沙牌碾壓混凝土拱壩設(shè)計(jì)

沙牌碾壓混凝土拱壩設(shè)計(jì)水電站設(shè)計(jì)DHPS第19卷第4期2003年12月沙牌碾壓混凝土拱壩設(shè)計(jì)陳秋華(國(guó)家電力公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,四川成都610072)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(jì)和特點(diǎn),主要包括樞紐布置,拱壩布置,混凝土設(shè)計(jì)和筑壩材料,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),溫度控制措施和基礎(chǔ)處理.關(guān)鍵詞:碾壓砼拱壩;設(shè)計(jì);特點(diǎn);沙牌水電站中圖法分類號(hào):TV642.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1003—9805(2o03)o4—13055—061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(gè)梯級(jí)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(tái)地,電站尾水匯人已建成的草坡水電站水庫(kù).壩址距草坡河口約19km,距汶川縣城約47km,距成都約136km.沙牌水電站水庫(kù)正常蓄水位為1866.Om,死水位為1825.Om,總庫(kù)容0.18億m3.電站總裝機(jī)容量36MW,年發(fā)電量1.79億kW?h,年利用小時(shí)數(shù)為4791h.工程為三等工程,主要建筑物為3級(jí)建筑物,設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)外最高的碾壓混凝土拱壩.沙牌水電站分兩期建設(shè):一期工程采用引水式開發(fā),建低閘臨時(shí)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(kù),于1997年6月16日開工建設(shè),2O02年5月30日碾壓到壩頂.拱壩于2003年5月8日下閘蓄水,工程將于2O03年12月全面竣工.谷形狀為V形,基本對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)巖夾片巖,對(duì)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.根據(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(jì)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(hào)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242ma/s;2號(hào)泄洪洞進(jìn)水口底高程為1805.Om,洞身采用長(zhǎng)陡坡,坡度為10%,最大泄流量為21lm3/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(zhǎng)3500.92m,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(tái)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(zhǎng)26m,寬18.5m,高31.55m,安裝2臺(tái)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.該樞紐布置較大地簡(jiǎn)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2樞紐布置拱壩建基面確定在基巖弱風(fēng)化下段下限,即壩沙牌水電站壩址處河谷深切,兩岸基巖裸露,河基開挖至微風(fēng)化頂板,壩基主要為Ⅱ類巖體,局部位收稿日期:2lD0B一0B一26作者簡(jiǎn)介:陳秋華(1965一),男,貴州金沙人,高級(jí)工程師,沙牌工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目總工程師,從事水電工程設(shè)計(jì)及研究工作.__r—I習(xí)圈r—r1r_————_55圖1沙牌水電站拱壩樞紐平面布置于兩岸的中,上部高程Ⅲ一2類巖體上.當(dāng)建基面上出現(xiàn)sc密集帶時(shí),要進(jìn)行混凝土置換處理,同時(shí)加強(qiáng)壩基固結(jié)灌漿,增強(qiáng)壩基整體性和均勻性.碾壓混凝土拱壩設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全和經(jīng)濟(jì)的目的,同時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮碾壓混凝土快速施工的優(yōu)勢(shì),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(jiǎn)單,有利于簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)外施工技術(shù)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā),為積極穩(wěn)妥地推動(dòng)高碾壓混凝土拱壩建設(shè)的順利發(fā)展,沙牌拱壩體型設(shè)計(jì)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(jì)強(qiáng)度及筑壩材料沙牌拱壩混凝土設(shè)計(jì)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).56表1拱壩體型幾何參數(shù)特征值項(xiàng)目特征值項(xiàng)目特征值最大壩高/m130.0厚高比0.238墊座高度/m12.0弧高比2.130壩頂厚度/m9.5上游壩面倒懸0.1l壩底厚度/m28.0壩體體積歷I玎335.舳頂拱中心線弧長(zhǎng)/m250.25墊座體積/萬2.50最大中心角/(.)92.48壩基開挖/萬58.20表2壩體應(yīng)力控制指標(biāo)碾壓混凝土在施工期的水化熱溫升對(duì)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)冷卻水管予以解決.在筑壩材料上,水泥采用阿壩州白花水泥廠生產(chǎn)的白花425號(hào)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(guó)家Ⅱ級(jí)灰標(biāo)準(zhǔn);骨料采用長(zhǎng)河壩溝口的花崗巖人工骨料.通過多方案的試驗(yàn)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.混凝土設(shè)計(jì)配合比見表3,混凝土材料性能見表4.表3沙牌碾壓混凝土配合比表4沙牌碾壓混凝土材料性能5壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1混凝土分區(qū)沙牌碾壓混凝土拱壩基本上是按全碾壓混凝土模式設(shè)計(jì).混凝土分區(qū)主要圍繞碾壓混凝土施工,防滲,壩內(nèi)孔洞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)設(shè)計(jì).(1)壩體碾壓混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度均采用90天齡期的20MPa,壩體主要采用三級(jí)配碾壓混凝土.因壩體防滲的需要,在壩體上游部位采用二級(jí)配碾壓混凝土,以減少施工中的骨料分離現(xiàn)象,達(dá)到防滲的目的.(2)墊座采用摻MgO微膨脹碾壓混凝土,其微膨脹量控制在70XlO～,可以達(dá)到取消墊座分縫,加快施工進(jìn)度的目的.(3)壩內(nèi)廊道及豎井均采用預(yù)制混凝土成型,可避免立模對(duì)施工的干擾.(4)在上,下游壩面,壩與基巖接觸部位,壩內(nèi)孔洞配筋部位,均采用改性混凝土.5.2壩體分縫為減小溫度對(duì)壩體的不利影響,防止溫度裂縫的發(fā)生,保證拱壩的安全,并保證碾壓混凝土快速施工,結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃安排,拱壩結(jié)構(gòu)分縫方案設(shè)計(jì)采用兩條誘導(dǎo)縫和兩條橫縫的組合方案:2號(hào)和3號(hào)縫為誘導(dǎo)縫,1號(hào)和4號(hào)縫為橫縫.一r睡～—r'r-——_—_一一碾壓混凝土拱壩分縫結(jié)構(gòu),既要保證縫的作用,又要保證全斷面通倉(cāng)碾壓,連續(xù)上升的實(shí)現(xiàn),最大限度地減少對(duì)施工的干擾.沙牌拱壩設(shè)計(jì)采用了預(yù)制混凝土重力式模板成縫新技術(shù),該技術(shù)的特點(diǎn)是:(1)事先在倉(cāng)面以外將混凝土成縫模板預(yù)制成型,施工時(shí)先將重力式成縫模板安裝定位,然后再進(jìn)行碾壓混凝土施工作業(yè).(2)模板斷面設(shè)計(jì)為重力式,縫面為直面,設(shè)置灌漿及排氣管路孔,鍵槽等;縫的背面為斜面加趾板,并設(shè)置嵌合型齒結(jié)構(gòu),斜面上鑿毛,保證與碾壓混凝土嵌合緊密.(3)模板的大小與施工現(xiàn)場(chǎng)人工搬運(yùn)相適應(yīng),一般模板長(zhǎng)1.Om,高度O.25一O.30m(必須為一個(gè)碾壓層),底寬(加趾板)O.30一O.35m,以適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)快速組裝.(4)在趾板上設(shè)置固定插件孔,確?，F(xiàn)場(chǎng)安裝及碾壓施工時(shí)定位準(zhǔn)確.在誘導(dǎo)縫或橫縫的上游面設(shè)置邊緣切口縫.設(shè)置邊緣切口縫以后,縫斷面的張開條件有很大變化,可以防止裂縫繞過止水片和止?jié){片.對(duì)誘導(dǎo)縫和橫縫的接縫灌漿,從考慮拱壩的整體性和蓄水的需要出發(fā),采用重復(fù)灌漿方式.灌漿系統(tǒng)為單回路布置,只預(yù)埋一套灌漿管路系統(tǒng),在灌漿管路中布置重復(fù)出漿盒,能多次重復(fù)用于接縫灌漿,可解決壩體溫度在未冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)就蓄水的要求.每個(gè)灌漿區(qū)至少應(yīng)設(shè)2根單回路灌漿管,一是可使灌漿管長(zhǎng)度不至于過長(zhǎng),在灌漿時(shí)管內(nèi)壓力分布相對(duì)均勻,管路上的每個(gè)出漿盒均有條件開啟;二是當(dāng)一條灌漿管路出現(xiàn)堵塞時(shí),可以使用另一條.使用單回路灌漿管路和橡膠套閥出漿盒,具有費(fèi)用低,容易安裝,節(jié)省時(shí)間等優(yōu)點(diǎn),適合于碾壓混凝土拱壩的施工.灌漿材料采用普通硅酸鹽水泥及超細(xì)水泥.5.3壩體防滲碾壓混凝土的抗?jié)B性主要與膠凝材料用量有關(guān).大量的研究及工程經(jīng)驗(yàn)表明,中高膠凝材料的碾壓混凝土自身具有較強(qiáng)的抗?jié)B透能力.層面是碾壓混凝土壩防止?jié)B透的薄弱環(huán)節(jié),防滲的關(guān)鍵在于層間結(jié)合的質(zhì)量.沙牌拱壩采取了以下防滲措施:(1)碾壓混凝土的膠凝材料用量不低于150kg/m3.(2)拱壩迎水面壩體部位防滲設(shè)計(jì)采用二級(jí)配碾壓混凝土自身防滲,防滲層厚度和抗?jié)B指標(biāo)為:高程1820m以上防滲層厚度3m,抗?jié)B標(biāo)號(hào)W6;高程1820m以下的防滲層厚度6—8m,抗?jié)B標(biāo)號(hào)W8.壩體三級(jí)配碾壓混凝土的抗?jié)B標(biāo)號(hào)一般為W4一W6.二級(jí)配與三級(jí)配碾壓混凝土同倉(cāng)碾壓,同時(shí)上升,可使兩者結(jié)合良好,成為一體.(3)在上游壩面高程1850m以下,采用LIP型合成高分子防水涂料作為壩體輔助防滲措施,涂層厚57度lmm,在壩面平順連續(xù)部位采用素涂方式,在壩面與墊座轉(zhuǎn)折部位,壩面與基礎(chǔ)連接部位采用加無紡布的2布6涂方式,并覆蓋基巖寬度0.5m.LIP型合成高分子防滲涂料的涂膜不僅具有優(yōu)異的耐水浸泡性和耐氣候老化性能,而且黏接強(qiáng)度高,抗紫外線幅射好,材料性能能滿足大壩防滲要求.(4)為保證碾壓混凝土施工的層間結(jié)合質(zhì)量,要求連續(xù)碾壓,保證在初凝前覆蓋完下層混凝土.同時(shí)還采取了以下保證層間結(jié)合質(zhì)量的措施:①二級(jí)配碾壓混凝土自身防滲部位,在初凝前層面要求鋪灑水泥粉煤灰漿;②對(duì)在初凝后至終凝前,二級(jí)配及三級(jí)配部位的層面均需鋪灑水泥粉煤灰漿;③完全終凝以后,層面按施工縫處理,要求鑿毛清理,在鋪上層混凝土前先鋪10—20ram的水泥砂漿;④加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理,對(duì)人倉(cāng)后存在骨料集中的部位,要求進(jìn)行翻清,分散均勻.5.4壩體排水壩體排水系統(tǒng)由豎向排水孔,排水溝,集水井及泵房組成.壩體豎向排水孔設(shè)置在二級(jí)配碾壓混凝土防滲層后,高程1850—1750m之間,排水孔間距為3m,孔徑為100nan.設(shè)計(jì)采用多孔無砂混凝土管,施工后鉆孔形成排水管.排水溝主要布置在各層水平廊道,在高程18101750m之間靠近基礎(chǔ)部位左右兩岸各設(shè)置了一道排水暗溝.壩內(nèi)集水的排出在高程1810m以上采用自流排水,通過壩體排水孔和廊道內(nèi)的排水溝將滲水引至下游壩面貼角處的排水溝排出;在高程1810m以下,通過排水孔和排水溝將滲水匯集于集水井,然后通過深井泵將水排至壩外.為減少施工干擾,集水井布置在壩外墊座下游端.5.5壩內(nèi)廊道及交通根據(jù)灌漿,觀測(cè),排水及交通的需要,按簡(jiǎn)化壩體,集中布置的原則,分別在高程1750m,1810m,1850m布置三層多用途水平廊道,在壩內(nèi)設(shè)置電梯井與各層廊道連通.水平廊道設(shè)置在二級(jí)配碾壓混凝土防滲層后,斷面設(shè)計(jì)為2.5m×3.0m的城門洞形.高程1850m和1810m層水平廊道在兩岸設(shè)有橫向廊道或壩后棧橋通至下游壩外.帷幕灌漿通過布置在高程1750m,1810m,1867.5m的三層灌漿平洞內(nèi)進(jìn)行,其中1750m和1810m高程灌漿平洞與水平廊道相通.電梯井為2.0m×2.0m的方形豎井.6拱壩溫度控制措施沙牌碾壓混凝土拱壩采用全斷面薄層通倉(cāng)碾58壓,連續(xù)上升的施工方法,由于拱壩較高,規(guī)模較大,溫度應(yīng)力問題突出.解決溫度應(yīng)力問題除提高混凝土抗裂性能并進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分縫外,還采取了下列溫度控制措施:(1)盡量利用低溫季節(jié)多澆混凝土,高溫季節(jié)少澆或不澆,高溫季節(jié)澆筑混凝土必須有可靠的溫度控制措施.(2)拱壩最高溫度控制:高程1810m以下,最高溫度Tm≤25oC;高程1810m以上,最高溫度Tm≤28℃.(3)澆筑溫度以自然人倉(cāng)溫度為主,在高溫季節(jié)對(duì)骨料采取噴霧,冷風(fēng),涼棚等簡(jiǎn)易措施,降低澆筑溫度;在寒冷季節(jié)采取熱水拌和等措施,保證澆筑溫度不低于5℃.(4)在高溫季節(jié)施工,采用倉(cāng)面噴霧,鋪設(shè)冷卻水管等措施以保證混凝土溫度控制滿足要求.當(dāng)不能滿足要求時(shí),應(yīng)停止施工.(5)在寒冷季節(jié)施工,當(dāng)氣溫低于2~C時(shí),已碾壓完成的表面須立即用保溫材料覆蓋,以保證混凝土表面溫度不低于5~C.當(dāng)不能滿足要求時(shí),應(yīng)停止施工.對(duì)于碾壓混凝土壩埋設(shè)冷卻水管的問題,在沙牌拱壩首次提出在碾壓混凝土中預(yù)埋高密度聚乙烯冷卻水管降溫技術(shù),并在大朝山水電站上游碾壓混凝土拱圍堰上成功地進(jìn)行了試驗(yàn),后又在沙牌拱壩上進(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)用,現(xiàn)已推廣應(yīng)用于塔西河,龍首等碾壓混凝土拱壩,成功地實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土高拱壩筑壩技術(shù)的突破.7拱壩基礎(chǔ)處理在基礎(chǔ)處理上,針對(duì)壩址的地質(zhì)缺陷及薄弱環(huán)節(jié),考慮盡可能減少對(duì)碾壓混凝土的施工干擾,提出了適合大壩碾壓混凝土快速施工的基礎(chǔ)處理措施.7.1防滲帷幕防滲帷幕主要在兩岸的灌漿平洞進(jìn)行施工,少部分在壩體水平廊道內(nèi)進(jìn)行.帷幕采用懸掛式.主帷幕基巖內(nèi)最大深度為82.50m,設(shè)計(jì)灌漿壓力在1.0—5.0MPa之間.帷幕控制標(biāo)準(zhǔn):高程1810.00m以上,壩高為57.50m,要求叫≤3Lu,帷幕采用單排孔,孔距為2.0m;高程1810.00m以下,要求叫≤lLu,帷幕采用雙排孔,孔距為2.0m,排距為1.0m,交錯(cuò)布置.7.2排水設(shè)計(jì)基礎(chǔ)排水按工程部位分為大壩基礎(chǔ)排水系統(tǒng)和抗力體排水系統(tǒng)兩部分.大壩基礎(chǔ)排水系統(tǒng)由兩道排水幕,壩內(nèi)集水井和深井泵房組成.第一道排水幕在灌漿平洞及排水平洞內(nèi)進(jìn)行,第二道排水位于壩趾處高程1770.O0～1850.OOm范圍內(nèi).抗力體排水系統(tǒng)利用勘探平洞擴(kuò)挖而成,采用自流式排水.壩基下排水孔深度取0.5倍主帷幕深度,孔距為3.Om;壩趾排水孔孔深均為30.Om,孔距為5.Om;抗力體排水孔孔深為30.Om,孔距為5.Om.排水孔孔徑均為1lOmm.7.3固結(jié)灌漿固結(jié)灌漿主要對(duì)壩基爆破松動(dòng)和卸荷松弛的淺表部巖體進(jìn)行常規(guī)處理,在全壩基范圍進(jìn)行.固結(jié)灌漿采用無蓋重灌漿加淺層引管灌漿的方式,采用這種方式對(duì)碾壓混凝土的上升干擾相對(duì)較小.灌漿參數(shù)見表5.表5固結(jié)灌漿方式及參數(shù)7.4接觸灌漿為提高壩基接觸面強(qiáng)度,防止沿基礎(chǔ)接觸面滲漏,并增強(qiáng)表層固結(jié)灌漿效果,須進(jìn)行接觸灌漿.接觸灌漿主要部位是坡度大于50~～60~的建基面,在基巖中開挖置換混凝土的斜坡坡面.沙牌工程采用結(jié)合固結(jié)灌漿和帷幕灌漿方式進(jìn)行接觸灌漿.結(jié)合固結(jié)灌漿具體方法是:在進(jìn)行接觸灌漿部位,先對(duì)2.Om基巖以下進(jìn)行固結(jié)灌漿,2.Om以上的固結(jié)灌漿在澆筑壩體混凝土前,采用預(yù)埋1英寸鋼管引管至下游貼角,待壩體混凝土澆筑一定高度,且當(dāng)混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度后,按固結(jié)灌漿壓力或稍大于固結(jié)灌漿壓力進(jìn)行淺層固結(jié)灌漿和接觸灌漿.結(jié)合帷幕灌漿具體方法是:在位于帷幕灌漿軸線上進(jìn)行接觸灌漿的部位,待壩體澆筑一定高度且混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度后,實(shí)施帷幕灌漿,其淺表段可作為接觸灌漿,灌漿壓力按帷幕灌漿壓力即可.需要指出的是,碾壓混凝土要達(dá)到穩(wěn)定溫度需要采取措施,否則將影響大壩蓄水.本工程是采用預(yù)埋高密度聚乙烯冷卻水管降溫技術(shù)來解決的.7.5軟弱巖體處理左岸建基面的主要軟弱巖體為片巖類花崗巖角巖,寬3～7m,出露在1824.O0～1867.50m高程間的上游壩踵附近.右岸建基面的主要軟弱巖體為千枚巖夾片巖,寬3.3～5m,出露在1774.O0～1867.50m高程間的上游壩踵附近.對(duì)在建基面出露的片巖密集帶采用混凝土置換處理.根據(jù)三維有限元法和變位一致法計(jì)算,左岸垂直置換開挖深度為4.Om,右岸垂直開挖深度為3.Om,并鋪設(shè)一層qr25@25mmX25mm的鋼筋網(wǎng).置換混凝土與壩體碾壓混凝土同時(shí)上升,按改性混凝土施工.疆|r-1-_——_～7.6邊坡支護(hù)和預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)左岸上游邊坡高度37～l12m,下游邊坡坡高14～36m左右;右岸上游邊坡高度為25～107m,下游邊坡坡高為20～51m左右.上游開挖邊坡主要是片巖類花崗巖角巖,其中m一2類以上巖級(jí)占70%左右,Ⅳ一2類巖級(jí)占30%左右;下游開挖邊坡主要是花崗(閃長(zhǎng))巖夾角巖,其中ni一1類以上巖級(jí)占55%左右,Ⅳ一1類巖級(jí)占45%左右.為保證施工期和運(yùn)行期的邊坡穩(wěn)定,采取的主要支護(hù)措施是系統(tǒng)錨桿支護(hù),輔以排水,對(duì)強(qiáng)卸荷,弱風(fēng)化上段巖體邊坡還采用噴混凝土支護(hù).系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)3～5m,間,排距2～2.5m,直徑25mm.左岸壩肩中上部存在陡巖區(qū),右岸壩肩中上部山體單薄,導(dǎo)致兩岸中上部壩肩穩(wěn)定安全系數(shù)略低,故采用了預(yù)應(yīng)力錨索加固.兩岸共布置200t錨索99根,左岸布置在高程1815.O0～1850.OOm間,單根長(zhǎng)度為50.Om和44.Om兩種,共計(jì)64根;右岸布置在高程1820.O0～1840.OOm間,單根長(zhǎng)度為25.Om和19.Om兩種,共計(jì)35根.8結(jié)語綜上所述,沙牌碾壓混凝土拱壩有如下特點(diǎn):(1)在樞紐布置上,結(jié)合自然條件,拱壩壩身不布置泄洪建筑物,較大地簡(jiǎn)化了碾壓混凝土拱壩樞紐布置,為碾壓混凝土快速施工創(chuàng)造了極為有利的條件.(2)拱壩體型設(shè)計(jì)為三心圓單曲拱壩,采用全碾壓混凝土設(shè)計(jì)模式,除在壩內(nèi)孔洞結(jié)構(gòu)周圍,基礎(chǔ)找平層,泵房等特殊部位采用常態(tài)混凝土或改性混凝土外,拱壩其余部分均采用碾壓混凝土.(3)拱壩結(jié)構(gòu)分縫采用誘導(dǎo)縫和橫縫的組合方59案,采用預(yù)制混凝土重力式模板成縫新技術(shù),在國(guó)內(nèi)首次研究成功結(jié)構(gòu)縫的重復(fù)灌漿全套技術(shù),實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)縫的多次灌漿.(4)按簡(jiǎn)化壩體,集中布置的原則,壩內(nèi)孔洞相對(duì)較少,壩體結(jié)構(gòu)極大簡(jiǎn)化.(5)碾壓混凝土拱壩防滲設(shè)計(jì)以二級(jí)配碾壓混凝土自身防滲為主,并在上游壩面覆以I_JP型高分子防滲涂料輔助防滲.(6)在筑壩材料上,因地制宜,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.(7)首次提出在碾壓混凝土中預(yù)埋高密度聚乙烯冷卻水管降溫技術(shù),并得到成功應(yīng)用,較好地解決了施工期水化熱溫升對(duì)拱壩的影響,碾壓混凝土拱壩的接縫灌漿和接觸灌漿問題.(8)基礎(chǔ)處理的防滲帷幕主要在兩岸的灌漿平洞內(nèi)施工,少部分在壩體水平廊道進(jìn)行,減少了對(duì)碾壓混凝土施工的干擾.固結(jié)灌漿采用無蓋重灌漿加淺層引管灌漿的方式,有利于大壩碾壓混凝土的快速施工.對(duì)建基面出露的片巖密集帶采用改性混凝土置換處理.壩肩的穩(wěn)定加固采用預(yù)應(yīng)力錨索,基本上不干擾拱壩碾壓混凝土的施工.CHENQiu—hua(o~_gduHydroelectricInvestigation&DesignInstitute,StatePowerCompany,Chengdu610072,China)Almr~:ThispapergivesabriefmgOilthedesign&characteristicsof130mhighShapaiRCCarchdammainlyincludingtheproj~layout.thearchdamlayout,designoftheconcrete,materialsforthedamconstruction,thestructuraldesign,thetempelall~controlna!湖瞄&thefoundationtreatment.1m:RCCarchdam;design;characteristic;ShapaiHydroelectricPowerStation(上接第46頁(yè))限較高,各彈性常數(shù)較低,單軸及三軸極限應(yīng)變較大,具有較好的力學(xué)變形適應(yīng)能力,對(duì)提高碾壓混凝土的抗裂能力有利;在直剪條件下,高抗裂碾壓混凝土仍具有較大的彈性范圍,與極限剪應(yīng)力對(duì)應(yīng)的剪切位移較大,碾壓混凝土在受剪切作用時(shí)仍具有較好的工作性及變形適應(yīng)能力.參考文獻(xiàn):[1]楊宏偉.防滲墻剛性混凝土單軸及三軸受壓的本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)研究[J].水力發(fā)電,1995,(9):46—49.[2][英]AM內(nèi)維爾.混凝土性能[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1980.[3][英]悉尼明德斯,等.混凝土[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1996.[4]張冠倫,等.混凝土外加劑原理與應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1996.[5]王鐵夢(mèng).工業(yè)結(jié)構(gòu)的裂縫控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1997.[6]周維垣.高等巖石力學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1989.[7]FV沃諾克.固體力學(xué)性能與應(yīng)力測(cè)試[M].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社,1997.[8]韋德駿.材料力學(xué)性能與應(yīng)力測(cè)試[M].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社.1997.[9]能源部,水利部.水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程[s].[10]鄭穎人,等.巖石塑性力學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.l989.OpammMaterialsforIIiCrackResistanceRCC&ConcretePropertySt