公伯峽水電站混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)

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1、公伯峽水電站混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)簡介：公伯峽水電站的攔河大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高139.0m。該壩的特點(diǎn)是：壩址處于高地震區(qū)且河谷極不對(duì)稱，氣候寒冷，日溫差大、干燥，巖性變化復(fù)雜，開挖渣料質(zhì)量差別大，兩岸上游設(shè)有目前國內(nèi)較高的混凝土高趾墻。在設(shè)計(jì)中充分考慮了這些特點(diǎn)，就壩體穩(wěn)定、應(yīng)力應(yīng)變分析、壩體分區(qū)、壩料平衡、接縫止水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土高趾墻等進(jìn)行了深入研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)公伯峽水電站公伯峽水電站混凝土面板壩具有以下特點(diǎn)：面板壩處于極不對(duì)稱河谷中，左右岸平均坡度分別為30°和60°；右岸1980.0m高程以上為階地砂壤土及砂礫

2、石層，致使面板受拉縫范圍大，右岸陡坡處周邊縫剪切變位較大；由于兩岸壩頭分別為電站進(jìn)水口及溢洪道，結(jié)合地形地質(zhì)條件，兩岸均需設(shè)高趾墻；壩址處于高地震區(qū)，基本烈度7度，壩體設(shè)防烈度8度；壩體大部分（2／3）利用樞紐工程開挖料填筑，樞紐工程開挖量大，巖性變化復(fù)雜，分區(qū)時(shí)雖考慮了渣料性能差別，但利用開挖料難度仍較大；氣候寒冷，日溫差大、干燥，因此面板防裂問題較突出。1壩體設(shè)計(jì)　　1.1壩頂高程和壩頂寬度　　水庫正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位為2005.0m，校核洪水位2008.0m?？紤]了波浪爬高、風(fēng)壅水面高、地震涌浪、地震沉陷及庫區(qū)滑坡涌浪等情況，經(jīng)計(jì)算壩頂高程由地震情況控制，防浪墻頂

3、高程為2011.3m，壩頂高程為2010.0m，防浪墻底高程高于正常蓄水位0.5m（即2005.5m）。為保證拉模施工平臺(tái)寬度大于15.0m及滿足壩頂交通要求，壩頂寬度確定為10.0m?！　?.2壩坡設(shè)計(jì)　　參考國內(nèi)外已建和在建100m以上高混凝土面板壩的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程壩料的質(zhì)量和分區(qū)以及處于高地震區(qū)的特點(diǎn)，經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算分析后，確定上游壩坡為1∶1.4，下游壩坡（實(shí)坡）為1∶1.5～1∶1.3，綜合壩坡1∶1.79?！　?.3壩體材料分區(qū)及壩料設(shè)計(jì)　　1.3.1壩體材料分區(qū)　　(1)壩體材料分區(qū)原則。壩體中應(yīng)有暢通的排水通道且壩料之間應(yīng)滿足水力過渡的要求；壩軸線上游側(cè)壩

4、料應(yīng)具有較大的變形模量且從上游到下游壩料變形模量可遞減，以保證蓄水后壩體變形協(xié)調(diào)，盡可能減小對(duì)面板變形的影響，從而減小面板和止水系統(tǒng)遭到破壞的可能性；充分合理利用樞紐的開挖料，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的?！　?2)壩體材料分區(qū)。根據(jù)分區(qū)原則，壩體從上游向下游依次分為：面板上游面下部土質(zhì)斜鋪蓋（1A）及其蓋重區(qū)（1B）、混凝土面板、墊層區(qū)（2A）、墊層小區(qū)（2B）、過渡區(qū)（3A）、主堆石區(qū)（3BⅠ、3BⅡ）及下游次堆石區(qū)（3C）（見圖1）。堆石料較砂礫石有較大的抗剪強(qiáng)度和良好的透水性，故布置在上游側(cè)，而堆石特別是次堆石與砂礫石壓縮模量差別很大（主次堆石壓縮模量為砂礫石的1／3～1／1

5、0），其分界線應(yīng)有較大坡度（1∶0.5～1∶1），以使其變形有漸變的過程。除墊層和主堆石間設(shè)過渡料外，砂礫石料底部也設(shè)過渡料層防止砂礫石沖蝕?！　?.3.2壩體材料設(shè)計(jì)　　（1）墊層料（2A）。墊層料由微、弱風(fēng)化花崗巖和片麻巖加工而成。最大粒徑100mm，小于5mm的顆粒含量為35%～45%，小于0.1mm的顆粒含量為4%～7%。設(shè)計(jì)干密度2.23g／cm3，孔隙率16%，滲透系數(shù)K=1×10-3cm／s，允許滲透坡降J＞70。該區(qū)水平寬度3.0m，鋪料厚度40.0cm。為了改善壩體與岸坡的連接，在壩基部位墊層向下游延伸0.3H（H為該處作用水頭）。（2）過渡料（3A）

6、。過渡料位于墊層與主堆石區(qū)之間，為微、弱風(fēng)化花崗巖。最大粒徑300mm，小于5mm的顆粒含量為3%～17%，小于0.1mm的顆粒含量小于7%。設(shè)計(jì)干密度2.17g／cm3，孔隙率18%，滲透系數(shù)K=1×10-1cm／s，允許滲透坡降J＞30。水平寬度3.0m，鋪料厚度40.0cm。在壩基與岸坡部位向下游延伸將墊層料包住?！　。?）主堆石料（3BⅠ）。主堆石料Ⅰ區(qū)為大壩主要支撐體的一部分，兼作壩體排水體。為微、弱風(fēng)化花崗巖和片巖，其中片巖含量不超過30%。最大粒徑800mm，小于5mm的顆粒含量小于8%，小于0.1mm的顆粒含量小于5%。設(shè)計(jì)干密度2.15g／cm3，孔隙率

7、20%，鋪料厚度80.0cm。　?。?）主堆石料（3BⅡ）。為大壩主要支撐體的一部分，材料為砂礫石。最大粒徑450mm，小于5mm的顆粒含量為15%～40%，小于0.1mm的顆粒含量小于7%。設(shè)計(jì)相對(duì)密度0.8，鋪料厚度60.0cm?！　。?）次堆石料（3C）。次堆石料位于壩體下游干燥部位，為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和弱風(fēng)化片巖(試驗(yàn)表明強(qiáng)風(fēng)化片巖不宜作為上壩料)。級(jí)配連續(xù)，最大粒徑1000mm，小于5mm的顆粒含量小于35%，小于0.1mm的顆粒含量小于8%。鋪料厚度100.0cm，15t振動(dòng)碾碾壓6～8遍。　?。?）墊層小區(qū)料（2B）