土石壩樞紐設(shè)計(jì)相關(guān)研究

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1、土石壩樞紐設(shè)計(jì)相關(guān)研宄四川君信工程項(xiàng)目管理咨詢(xún)有限公司四川成都610000摘要：土石壩樞紐的設(shè)計(jì)工作對(duì)于土石壩施工工程質(zhì)量有著關(guān)鍵的影響，需要設(shè)計(jì)技術(shù)人員從多方面考慮影響其設(shè)計(jì)的因素，并針對(duì)實(shí)際情況分析解決的方法與策略。關(guān)鍵詞：土石壩；樞紐；設(shè)計(jì)引言目前，我國(guó)在建和正在設(shè)計(jì)的水利水電樞紐工程多地處丙部偏遠(yuǎn)山區(qū)，壩址地形地質(zhì)條件背景復(fù)雜，壩基覆蓋層多較為深厚。水庫(kù)安全工作的重要性曰益凸顯，特別是土石壩屬牛的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作己經(jīng)成為現(xiàn)階段我國(guó)水利工作者們主要研究課題和重點(diǎn)任務(wù)。1土石壩的分類(lèi)土石壩主要是由土料、石料或混合料經(jīng)過(guò)拋填、輾壓等施工方

2、式堆筑而成的壩型，構(gòu)成材料多數(shù)可以就地取材，在施工中避免了運(yùn)輸工序，既節(jié)省了時(shí)間，乂節(jié)省了成木，具有其他壩型無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。其特點(diǎn)為可以就地取材，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)地基要求不高，可以很好地適應(yīng)地形，在施工中，技術(shù)簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)械要求不是很高。但土石壩也有不足之處，就是壩身不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料的填筑受氣候條件影響較大等。土石壩按其組成材料的比例不同，可分為土壩、堆石壩、土石混合壩，土壩主要是以土和砂礫為主，堆石壩主要以石濟(jì)、卵石、爆破石料為主，而兩類(lèi)材料比例相當(dāng)則構(gòu)成了土石混合壩。如果按其施工方法不同，則有碾壓式、沖填式

3、、水中填土壩及爆破堆石壩等種類(lèi)。土石壩按壩高度來(lái)區(qū)分，則有低壩、中壩和高壩三種。在實(shí)際施工中，碾壓式土石壩最為常見(jiàn)，按其壩身的配置和防滲體所用的材料種類(lèi)，則乂有均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩、多種土質(zhì)壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩等多種類(lèi)的區(qū)分。2樞紐總體布置(1)水庫(kù)樞紐建筑物組成。根據(jù)水庫(kù)樞紐的任務(wù)，樞紐組成建筑物一般包括：攔河大壩、水電站建筑物、泄水建筑物、放空洞等。(2)工程規(guī)模。某水電站總庫(kù)容53.90億m3，電站裝機(jī)6臺(tái)，單機(jī)容量550MW,總裝機(jī)容量3300MW。根據(jù)《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》及該工程的一些

4、指標(biāo)確定工程規(guī)模如下：根據(jù)水庫(kù)總庫(kù)容確定樞紐等別為一等。大壩、溢洪道、泄洪隧洞、電站進(jìn)水口及引水管道、主副廠房、放空洞等主要建筑物按1級(jí)建筑物設(shè)計(jì)；其他次要水工建筑物按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。(3)防洪標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94的規(guī)定，并考慮本工程的重要性，各建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為：攔河壩為土石壩，采用設(shè)計(jì)洪水頻率P=0.2%,重現(xiàn)期500年，相應(yīng)洪峰流量9460m3/s;校核洪水采用可能最大洪水(PMF),相應(yīng)洪峰流量15250m3/s。電站廠房采用設(shè)計(jì)洪水頻率P=l%，重現(xiàn)期100年，相應(yīng)洪峰流量9440m3/s;校核洪水頻率P=

5、0.1%，重現(xiàn)期1000年，相應(yīng)洪峰流量11500m3/s。泄洪建筑物按重現(xiàn)期500年洪水設(shè)計(jì)、最大可能洪水校核。河流兩岸護(hù)坡按100年一遇洪水設(shè)計(jì)。(4)樞紐總體布置方案的確定。樞紐布置的基本原則是充分利用壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件。左岸為凸岸，利用裁彎取直，可以縮短引水、泄水線路。左岸出露的巖體為中粗粒花崗巖，沒(méi)冇人的地質(zhì)構(gòu)造，較新鮮完整，具備修建人型地下洞室的地質(zhì)條件。因此采用左岸地下廠房長(zhǎng)尾水樞紐布置方案，即河床中建心墻堆石壩，引水發(fā)電建筑物及泄洪建筑物均布置于左岸，右岸設(shè)置一條放空隧洞。其中泄洪建筑物包括一條溢洪道、一條深孔泄洪洞。

6、3壩型及壩線選擇(1)壩型選擇。影響土石壩壩型選擇的因素很多，最重要的是壩址附近的筑壩材料，還有地形地質(zhì)條件、氣候條件、施工條件、壩基處理、抗震要求等因素。選擇幾種比較優(yōu)越的壩型，擬定剖面輪廓尺吵，進(jìn)而比較工程量、工期、造價(jià)，最后選定技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。根據(jù)壩址區(qū)地形地質(zhì)條件，比較了心墻土石壩(直心墻和斜心墻)、混凝土面板堆石壩(趾板建在基巖上)和瀝青混凝土心墻壩3種壩型。(1)壩線選擇。本工程以勘探線作為壩軸線，樞紐布置可以充分利用河灣地形，防滲線和墻范圍覆蓋層中無(wú)砂層分布，兩個(gè)砂層透鏡體分別位于壩體上、下游壓重之下，對(duì)土石

7、壩和混凝土防滲墻的應(yīng)力應(yīng)變及動(dòng)力穩(wěn)定影響小，也冇利于砂層抗地震液化；兩岸的接頭條件好，谷坡穩(wěn)定，無(wú)不利地質(zhì)構(gòu)造；導(dǎo)流洞洞線短，進(jìn)出口穩(wěn)定條件較好。4泄水建筑物設(shè)計(jì)該項(xiàng)工程壩址處河谷狹窄，洪水流量大，擋水大壩高達(dá)186m,具有“高水頭、大泄量、窄河谷”的特點(diǎn)。鑒于本工程河流左岸出露的巖層系中粗粒花崗巖，巖性堅(jiān)硬，大多較新鮮完整，II左岸為河灣的凸岸，轉(zhuǎn)角近90°,因此，泄洪建筑物及引水發(fā)電建筑物均設(shè)在河流左岸。泄洪建筑物包括一條溢洪道、一條深孔泄洪洞。(1)溢洪道設(shè)汁。溢洪道的布置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、工程特點(diǎn)、樞紐布置、壩型、施工及

8、運(yùn)用條件、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等綜合因素進(jìn)行全面考慮。本設(shè)計(jì)采用正槽式溢洪道，溢洪道軸線基本順直，與壩軸線基本垂直，將洪水下泄至下游河床。溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、消能防沖設(shè)施及尾水渠等組成。(2)引水渠設(shè)計(jì)。引水