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浅谈那新混凝土面板堆石坝施工技术要求

发布时间:2018-10-17 15:43所属分类:理工论文浏览:1

摘要:那新水电站工程位于百色市田林县定安镇,坝址位于定安镇洞城村北东约1.0km的清水河上,距定安约21km,有简易公路通至坝址附近。 关键词:工程地质,面板堆石坝 1基本资料 工程地质情况:堆石坝地基两岸多为强风化岩体,河床段为砂卵砾石,在对局部地质

  摘要:那新水电站工程位于百色市田林县定安镇,坝址位于定安镇洞城村北东约1.0km的清水河上,距定安约21km,有简易公路通至坝址附近。

  关键词:工程地质,面板堆石坝

  1基本资料

  工程地质情况:堆石坝地基两岸多为强风化岩体,河床段为砂卵砾石,在对局部地质缺陷采取压实、槽挖回填混凝土处理后,地基可以满足堆石坝建基面的要求。趾板地基两岸置于新鲜及弱风化岩体上,岩体质量以BⅢ1类为主,少量为CⅢ类;河床段趾板建基于新鲜岩体上,岩体完整性良好,岩体质量分类为BⅢ1类。对趾板地基进行了全面固结灌浆处理。

  2面板堆石坝设计

  2.1坝顶高程确定

  根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)及《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),那新水电站大坝建筑物级别为3级,但因坝高为90.27m,大于70m,故大坝提高一级为2级。坝顶设计工况安全加高为1.0m,校核工况安全加高为0.5m。坝顶超高按下式确定:Y=R+e+A式中:Y——坝顶超高(m);R——最大波浪在坝坡上的爬高(m);e——最大风壅水面高度(m);A——安全加高(m)。

  对设计洪水和校核洪水条件下大坝防浪墙顶高程进行计算,取两者中的最大值,作为确定防浪墙顶高程的依据。计算成果见表1。根据以上计算结果,计算坝顶高程为625.876m。现状坝顶设防浪墙一道,墙顶高程626.37m,坝顶高程为625.27m,满足规范要求。

表1

  2.2坝体结构设计

  2.2.1坝体断面型式

  坝坡标准:《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228—98)第5.2.1条和第5.2.2条对混凝土面板堆石坝坝坡规定如下:第5.2.1条规定:当筑坝材料为硬岩堆石料时,上、下坝坡可采用1:1.3~1:1.4,软岩堆石体的坝坡宜适当放缓;本工程为硬岩堆石料,上、下游游坝坡均为1:1.4。

  2.2.2筑坝材料分区

  坝体填筑料主要为砂岩料,坝体填筑料分区从上游向下游分为3.0m厚(水平厚度)的垫层(2A),垫层下为4.0m厚(水平厚度)的过渡层(3AⅠ),其后坝体堆石体分为主堆石区(3B)、次堆石区(3C)、主堆石排水区(3F)、压重区(3F)、下游护坡(3D)。筑坝材料分区详见图1。

图1

  2.2.3筑坝材料特性及填筑标准

  根据《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-98)混凝土面板堆石坝坝料填筑标准如表2。

表2

  2.2.4面板、趾板及周边缝设计

  (1)混凝土面板设计

  ①面板设计厚度混凝土面板堆石坝面板设计厚度按T=0.3+0.003H进行设计,钢筋混凝土面板某点厚度T=0.300+0.003H(m),其中H为防浪墙底高程620.60m与面板该点底面高程之差(T、H单位均为m)。面板顶部厚度为0.3m,最大坝剖面的面板底部厚度为0.555m。满足《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-98)的面板厚度按T=0.3+(0.002~0.0035)H的设计规定。

  ②面板分缝面板分垂直缝,不设水平分缝,面板垂直缝在河床处间距采用12m。为预防水库蓄水后由于水荷载作用所产生的过大增量变形所导致的河床段混凝土面板挤压破坏,故修复设计在河谷中心部位选择MB10与M11、MB11与M12、MB12与MB13之间3条垂直缝,在缝间崁填能够吸收沿坝轴线方向水平变形的沥青杉板,这三条垂直缝即为压性缝,其余垂直缝均按张性缝进行止水布置。

  压性缝宽20mm,顶部设GB填料、氯丁橡胶棒,外部用三元乙丙GB橡胶复合板包裹,缝内用沥青杉板充填,底部设GB复合W型止水铜片、氯丁橡胶棒、聚氨脂泡沫、复合GB止水条等。张性缝顶部设GB填料、氯丁橡胶棒,外部用三元乙丙GB橡胶复合板包裹,缝面刷沥青乳液,底部设GB复合W型止水铜片、氯丁橡胶棒、聚氨脂泡沫、复合GB止水条等。

  ③面板混凝土的基本设计指标面板混凝土等级(28d)为C25二级配,采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。混凝土水灰比小于0.45,入仓混凝土坍落度为3~7cm,抗渗等级(28d)W10,抗冻等级(28d)F100,极限抗拉应变(28d)≥1.0×10-4。

  ④混凝土面板的配筋设计混凝土面板按单层双向配筋,钢筋配在面板截面中间,混凝土保护层厚度15cm,另外,在面板两端配置抗挤压钢筋。

  ⑤混凝土面板防裂措施面板建基面应平整,不应存在过大起伏差、局部深坑或尖角。面板混凝土应优选外加剂和掺合料,降低水泥用量和用水量,减少水化热温升和收缩变形。有条件时选用热膨胀系数较低的骨料。面板混凝土宜避开在高温季节施工,并应根据需要控制混凝土人仓温度。混凝土面板表面应采取保湿和保温养护措施,直到蓄水为止,或至少90d。面板混凝土浇筑至坝顶后,宜至少间隔28d再浇筑防浪墙混凝土。

  (2)混凝土趾板设计

  本工程在河床段及岸坡均采用平趾板。趾板宽度根据各段的水力梯度及工程布置要求,全部采用6.0m,趾板厚度为0.6m。(3)周边缝设计原设计周边缝顶部设GB填料、PVC棒,外部用三元乙丙GB橡胶复合板包裹,缝内用沥青杉板充填,底部设GB复合F型止水铜片、PVC棒、聚氨脂泡沫、复合GB止水条等。

  2.2.5坝后护坡、坝顶结构及防浪墙设计

  (1)坝后护坡设计为了观测、排水及美观等要求,设计采用干砌石护坡,厚0.4m。(2)坝顶结构及防浪墙设计根据坝顶交通与布置的需要,设计坝顶宽度确定为6.0m,坝顶路面为厚度400mm的泥结石路面。钢筋混凝土防浪墙的分缝位置与混凝土面板在坝顶处的分缝位置一致,缝宽20mm,设有三元乙丙GB橡胶复合板、GB复合T型止水铜片、PVC棒、聚氨脂泡沫、复合GB止水条,其余缝内填充20mm厚沥青杉板。

  2.2.6大坝基础处理设计

  (1)基础开挖

  面板堆石坝的坝体可设置在强风化带中部,两岸基坑开挖深度大部份在基岩面以下1.0~3.0m,河床段为0.3m。混凝土趾基础应置于弱风化带上部,两岸基坑开挖深度为岩石面以下2.5~6.9m,河床段为0.5m。

  (2)基础处理

  ①构造破碎带处理坝基可能存在风化及节理破碎带、施工期间应密切观注,如发现应按常规的抽槽办法进行处理,抽槽深度为破碎带宽的1.0~1.5倍即可,抽槽后回填C25混凝土。

  ②趾板基础固结灌浆为防止趾板底部产生渗流接触冲刷破坏,增强岩体的抗渗性,改善岩体的物理力学性能,对趾板部位进行基础固结灌浆处理。基础固结灌浆沿趾板布置三排,排距1.25m,孔中心距为2.0m,梅花型布置,孔深5~9m。

  ③基础帷幕灌浆a.趾板基础帷幕灌浆范围坝基的渗漏以裂隙渗透为主要形式,存在坝基渗漏问题,故沿趾板线上必须进行帷幕灌浆处理。帷幕孔沿趾板连续布置二排,孔位与固结灌浆前两排孔位重合。由于该大坝高度未达到100m,根据规范相关规定,坝坡及渗流控制参考已建工程,因此未进行渗流及稳定计算。帷幕灌浆范围基本接近水库正常蓄水位与相对不透水层在两岸的相交处,但两岸山坡处水头较低,设计的灌浆范围是满足防渗要求的。

  b.趾板基础帷幕灌浆深度根据《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-98)有关规定,本工程防渗帷幕设计以岩石透水率q=5Lu作为相对不透水层,帷幕灌浆深度深入不透水层以下。c.趾板基础帷幕灌浆参数帷幕灌浆的孔中心距为2.0m,布设两排帷幕灌浆孔(孔位与前两排固结灌浆孔位重合),均按铅直方向布置,灌浆压力采用0.4MPa。趾板基础帷幕灌浆施工顺序灌浆孔分3序,采用“对分法”进行帷幕灌浆,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序灌浆铅直孔的间距分别为8m、4m和2m。

  3结论

  (1)本次主要设计是混凝土面板堆石坝的设计,其中坝址的选择和坝体填筑料是重中之重。

  (2)面板施工技术要求较高,对今后是否蓄水安全十分重要,同时对下游村庄、农田起到很好的防淹没作用。

  参考文献

  [1]马文英,刘建中,李显军.水工建筑物.黄河水利出版社.

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  [3]卢延浩.土力学.河海大学.[4]叶守泽,詹道江.工程水文学.中国水利水电出版社.

  [5]水利电力部第五工程局,等.土坝设计.水利出版社.

  [6]张洪清.水利工程概论.

  [7]周之豪,沈曾源,施熙灿,李易山.水利水能规划(第二版).中国水利水电出版社.

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