水利工程論文-Karahnjukar混凝土面板堆石壩的設(shè)計(jì)考慮.doc

水利工程論文-Karahnjukar混凝土面板堆石壩的設(shè)計(jì)考慮摘要：本文論述了計(jì)劃在冰島東部建設(shè)的190m高的Karahnjukar混凝土面板堆石壩的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用了可確實(shí)縮短工期的從動(dòng)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)具有提前工期、降低造價(jià)，并對(duì)陡峭峽谷和復(fù)雜地質(zhì)進(jìn)行處理的特點(diǎn)。同時(shí)簡(jiǎn)述了地震設(shè)計(jì)和穩(wěn)定分析。關(guān)鍵詞：Karahnjukar混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)考慮該工程占地范圍從需建三座壩的上游壩址，經(jīng)位于Fljotsdalsheidi高原的一條長(zhǎng)40km、直徑7.2m的前渠隧洞，至位于Teigsbjarg裝機(jī)5115MW軸向輻流式機(jī)組的動(dòng)力洞室的下游壩址。在Fremri-Karahnjukur山JokulsaaBru河上，筑190m高的Karahnjukar壩和2座副壩，左邊為Saudararstifla，右邊為Desjararstifla，形成溢流堰頂高程625，水庫(kù)的有效庫(kù)容約為2.1109m。該河平均流量為103m/s，在融雪季節(jié)流量通常高達(dá)600m/s。平均年徑流量約為3.3109m，水庫(kù)的年來(lái)水量集中于79月間。水庫(kù)最小運(yùn)行高程為550，死庫(kù)容約為0.3106m在Desjararstifla副壩上建一座頂部高程為625的混凝土反弧面溢洪道，同時(shí)考慮在Karahnjukar壩左壩肩建一隧洞溢洪道。施工期間，河水通過(guò)2條長(zhǎng)600m，直徑為5.8/6.4和8m的導(dǎo)流隧洞。其中一條隧洞以后將作為瀉水底大壩為傳統(tǒng)的混凝土面板堆石壩，部分材料采用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有建材。壩體體積約為9.6106m，所用混凝土體積僅為90000m。大壩迎水面和中間部分壩體由大壩上游冰川沉積的熔巖托塊及砂質(zhì)石子組成。下游面板由常用的爆破玄武巖組成。Karahnjukar壩穿過(guò)45m深的峽谷，由陡峭的右壩肩和相對(duì)平緩的左壩肩組成。峽谷壁480高程以上由暴露的熔巖塊組成，以下由柱狀玄武巖組成，壩肩處被2030m厚沖積冰川的沉積物與半堅(jiān)硬的淤泥及冰磧覆蓋。更深處的UTB玄武巖被較薄的沉積互層分隔，這樣當(dāng)巖石塊的滲透性在10100Lu（呂容）間變化時(shí)，Q-NGI分類(lèi)值為310。峽谷底部以上至峽谷壁中部附近50m厚地帶內(nèi)，以橄欖石玄武巖占優(yōu)勢(shì)，巖石在熔渣、多孔玄武巖與均質(zhì)完好的柱狀玄武巖之間變化。當(dāng)額定Q在616范圍內(nèi)，橄欖石玄武巖通常具有一致性和連續(xù)性，并且一般滲透性小于1Lu較高處的峽谷地質(zhì)條件有些變化，與兩壩肩處不同。在西邊，橄欖玄武巖上覆蓋著沉積層，沉積層上部為典型Q值在25之間的橙玄玻璃角礫巖。巖石具有相當(dāng)大的不均勻性，在沉積巖石至熔巖塊之間變化，巖石塊滲透性從1到大于100L不等。在東邊，部分巖石上覆蓋著沉積層和玄武巖“河道玄武巖”。對(duì)連接區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)格的灌漿處理。在更高處，比較早期的嚴(yán)重非均質(zhì)Karahnjukar巖石占優(yōu)勢(shì)；該地層在較低部分為熔巖塊，在較高的高程上，更多的為凝灰質(zhì)巖石。Fremri-Karahnjukar山下為古老的完全為橙玄玻璃的山谷。其底部與確定的壩址處的峽谷的底部具有相同的高程。可以假定這座古老的山谷通向現(xiàn)在壩址偏南的河?xùn)|岸，也就是Fremri-Karahnjukar和Sandfell山之間的低谷。該巖體在強(qiáng)度和滲透性方面屬于完全不同的種類(lèi)，樣品主要顯示Q小于1，而后面的則大大地超過(guò)了幾十Lu一些斷層貫穿壩址附近的峽谷。用傾斜的與斷層和裂縫相交的鉆孔測(cè)量滲透性，滲透性未出現(xiàn)任何顯著增長(zhǎng)的跡象。直徑45cm，高911cm的巖芯，壓強(qiáng)變化情況為：橄欖玄武巖在60235Mpa之間，拉班玄武巖在150440Mpa之間，斑狀玄武巖在70212Mpa之間，熔渣在739Mpa之間，沉積層（砂石和凝灰?guī)r）在233Mpa氣候該工程位于大Vatnajokull冰川的北部，所以氣候相對(duì)干燥。最低和最高溫度為-25（2月至3月）和20（仲夏）：0以下的溫度在一年中的任何月份都可能出現(xiàn)。高原受強(qiáng)風(fēng)控制，冬季尤甚。壩址地區(qū)一年中有半年基本上被積雪覆蓋。四月下旬開(kāi)始化雪，7月-8Halslon和Karahnjukar壩和一期工程的附屬建筑物的主要數(shù)據(jù)在表1和2中給出。3建筑材料與大壩分區(qū)Karahnjukar壩為分段混凝土面板堆石壩。大壩上游和下游坡度都為1：1.3。擋水墻頂高程為630.5，比溢洪道頂標(biāo)高高5.5m，比可能最大洪水水位高2.2m。與高增長(zhǎng)的大壩成本（三個(gè)壩）相比，溢洪道相對(duì)便宜，因此該壩比一般的高混凝土面板堆石壩高程低。+0.8m的壩頂超填量用來(lái)補(bǔ)償長(zhǎng)期的堆石沉降以及大壩受到強(qiáng)地震影響時(shí)可能出現(xiàn)的沉降。大壩分區(qū)與傳統(tǒng)的混凝土面板堆石壩粗粒堆石構(gòu)造有些不同。以下為堆石分區(qū)的詳細(xì)情況：1.大壩（冰川泥砂）上游約2km處，有大量的無(wú)粘性細(xì)骨料，可起到防裂作用。2.3.4.5A.5B.6A.6B.建議采用指定側(cè)石混凝土，代替噴混凝土或灰漿涂料對(duì)區(qū)3進(jìn)行防護(hù)，正如近期在萊索托的Mohale大壩和巴西的Ita大壩的應(yīng)用。在從上游向下游增加的層的厚度方向設(shè)堆石分區(qū)，在需要處提供一個(gè)高模數(shù)，并增加向下游的滲透性。在澆筑并壓實(shí)后，區(qū)2在邊界包線(xiàn)內(nèi)需進(jìn)行級(jí)配，如表3所示。區(qū)3的級(jí)配包線(xiàn)如表4所示。區(qū)3的滲透性須低于10-4cm/s，以確保大坡度下的內(nèi)部穩(wěn)定。區(qū)4的滲透性超過(guò)10-5m/s。區(qū)3與堆石區(qū)5之間的過(guò)度區(qū)的級(jí)配如表5所示。區(qū)5和6面板級(jí)配的要求對(duì)細(xì)骨料的數(shù)量有所限制，如表6所列。超高與國(guó)際大壩委員會(huì)“設(shè)計(jì)洪水位的選擇，水流方法”相一致，設(shè)置超高以便使極端水位（可能最大洪水）不會(huì)淹沒(méi)壩頂，從而防止引起漫頂時(shí)毀壩。另外，1: