高達13.6%。另外距壩址12km處的二里料場,.freel3)C(kPa)φ()KnRfGFD瓜園料主堆干樣2.3117333.924990.080.8
6、0///主堆飽和2.312138.101980.320.740.220.204.67砂礫石墊層飽和2.169740.245770.680.810.360.050.36主堆飽和20.32239.215890.210.830.300.073.644輝長巖墊層飽和2.1312043.865910.530.730.330.095.32主堆飽和2.0013440.196220.340.850.260.114.45表2.2DuncanE-B模型參數(shù)試樣名稱壩料名稱試樣狀態(tài)ρ(g/cm3)φ()Δφ()KnRfKbm瓜園料主堆干樣2.3157.2
7、116.004990.080.80//主堆飽和2.3140.822.411980.320.74980.23砂礫石墊層飽和2.1650.248.745770.680.813430.41主堆飽和23.049.2310.375890.210.832480.21輝長巖墊層飽和2.1353.577.535910.530.733040.46主堆飽和2.0052.059.606220.340.851530.344壩體變形與應(yīng)力采用以上參數(shù)，使用雙屈服面模型可以計算出不同筑壩材料分區(qū)時對大壩應(yīng)力與變形的影響，結(jié)果表明，既使將片理狀巖石放置在次堆石區(qū)
8、，影響也是很大的，參見表3。表3大壩分區(qū)材料與應(yīng)力變形關(guān)系計算參數(shù)單位全瓜園料場綠泥石填筑主堆石輝長巖次堆石綠泥石全二里料場輝長巖填筑施工期最大沉降cm132.473.428.6蓄水期最大沉降cm141.975.9竣工期水平位移上cm
