沙牌碾壓混凝土拱壩設(shè)計(1)

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1、沙牌碾壓混凝土拱壩設(shè)計(1)　　摘要：較為詳細(xì)地介紹了壩高130m的沙牌碾壓混凝土拱壩的設(shè)計和特點，主要包括樞紐布置、拱壩布置、混凝土設(shè)計和筑壩材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、溫度控制措施和基礎(chǔ)處理。　　關(guān)鍵詞：碾壓砼拱壩設(shè)計特點沙牌水電站　　1　工程概況　　沙牌水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣境內(nèi)，是岷江支流草坡河上游的一個梯級龍頭電站。電站采用蓄、引相結(jié)合的開發(fā)方式，壩址位于草坡河上沙牌村牛廠溝附近，廠址在其下游約5km的克充臺地，電站尾水匯入已建成的草坡水電站水庫。壩址距草坡河口約19km，距汶川縣城約47km，距成都約136km?！　∩撑扑娬舅畮煺Ｐ钏粸?866．0m，死水位為1

2、825．0m，總庫容0．18億m3。電站總裝機(jī)容量3mw，年發(fā)電量1．79億kw·h，年利用小時數(shù)為491h。工程為三等工程，主要建筑物為3級建筑物，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)按500年一遇，地震基本烈度為7度。樞紐工程主要由碾壓混凝土拱壩、右岸2條泄洪洞及右岸發(fā)電引水隧洞、發(fā)電廠房等建筑物組成。碾壓混凝土拱壩高130m，是目前國內(nèi)外最高的碾壓混凝土拱壩?！　∩撑扑娬痉謨善诮ㄔO(shè)：一期工程采用引水式開發(fā)，建低閘臨時取水，于1995年11月開始施工，1997年5月發(fā)電；二期工程采用高拱壩擋水，形成具有季調(diào)節(jié)性能的水庫，于1997年6月16日開工建設(shè)，XX年5月30日碾壓到壩頂

3、。拱壩于XX年5月8日下閘蓄水，工程將于XX年12月全面竣工。2　樞紐布置沙牌水電站壩址處河谷深切，兩岸基巖裸露，河谷形狀為v形，基本對稱，其寬高比約為1．7，適合于修建混凝土拱壩。壩基巖體主要為花崗閃長巖，巖體完整性好，風(fēng)化卸荷不強(qiáng)；在壩基中上部高程出露有花崗閃長巖夾片巖，對片巖進(jìn)行混凝土置換處理后，可以滿足拱壩建基面的要求?！　「鶕?jù)壩址區(qū)自然條件，并考慮到采用碾壓混凝土筑壩技術(shù)等因素，拱壩體型設(shè)計為三心圓單曲拱壩，拱壩壩身不布置泄洪建筑物。在拱壩右岸布置2條泄洪隧洞，1號泄洪洞進(jìn)水口底高程為1846．0m，結(jié)合導(dǎo)流洞的利用，洞身采用渦漩式內(nèi)消能豎井泄洪洞，最大泄流量為242m3／s

4、；2號泄洪洞進(jìn)水口底高程為1805．0m，洞身采用長陡坡，坡度為10％，最大泄流量為211m3／s。發(fā)電引水系統(tǒng)布置在拱壩右岸，進(jìn)水口底板高程為1818m，引水隧洞全長500．92m，洞徑3m，引用流量15．6m3／s。調(diào)壓井布置在下廠址草坡河右岸的山體中，為圓筒阻抗式，直徑4．5m，高99．36m。調(diào)壓井后為埋藏式壓力管道，2臺機(jī)共用1根總管，管徑2m，支管直徑1．2m。廠房布置在草坡河左岸的克充階地上，主廠房長26m、寬18．5m、高31．5m，安裝2臺單機(jī)容量為1．8萬kw的混流式機(jī)組。主體工程施工期采用斷流圍堰擋水、隧洞導(dǎo)流、壩體全年施工的導(dǎo)流方案。樞紐布置見圖1。該樞紐布置較

5、大地簡化了碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)，為碾壓混凝土快速施工創(chuàng)造了極為有利的條件。3　碾壓混凝土拱壩布置　　拱壩建基面確定在基巖弱風(fēng)化下段下限，即壩基開挖至微風(fēng)化頂板，壩基主要為ⅱ類巖體，局部位于兩岸的中、上部高程ⅲ－2類巖體上。當(dāng)建基面上出現(xiàn)sc密集帶時，要進(jìn)行混凝土置換處理，同時加強(qiáng)壩基固結(jié)灌漿，增強(qiáng)壩基整體性和均勻性?！　∧雺夯炷凉皦卧O(shè)計應(yīng)滿足安全和經(jīng)濟(jì)的目的，同時應(yīng)充分發(fā)揮碾壓混凝土快速施工的優(yōu)勢，并容易保證施工質(zhì)量。經(jīng)比較論證，三心圓單曲拱壩體型形狀簡單，有利于簡化壩體構(gòu)造，更便于碾壓混凝土施工及保證施工質(zhì)量。從國內(nèi)外施工技術(shù)水平和實踐經(jīng)驗出發(fā)，為積極穩(wěn)妥地推動高碾壓混凝土拱壩建設(shè)的

6、順利發(fā)展，沙牌拱壩體型設(shè)計采用三心圓單曲拱壩。為改善拱壩壩體應(yīng)力，合理利用地形條件，減輕河床深槽下部開挖和施工難度，在河床底部設(shè)置墊座。拱壩體型參數(shù)特征值見表1。4　拱壩混凝土設(shè)計強(qiáng)度及筑壩材料　　沙牌拱壩混凝土設(shè)計強(qiáng)度采用90天齡期的20mpa碾壓混凝土。在基本荷載組合作用下，混凝土抗壓安全系數(shù)取4．0。應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)和混凝土抗壓強(qiáng)度安全系數(shù)見表2。　　根據(jù)拱梁分載法壩體應(yīng)力分析表明，在基本組合及特殊組合工況下，壩體應(yīng)力、位移分布規(guī)律合理，應(yīng)力狀態(tài)良好，滿足控制標(biāo)準(zhǔn)。中國編輯。　　碾壓混凝土在施工期的水化熱溫升對高碾壓混凝土拱壩應(yīng)力將產(chǎn)生不利影響，主要可通過合理的分縫及在高溫季節(jié)埋設(shè)冷

7、卻水管予以解決?！　≡谥尾牧仙希嗖捎冒沃莅谆ㄋ鄰S生產(chǎn)的白花425號中熱水泥；粉煤灰采用華能成都電廠電吸層粉煤灰和關(guān)口電廠風(fēng)選粉煤灰，粉煤灰品質(zhì)達(dá)到國家ⅱ級灰標(biāo)準(zhǔn)；骨料采用長河壩溝口的花崗巖人工骨料。通過多方案的試驗研究比較，按高　　鐵、低鋁的原則調(diào)整水泥配方，研制開發(fā)出低脆性延遲微膨脹專用水泥；采用具有硅質(zhì)界面膠結(jié)作用的花崗巖作為人工骨料，優(yōu)化配制了具有低彈性模量、高極限拉伸值及大徐變度等高抗裂性能的碾壓混凝土?；炷猎O(shè)計配合比見表3