電站混凝土重力壩方案設(shè)計(jì)_工程管理

1、電站混凝土重力壩方案設(shè)計(jì)1.1基本概況高鳥橋電站位于榕江縣西北面、平永河上游，距榕江縣城35公里，地處縣內(nèi)平江鄉(xiāng)與平永鎮(zhèn)交界。距平永鎮(zhèn)所在地4公里，平江鄉(xiāng)所在地15公里。壩址以上集雨面積為240Km2，多年平均年徑流量為1.832億m3，多年平均徑流5.81m3/S，多年最枯日平均流量0.7m3/S。由于流域植被較好，兩岸大部分都是基巖，故除短暫洪水期外，河水清亮，含泥量較少。高鳥橋電站工程設(shè)計(jì)水頭為15米，攔河壩高28.77 m，工程等別為四等，攔河壩為級(jí)建筑物。1.2水文氣象資料1.2.1水庫特性本方案電站壩址選在上軸線。按電站工程洪水計(jì)算規(guī)范，校核洪水取200年一遇，設(shè)計(jì)洪水取30年一遇

2、進(jìn)行計(jì)算。壩址下游無防洪要求，溢流壩堰頂不設(shè)閘門，故取正常蓄水位與堰頂高程全都。經(jīng)計(jì)算，其特征水位及相應(yīng)下泄流量見表1。1.2.2氣象資料本流域位于雷公山暴雨中心邊緣，系黔東南地區(qū)穩(wěn)定多雨區(qū)，年平均降雨量約為1345.6，多年平均徑流深655，年平均氣溫16.4，極端最低氣溫-7.6，極端最高氣溫37.5，年平均相對(duì)濕度80%，無霜期282天。全年氣候溫柔，雨量充足，屬中亞熱帶潮濕季風(fēng)氣候。1.3壩址地質(zhì)條件擬建壩址為陡立型橫向河谷，巖層傾向上游，持力層巖石堅(jiān)硬，強(qiáng)度高，基巖節(jié)理裂隙雖然比較發(fā)育，但傾角都比較大，未發(fā)覺緩傾裂隙的存在，對(duì)大壩穩(wěn)定影響不大;壩址下游雖然存在一小斷層F4，但未發(fā)覺其

3、貫穿庫區(qū)，對(duì)水庫的影響不大;此外，河床比較狹窄，掩蓋層較薄。依據(jù)供應(yīng)的地質(zhì)報(bào)告資料，壩址巖石摩擦系數(shù)f為0.50.65，內(nèi)聚力C為0.250.3/2。不足之處是壩肩巖體卸荷裂隙比較發(fā)育，風(fēng)化程度較深，開挖量較大;斷層F4延長(zhǎng)至壩址左岸山體，若建拱壩對(duì)左壩肩的穩(wěn)定可能有肯定影響。1.4自然建筑材料本區(qū)四周只有一處自然砂場(chǎng)，在弄子口寨腳河道轉(zhuǎn)彎處，距工地約500米，該砂場(chǎng)儲(chǔ)量較小(約1000立方米)，且砂礫中含脆弱顆粒及含泥較重，質(zhì)量較差，建議不用。在壩址上游約100米及300米處，下游約150米處，基巖暴露，分布著厚至塊狀變余砂巖和中厚層粉砂質(zhì)板巖，巖石堅(jiān)硬，強(qiáng)度較高，可供開采塊石及機(jī)械加工砂石

4、料，其儲(chǔ)量豐富，可以滿意工程建筑材料的需求。建議壩址上游石場(chǎng)開采4000立方米左右，其余的在壩址下游石場(chǎng)開采。1.5水庫沉沒重力壩溢流堰高15米，蓄水后，沉沒農(nóng)田1.33畝，旱地0.25畝,林地118.66畝,浸沒大路涵洞、橋梁基礎(chǔ)各一座，需加固處理;沉沒區(qū)內(nèi)未發(fā)覺具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開發(fā)價(jià)值的礦產(chǎn)及文物古跡分布，水庫沉沒損失較小。2、樞紐總體布置2.1壩軸線選擇在壩址地形圖上選兩條壩軸線，即上壩軸與下壩軸進(jìn)行比較。通過比較，上壩址基巖傾向上游，兩岸基巖暴露，河床掩蓋深在6米以內(nèi)，滲漏問題不嚴(yán)峻。依據(jù)釬探資料，河床掩蓋層最厚6米，最薄0.3米，清基工程量不大。該壩址河流順直，水流條件好，下泄水流離主

5、河道左岸彎曲段遠(yuǎn)。綜合上述地質(zhì)、地形、水流等方面的條件，上壩軸線較下壩線條件優(yōu)越，故采納上壩線作為本工程壩軸線。2.2壩型選擇依據(jù)上述所供應(yīng)的地形、地質(zhì)條件及水文氣象資料，進(jìn)行綜合分析如下：電站擬選壩址河谷呈“U”型，寬高比達(dá)3.1以上，拱的作用小，兩岸山體穩(wěn)定性較差，并因洪水流量大，泄洪建筑物較難布置，故放棄拱壩設(shè)計(jì)方案。電站四周，筑壩土料缺乏，同時(shí)壩址位置較窄，無法布置溢洪道，如布置溢洪道，還需對(duì)左壩肩進(jìn)行大面積的開挖，有可能造成壩體穩(wěn)定性差，工程量大，造價(jià)高，也是不行取的。若采納重力壩方案。其筑壩材料可用砼和漿砌石兩種材料，能使該工程充分利用現(xiàn)有的自然條件，且泄洪建筑物簡(jiǎn)單布置，施工導(dǎo)流

6、易于解決。居于漿砌石和純混凝土兩種壩型而言，漿砌石重力壩雖然水泥用量少，投資小，但不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，人工砌筑，壩體質(zhì)量難以掌握，工期長(zhǎng)，是不行取的;另外，隨著改革的深化，施工質(zhì)量和進(jìn)度都將受到合同和國家法律的約束。因此，唯有混凝土重力壩才是較抱負(fù)的壩型，它能滿意由于施工工藝、組織管理和機(jī)械設(shè)備使用水平的快速提高而使工程早日完工的要求。重力壩按壩體的結(jié)構(gòu)形式，可分為實(shí)體重力壩、寬縫重力壩和空腹重力壩三種。實(shí)體重力壩的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)施工便利，其問題是揚(yáng)壓力大，材料抗壓強(qiáng)度不能充 分發(fā)揮?？崭怪亓?、寬縫重力壩則可以利用空腹和寬縫排解壩基的滲透水流，有效削減揚(yáng)壓力，較好地利用材料的抗壓強(qiáng)度，可

7、削減10%30%的工程量，可降低工程造價(jià)，但其模板用量大，施工工藝簡(jiǎn)單，需專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行施工。綜合上述多方面因素，實(shí)體壩雖然工程量大，但由于其體型簡(jiǎn)潔、施工便利、工期短，工程可提前發(fā)揮效益，從而使工程投資可以得到補(bǔ)償，混凝土實(shí)體重力壩有利條件較多，故擬定為本工程的最優(yōu)壩型。3、工程布置與壩體構(gòu)造依據(jù)規(guī)范規(guī)定，大壩工程等級(jí)為四等，主要建筑物級(jí)別為4級(jí)，次要建筑物級(jí)別5級(jí)。大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)按30年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。攔水壩為實(shí)體重力壩，壩頂總長(zhǎng)62米，最大壩高28.77m，主要由非溢流壩段、溢流壩段和兩側(cè)導(dǎo)流墻組成，其建筑材料均為C15混凝土澆筑。3.1非溢流壩結(jié)構(gòu)與構(gòu)造依據(jù)前述，非溢流

8、壩壩頂高程為356.17m，擬定壩頂寬3m，上游壩坡為垂直面;下游壩坡在高程356.17m349.82m段為垂直面，351.42m以下坡度為1:0.6。重力壩依據(jù)工程地形地質(zhì)條件，未考慮設(shè)排水溝和防滲帷幕，壩頂不設(shè)防浪墻。工程不考慮地震及冰凍作用，其抗滑穩(wěn)定計(jì)算按分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)法計(jì)算;應(yīng)力分析計(jì)算采納概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。經(jīng)計(jì)算，穩(wěn)定及應(yīng)力均滿意規(guī)范要求。3.2溢流壩結(jié)構(gòu)與構(gòu)造溢流壩段位于河床中間，有利于泄洪時(shí)水流順暢，主河槽基巖好，抗沖力量強(qiáng)。結(jié)合實(shí)際狀況，本工程壩頂溢流采納不設(shè)閘門的壩面溢流形式，堰頂高程與正常蓄水位齊平，即堰頂高程為349.82m，堰寬40米，堰上最大水頭5.39m。溢流

9、堰上游堰頭曲線采納三圓弧形曲線，堰面曲線采納冪曲線，曲線末接1：0.6的直線段，其末端則以挑角15o、曲線半徑為3.8m的反弧鼻坎。溢流壩最大堰高22.42m，最大底寬16.5mm(基礎(chǔ)),堰頂最大下泄流量為1079.9m3/s。依據(jù)鼻坎應(yīng)高于下游水位1m左右的要求，確定挑流鼻坎高程為坎=337.4m。3、導(dǎo)流墻導(dǎo)流墻是溢流壩邊墩的延長(zhǎng)，其作用是分隔溢流壩和非溢流壩，通過水力計(jì)算打算出其高度和長(zhǎng)度，最終按結(jié)構(gòu)要求擬定出厚度。本方案不考慮洪水對(duì)壩下建筑物的影響，水流壅高及超高取1.53m，鼻坎處導(dǎo)流墻高度為3.0m，導(dǎo)流墻在鼻坎處坎頂高程為340.4m。經(jīng)計(jì)算，堰頂外側(cè)邊緣末高程為349.28m，導(dǎo)流墻高度為3.0m，依據(jù)溢流面曲線特征，則壩面導(dǎo)流墻高度與壩面法向高度為3米，即按壩面線平移3米得出導(dǎo)流墻邊緣線,其下游與鼻坎處導(dǎo)流墻相交。據(jù)此得壩頂導(dǎo)流墻高程為352.52m。最終擬定導(dǎo)流墻頂厚0.5m，迎水坡度1:0，背水面坡度1:0.3。結(jié)論：通過對(duì)高