混凝土拱壩在高寒山區(qū)U型河谷中的成功應(yīng)用

1、    混凝土拱壩在高寒山區(qū)“u”型河谷中的成功應(yīng)用    高紹泉中圖分類號(hào)：tu37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：摘要：高寒山區(qū)河谷具有一年四季氣候變化大，一天晝夜溫差大，交通不便、石料豐富等特點(diǎn)。在這樣的地區(qū)興建混凝土砌石拱壩水庫(kù)具有就地取材、工程量小、成本低、投資省、且剛性壩具有壩頂溢流的特點(diǎn)，安全性較土壩高等特點(diǎn)。玉溪市新平縣他拉河水庫(kù)大壩就采用混凝土砌石拱壩，已取得完全成功。以下介紹本工程的施工工藝等，供同行參考。abstract: the alpine region valley has all the year round climate c

2、hange is big, one day temperature gap between day and night, transportation, rich stone, etc. in such an area, construction of qishi arch dam reservoir has use local materials, small quantities, low cost, low investment, and rigid dam has the characteristics of top overflow, safety a volumetric high

3、er characteristic. he pulled xinpingxian yuxi dam the river is the qishi concrete arch dam, has achieved complete success. introduce the project construction process, refers for the colleague.1工程概況新平縣他拉河為平甸河上游主要支流，發(fā)源于新平縣磨盤山西南麓，地理位置介于東經(jīng)101°59102°02，北緯23°5623°58之間。平甸河屬紅河流域元江水系二級(jí)支流，

4、徑流面積17.2km2。他拉河水庫(kù)屬新建項(xiàng)目，規(guī)模為小（一）型，工程等別為四等，其主要建筑物攔河壩、沖砂涵洞、輸水涵洞、溢流堰、消能壩按4級(jí)永久水工建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，其它次要永久建筑物按5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，水位1841.61m，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)取300年一遇，水位1842.11m。水庫(kù)調(diào)洪方式為：設(shè)計(jì)及校核洪水由溢流堰泄洪，堰頂高程1840.32m。壩高37.6m，總庫(kù)容110萬(wàn)m3，p=90%保證率年供水量238萬(wàn)m3。工程按7度地震烈度設(shè)防。1.1壩址、樞紐區(qū)工程地質(zhì)水庫(kù)樞紐布置區(qū)，巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定，產(chǎn)狀：傾向300°320°，傾角5°30°

5、;，屬單斜構(gòu)造，兩岸傾向一致，無(wú)大的構(gòu)造出現(xiàn)，表層巖石節(jié)理、裂隙較發(fā)育，巖石破碎。經(jīng)勘察，壩址區(qū)工程地質(zhì)條件較好，無(wú)較大的不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。建設(shè)壩基開挖線：根據(jù)鉆探成果資料，左、右肩殘坡積層下，表層巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，較破碎，巖體質(zhì)量較差，左肩表層巖石rqd10%，因此，左、右肩壩基截槽至較完整的基巖上，左肩壩基截槽深1011m，rqd53%，右肩89m，rqd76%；河床砂卵礫石層厚15m，與砂卵礫石層接觸的表層基巖為紫紅色砂質(zhì)泥巖，泥巖，砂質(zhì)泥巖，泥巖抗滑穩(wěn)定性較差，河床壩基截槽至基礎(chǔ)巖面下15m，壩基表層砂質(zhì)泥巖，泥巖全部清除，以提高河床基巖的抗滑穩(wěn)定性，并用200#砼找平基礎(chǔ)。2施

6、工工藝2.1施工總體方案概述他拉河水庫(kù)攔河大壩為單曲等截面不對(duì)稱混凝土砌石拱壩，壩軸線上游河床相對(duì)開闊，下游較窄，河槽近似喇叭口形狀有利于拱壩的布置。拱壩最大壩高40.3m，壩頂軸線弧長(zhǎng)158.05m，壩頂寬3.5m，壩頂高程1842.8m，壩底寬14m，壩底建基面高程1805.2m，基礎(chǔ)開挖最底高程1803.025m， 長(zhǎng)度72.5m， 底寬14.5m， 平均開挖深度6.5m(其中砂卵礫石層平均厚2.5m)，底部平均高程1804.481m；兩岸坡清基平均開挖寬7.0m，平均開挖深度5.7m，高程1804.4811852.6m。河谷寬高比為3.391，壩體厚高比為0.347。拱壩為定園心，等外

7、半徑，壩頂中心角100°0401。拱壩上游面鉛直（1：0），下游面坡比分別為1：0、1：0.25、1：0.4598。(1)設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇壩體建材強(qiáng)度：本階段根據(jù)巖層性質(zhì)，風(fēng)化深度等，參照新平縣平甸河水庫(kù)砂巖塊樣有關(guān)項(xiàng)目的試驗(yàn)指標(biāo)類比確定。大壩設(shè)計(jì)指標(biāo)，類比省、市內(nèi)工程指標(biāo)擬定如下：a：氣溫：新平縣1月份平均氣溫10.6，7月份平均氣溫21.7，多年平均氣溫17.4。b：壩體及基巖彈模：壩體e8×105t/m2，基巖ef3.2×105t/m2；c：壩體熱漲系數(shù)：am7×10-6；d：壩體容重：砌石2.3t/m3；e：基礎(chǔ)摩擦系數(shù)：f0.6，摩擦角32

8、6;；f：壩體砌石泊松比：mf0.2；g：伏格特基礎(chǔ)系數(shù)：k15.075，k21.556，k31.785，k45.72，k50.000。大壩安全超高。根據(jù)重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范：h2heh0hc。經(jīng)計(jì)算壩頂高程為：842.8m。拱壩頂部拱圈中心角和壩頂厚度。拱壩頂部拱圈中心角一般常采用80°100°之間，根據(jù)實(shí)地布置，中心角為99°5551。壩頂厚度：經(jīng)計(jì)算?。簍c3.5(m)(2)拱壩壩肩穩(wěn)定分析根據(jù)地質(zhì)報(bào)告分析，壩址區(qū)巖層緩傾向下游，緩傾角很小，僅5°30°，據(jù)產(chǎn)狀分析巖層處于穩(wěn)定狀態(tài)，結(jié)合裂隙組合分析，左右兩岸都沒有不穩(wěn)定的組合結(jié)構(gòu)面，岸坡處于穩(wěn)

9、定狀態(tài)。(3)拱壩應(yīng)力分析拱壩應(yīng)力計(jì)算和整個(gè)壩型的優(yōu)化過(guò)程采用我國(guó)著名拱壩專家黎展眉同志的程序arop2進(jìn)行。荷載組合?；竞奢d：正常高水位下游最低尾水位泥沙壓力最大溫降。特殊荷載：校核洪水位下游最高水位泥沙壓力最大溫升地震（氣溫差：±17.4，地震烈度7度）。容許應(yīng)力。根據(jù)漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范sl2591和砼重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求，砌石拱壩采用100#細(xì)石砼支砌毛塊石填腹，100#水泥砂漿支砌粗料石大壩前、后表層，150#砼防滲心墻。壩體拱冠底容許壓應(yīng)力300（t/m2）、容許拉應(yīng)力100（t/m2）；其他部位容許壓應(yīng)力300（t/m2）、容許拉應(yīng)力80（t/m2）；底部?jī)蓪釉试S自重15（t/m2）.壩體各層的應(yīng)力值。a：基本荷載組合下的應(yīng)力值、b：特殊荷載組合下的應(yīng)力值，在兩種荷載組合的情況下，各項(xiàng)應(yīng)力指標(biāo)都能滿足容許應(yīng)力要求。壓應(yīng)力尚有富裕，拉應(yīng)力已接近容許應(yīng)力值。(4)拱壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)據(jù)地質(zhì)勘察、壩位地層主要為長(zhǎng)石石英砂巖夾石英砂巖、泥巖及砂質(zhì)泥巖，風(fēng)化較深，且泥巖強(qiáng)度低。綜合考慮大壩布置型式，擬開挖壩基至強(qiáng)化帶底部，并設(shè)置砼墊層，對(duì)泥巖夾層作適當(dāng)掏挖除，砼