土石壩樞紐設計相關研究

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1、土石壩樞紐設計相關研宄四川君信工程項目管理咨詢有限公司四川成都610000摘要：土石壩樞紐的設計工作對于土石壩施工工程質(zhì)量有著關鍵的影響，需要設計技術人員從多方面考慮影響其設計的因素，并針對實際情況分析解決的方法與策略。關鍵詞：土石壩；樞紐；設計引言目前，我國在建和正在設計的水利水電樞紐工程多地處丙部偏遠山區(qū)，壩址地形地質(zhì)條件背景復雜，壩基覆蓋層多較為深厚。水庫安全工作的重要性曰益凸顯，特別是土石壩屬牛的優(yōu)化設計工作己經(jīng)成為現(xiàn)階段我國水利工作者們主要研究課題和重點任務。1土石壩的分類土石壩主要是由土料、石料或混合料經(jīng)過拋填、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，在施工中避免了運輸工序，既節(jié)省了時間，乂節(jié)省了成木，具有其他壩型無法比擬的優(yōu)勢。其特點為可以就地取材，結(jié)構(gòu)相對簡單，對地基要求不高，可以很好地適應地形，在施工中，技術簡單，對機械要求不是很高。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、卵石、爆破石料為主，而兩類材料比例相當則構(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。土石壩按壩高度來區(qū)分，則有低壩、中壩和高壩三種。在實際施工中，碾壓式土石壩最為常見，按其壩身的配置和防滲體所用的材料種類，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的區(qū)分。2樞紐總體布置(1)水庫樞紐建筑物組成。根據(jù)水庫樞紐的任務，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。某水電站總庫容53.90億m3，電站裝機6臺，單機容量550MW,總裝機容量3300MW。根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準》及該工程的一些

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

5、0.1%，重現(xiàn)期1000年，相應洪峰流量11500m3/s。泄洪建筑物按重現(xiàn)期500年洪水設計、最大可能洪水校核。河流兩岸護坡按100年一遇洪水設計。(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，進而比較工程量、工期、造價，最后選定技術上可靠、經(jīng)濟上合理的壩型。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砂層分布，兩個砂層透鏡體分別位于壩體上、下游壓重之下，對土石

7、壩和混凝土防滲墻的應力應變及動力穩(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，無不利地質(zhì)構(gòu)造；導流洞洞線短，進出口穩(wěn)定條件較好。4泄水建筑物設計該項工程壩址處河谷狹窄，洪水流量大，擋水大壩高達186m,具有“高水頭、大泄量、窄河谷”的特點。鑒于本工程河流左岸出露的巖層系中粗?；◢弾r，巖性堅硬，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)溢洪道設汁。溢洪道的布置應根據(jù)地形、地質(zhì)、工程特點、樞紐布置、壩型、施工及

8、運用條件、經(jīng)濟指標等綜合因素進行全面考慮。本設計采用正槽式溢洪道，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、消能防沖設施及尾水渠等組成。(2)引水渠設計。引水