建造在覆蓋層上的柯柯亞面板堆石壩

PAGEPAGE8建造在覆蓋層上的新疆柯柯亞面板堆石壩摘要:在覆蓋層上直接建造混凝土面板堆石壩，人們普遍關(guān)注其變形問(wèn)題，本文介紹了覆蓋層上柯柯亞面板堆石壩的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。它包括：①認(rèn)真做好壩基勘探工作，采取措施提高地基變形模量；②改進(jìn)混凝土面板堆石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)變形伸縮縫采用表面柔性止水；③合理安排施工工序，減小水庫(kù)荷載作用下的后期沉降，柯柯亞的成功經(jīng)驗(yàn)表明，在覆蓋層上直接建造混凝土面板堆石壩在技術(shù)上是可行的，并具有顯著的經(jīng)驗(yàn)效益。關(guān)鍵字:建造在覆蓋層上的新疆柯柯亞面板堆石壩柯柯亞水庫(kù)位于新疆鄯善縣城以北45km，博格達(dá)山南麓柯柯亞河出山口處，海拔高程1029.70m以上，壩址基巖屬三疊紀(jì)，侏羅紀(jì)接觸帶的紅色泥頁(yè)巖、沙巖、礫巖互層，礫巖膠結(jié)程度中等，基巖中裂隙較為發(fā)育，河床最大覆蓋深度為37．5m，地震裂度為7度。壩址區(qū)最大風(fēng)級(jí)ll級(jí)，歷年實(shí)測(cè)極端最高氣溫為40．3℃；極端最低氣溫一32‘C。本工程以灌溉為主，規(guī)劃最大壩高41．5m，最大庫(kù)容1200×104m3。1982年大壩建成開(kāi)始發(fā)揮效益。l985年驗(yàn)收，現(xiàn)已經(jīng)過(guò)24年的運(yùn)行考驗(yàn)，壩體工作正常。一、壩體設(shè)計(jì)柯柯亞大壩平面布置及典型剖面如圖1、圖2所示。圖1圖2壩頂高程及壩寬度本工程校核洪水位為1068．18m，保壩洪水位為1070．78m，考慮到下游有蘭新鐵路和飛機(jī)場(chǎng)，因此采用較寬裕的安全超高，．壩頂設(shè)2.3m高的“L’’型的鋼筋混凝土防浪墻，墻頂高程1071.20m。實(shí)際壩頂高程1069.70m。為滿(mǎn)足機(jī)械化施工的要求并考慮到本工程實(shí)測(cè)水文資料不足6年，以及日后加高的需要，把頂寬度選用7m。2．壩坡‘牛京獎(jiǎng)在規(guī)劃本壩壩湖坡時(shí)考慮以下敵四個(gè)因素：振(1丈)漏本壩直接建造甚在覆蓋層上，杏壩坡穩(wěn)定除壩閥體填筑材料外爬還受壩基控制悠，因此壩坡不月宜過(guò)陡。響(2零)名壩體沉降除受商壩料級(jí)配和填善筑密度影響之儲(chǔ)外，還受壩基井影響，為降低勸面板壩沉降梯久度，亦應(yīng)放緩即壩坡。教(3性)宵為充分使用樞尺紐的軟弱開(kāi)挖辯料，對(duì)下游壩胸坡也需放緩。撿(4技)鮮本工程采用分六離式無(wú)筋混凝茅土面板，在壩撓坡上由人工施問(wèn)工，為保證施醬工方便和混凝巷土面板質(zhì)量，撲壩坡不宜過(guò)陡夫。對(duì)上游壩坡過(guò)采用折線(xiàn)型表胞面，高勇程倡1067.7蝦0通m殲以下倍為慨1毅：尺22.7覆5巴，以上搭為止l膝：玻2.征0械；下游坡浪在膨1054.7述0敢m叫設(shè)戧臺(tái)一級(jí)隙寬欠2挽m因，在此以上姑為蹦l屬：往1.寇5霸邊坡，以下膏為俊l添：槽1前．皂7扶5秧邊坡。怒席3壟．筑壩材料及悄壩體分區(qū)拍緒譜為充分使用當(dāng)舟地材料，壩體臨采用砂礫和溢敬洪道開(kāi)挖出來(lái)蝕的石渣料進(jìn)行吸填筑，壩體分鹽為四個(gè)區(qū)域?？h栗踢Ⅰ戒、困Ⅱ炸、芹Ⅲ捉滾區(qū)沙礫料級(jí)配墻見(jiàn)鋒表先1嗓。表1卵翼顆粒級(jí)配悄(蜘％潤(rùn))種偵料場(chǎng)吉遇編號(hào)駐>80昏(mm)攔8反～腦20而(mm)巴20蒜～杠2削(mm)殿<2榨(警m洗am)碑含泥量芝(鍋％導(dǎo))悲平均粒徑丸d殲。飽(深mm)族不均勻圍森系原殺數(shù)音槳備階跡屯注永H殿—類(lèi)Ol散28根36.5沈22.5榴13誰(shuí)5.5懷41政43.8昆H逗—索O2窄26.4口37.8厘28.2并7.6曲2胖30梁35.5炎曬H肅—鍵O3厚2.4蕩33.9冠28遙15.7復(fù)2.1然27室45.5丸G免一刪01背25.5及31.1叫28.4巨15宮4.8壺27.3曾54.7捎G橫—領(lǐng)O2纖20.7荷32.8麗32.5寺14殲3.3島27登45.5尤之權(quán)第忍1叮區(qū)為主堆石區(qū)德，采用砂礫料升進(jìn)行填筑，主蔥要選它用取G_0頭1教、霞G_0秒2紗料場(chǎng)壩料，靠咬近上游邊坡面辜板權(quán)下鏟3盛m差范圍內(nèi)，系墊釘層區(qū)，其主要骨作用為：我(1伸)案為面板提供可披靠的基礎(chǔ)，并糊將面板所承受描的水壓力均勻成地傳給主堆石泳區(qū)，限制本區(qū)今壩料最大粒徑鞠不超易過(guò)網(wǎng)l50m孟m槳。飯(2腰)報(bào)為防止在冬季是面板裂縫，接邊縫漏水聚集在棄墊層區(qū)產(chǎn)生凍暗脹，要求本區(qū)圍筑壩材料的含戒泥量不大惕于考5吳％，滲透系數(shù)喊大報(bào)于釋l窄0載～愉zc燃m筐／藥s喜。孕(3昌)婦為防止面板遭筑凍融和冰堆、牧冰拔破壞，要掙求墊層區(qū)在凍宏季能有熱對(duì)流招產(chǎn)生，將壩體肝、庫(kù)水體脈的熱量通過(guò)對(duì)肝流由面板散出美，以防止產(chǎn)生隔壩面岸冰凍結(jié)祥，亦要求墊層葛滲透系數(shù)大悠于妙l0果-2濾c玻m遇／擱s繞。復(fù)考慮到上述要圖求，特選用河中床中清潔砂礫許料批H掠—鋤—痰0媽3識(shí)填筑在墊層區(qū)榆。商1慢區(qū)砂礫料填筑劫控制相對(duì)緊密飲度挽Dr>0.7叉5勝，相應(yīng)于容亭重勁2.15懇T券／米m長(zhǎng)3數(shù)。伏筐畏第艷Ⅱ切區(qū)為雜料區(qū)，儉采用溢洪道開(kāi)磚挖料填筑，壩票料主要巖性為至砂巖、礫巖、竭泥巖等。為防悟止進(jìn)一步風(fēng)化紅，在其表滅面業(yè)l鵲m五范圍內(nèi)，填筑脾砂礫料并用于踢砌卵石護(hù)坡加峰以保護(hù)。也強(qiáng)嘴第伶Ⅲ嗚區(qū)為排水區(qū)，采以防止浸潤(rùn)線(xiàn)萄上升詢(xún)到沈Ⅱ莊區(qū)，引后起狐Ⅱ猛區(qū)壩料進(jìn)一步戲風(fēng)化，要求本偉區(qū)滲透系數(shù)大住于節(jié)10哥-2恨c松m萍／社s允，故采用干凈欺的河腥床塵H-0蘇2秘料場(chǎng)砂礫料填聯(lián)筑。努奏本第轟Ⅳ幼區(qū)為粗料堆積碌區(qū)，受將植Ⅰ景、吧Ⅲ瘦區(qū)的粒徑大策于側(cè)300m執(zhí)m伙者堆積于本區(qū)功，它一方面增面加壩趾處穩(wěn)定饑，另一方面防枯止溢洪道泄洪星后回沖壩腳。綱負(fù)陸二、壩的防滲詞設(shè)計(jì)昌鑒1衰．壩基處理牢鋤良?jí)位鶠闆_積砂燒礫層，其一般眠深度從為絨15繡m皂左右，最大深持度繁達(dá)株37.5犯m抽，砂礫石層顆凱粒組成自上而釘下有逐漸變細(xì)店的趨勢(shì)；無(wú)淤符泥層，僅在不腫同高程上分布豎有不連續(xù)的中刪粗砂礫透鏡體析。在接近基巖功面以塊上理2蹈m似范圍內(nèi)分布有盾細(xì)礫層。整個(gè)惡砂礫層中有零甚星漂礫和孤石陳存在，其粒徑蜻不等。覆蓋層迷電阻率她為銳60陽(yáng)0糞～悲１忘00雜0售Ω惱，波速Ｖ恢＝講100福0佛～猴1300見(jiàn)m盆／舍s模；估算變形模柏量遭E闊＝瓦60MP鳥(niǎo)a土。河床平均滲執(zhí)透系項(xiàng)數(shù)錘K抓＝床4×10攻-2帽c胳m觸／登s蠅。返觀(guān)執(zhí)經(jīng)方案比較后域，決定將壩體樣填筑在覆蓋層割上，壩基采用睡槽孔混凝土防寸滲墻進(jìn)行垂直蜓防滲，有關(guān)防殃滲墻技術(shù)指標(biāo)丟如壤表改2濕。表2黃供墻體技術(shù)參數(shù)閱母防滲墻混凝土催配合比炭最大深度紐37獄.5m淘存墻厚旬0.廳8m耐水灰比溪0.6環(huán)水泥用量尋275k9碼／抹m3爆槽孔長(zhǎng)度榨6豪.峰8,8朱.迫8m球嵌入基巖深度店0.5瑞～遮1.0m辭抗壓強(qiáng)度濤8刷～赤10MPa墳摻土量眾25雕％株墻上水頭糧40貧m魯墻上水力坡降首50逝坍落度渣19泊～償2lcm鋪抗?jié)B標(biāo)號(hào)院S8賤鉆孔總進(jìn)尺腹12展00m敬為了防止壩基具和壩體沉陷給蒸面板帶來(lái)的不座利影響，設(shè)計(jì)香時(shí)采取了如下鞏措施既：頌①撐為使面板能適屬應(yīng)沉降變形，長(zhǎng)采用了分離式顯無(wú)筋混凝土結(jié)扣構(gòu)，每塊面板皆為丈5m×7夜m叮，按橫向布裝置伍(獻(xiàn)即長(zhǎng)邊平行于驚軸架線(xiàn)荒)寇；巴②塑放緩壩坡，這辛既可以減小垂懷直變形梯度，勸又利于人工施典工和防止面板貓對(duì)防滲墻產(chǎn)生鑄推力醒；悠⑧崗要求面板施工切滯后于壩全填作筑半年以紗上潑(雙僅在后期未予表控勁制嚷)但；某④鳴將防滲墻軸線(xiàn)南布置在壩踵上膀游駱23狐m兆處，面板與防撓滲墻間設(shè)拱形爪連接板，以減你小由于壩體自裹重而作用在防巨滲墻的水平推朋力扛(撒根據(jù)計(jì)算作用謹(jǐn)在防滲墻的水燈平推力可減礙小端1/3騾)半，并且在水壓鉤力作用下，?？首C拱形連接板換與防滲墻結(jié)合府部位及與上部頑面板結(jié)合部位逼承受壓力而不吩開(kāi)裂。崇堅(jiān)2憂(yōu)．面板伸縮縫拒、周邊縫犯觸屆板間伸縮縫、炎周邊縫的構(gòu)造伍如粒圖貫2怖、毀圖替3俗所示，由于在慮河床部位未設(shè)惠趾板，而是將區(qū)拱形連接板與感防滲墻直接相芹連，為保證在樣防滲墻體與拱福形連接板變位標(biāo)時(shí)，其周邊縫勇不產(chǎn)生滲漏，擋采用柔性的焦鋒油塑料砂漿將副整個(gè)接縫包裹改密封，并補(bǔ)以絨瀝青玻璃絲布烘封阻，見(jiàn)角圖其4稀。正柯柯亞面板壩龜所用焦油塑料發(fā)的具體技術(shù)指酷標(biāo)見(jiàn)捏表恒3葛。待見(jiàn)礦朵統(tǒng)御表毫3伴項(xiàng)目廉指標(biāo)梅吸水率滿(mǎn)(縣％鼻)趨比重婚1.35矛針入度漿(銅1項(xiàng)／薪10ram)拆80遭～艱140館軟化點(diǎn)鐘(霉℃的)餡>100遮低溫伸長(zhǎng)率陽(yáng)一春20帽℃戰(zhàn)時(shí)季>180某％鳥(niǎo)熱穩(wěn)定性挖60耳℃奶不流淌很與混凝土粘結(jié)交強(qiáng)度擁24N沾／倆cm拘2候大于自身強(qiáng)度閑滲透性炒不透水胃輩筍警幸爆注疊圖均3叢混凝土面板周本邊縫大樣圖日1摩一混凝土面板識(shí)；跑2蹤～混凝土趾板嘗；螺3籌一焦油一塑料叉砂袖唯鋤漿板罪；竹4看～焦油一塑料洞；意5凈一焦油一塑料饞封閉層門(mén)順慢益敗圖璃4緩混凝土面板與肅混凝土防滲墻擇結(jié)合部大樣圖勻1愉一混凝土面板披；津3窮一焦油一塑料泊砂漿若；如4雜一焦油一塑料暖；懷6政～瀝青玻璃絲棋布蠅；棍7援一混凝土防滲塑墻汁冊(cè)鋸由于焦油塑料演具有優(yōu)良的防撇水性能，且能碑適應(yīng)較大的變悔形，因此本工陡程在伸縮縫與鼠周邊縫設(shè)計(jì)中剃，取消了金屬拜及橡膠止水片膨，只設(shè)一道止憶水，即在縫口厘灌注焦油塑料真并在其表面用區(qū)焦油塑料拌制車(chē)成砂漿板進(jìn)行陽(yáng)封堵，經(jīng)室內(nèi)蕩試驗(yàn)和工程運(yùn)幫用證明這種處杏理在防滲上是扶可靠的。只妄3祖．面板混凝土棕彈芒本工程采用無(wú)陽(yáng)筋混凝土分離壇式面板，面板附滲透水力梯度監(jiān)為屬8巷0折，按規(guī)范要求視混凝土抗?jié)B標(biāo)柄號(hào)應(yīng)不肌低妹于瞎S飼s端。由于本工程捎處于高寒地區(qū)刮，要求抗凍標(biāo)告號(hào)職為寫(xiě)D20暴0踩，相應(yīng)強(qiáng)度標(biāo)昏號(hào)頌R>200M姑P懼a辜，采用三級(jí)配玩混凝土，每立部方米混凝土中貪使用永登普通驢硅酸腫鹽擔(dān)52事5敢號(hào)水獸泥聾291k絡(luò)9予，水灰啄比玻<0·5奉5術(shù)。另由于面板帝是在斜坡上施籌工，故要求坍貝落度愛(ài)為高3c句m爹。輔輸4伐．基巖灌漿諒膚炸柯柯亞水庫(kù)左拆壩肩沿卸荷裂階隙和層面襲隙糞繞壩滲漏嚴(yán)重農(nóng)，為此進(jìn)行了宜幃幕灌漿防滲老處理。幃幕為肉單排，孔熄距概2陜．摩5蒜m抄，孔深解達(dá)腫30帖m鋒，總進(jìn)尺朽為農(nóng)1000銹m習(xí)。但由于孔線(xiàn)苦受地形限制，忠?guī)r坡上部沒(méi)有孕進(jìn)行灌漿，個(gè)壓別地段裂縫又私極為發(fā)育，因缺此在左壩肩未蛾形成封閉的整搞體防滲幃幕，椒其防滲效果不鞠顯著。恒剛索三、原型觀(guān)測(cè)撕廉季柯柯亞面板壩款在建設(shè)時(shí)期未魚(yú)設(shè)置原型觀(guān)測(cè)由設(shè)備，為了解奶運(yùn)行期間面板輩工作情況饞，扛198藍(lán)6阿年秋安裝了測(cè)抱壓管，并開(kāi)展暮了觀(guān)測(cè)工作，奧現(xiàn)將有關(guān)情況業(yè)分述如下。需絨1鹿．沉降變形觀(guān)廣測(cè)材犬竭例根據(jù)計(jì)算，壩桃基覆蓋層最大參沉降量善為未2賭9莖．久6c岸m司，僅為覆蓋層漸厚撈的宰0測(cè)．遲8石％，壩體竣工納后，壩猴頂實(shí)際發(fā)生的漲沉降宮僅養(yǎng)3c隸m怎，顯然壩基與千壩體的沉降大價(jià)部分在施工過(guò)汪程中就已變形賽穩(wěn)定，由此可窗見(jiàn)壩基存在較骨厚的覆蓋層并領(lǐng)未引起壩體過(guò)需大的沉降。范從整體上看，虜壩面平整，無(wú)倒?，F(xiàn)象出現(xiàn)。2．滲流觀(guān)測(cè)壯柯柯亞大壩共覆設(shè)測(cè)壓右管品3畜排御(允順河賽向康)突，監(jiān)視壩體、栗壩基滲流情況刮。杯198奶8桶年女3念月布15El剪和蝴198弄8弦年饒5夏月欠6嫌日兩次典型觀(guān)蓮測(cè)成茄果抗(死見(jiàn)勝表趴4凱)鵝表明。表4饞日期怪庫(kù)水位遼(枯m)柏2廉號(hào)孔水位怎(沈m)姓5獨(dú)號(hào)孔水位魔(鴨m)延8察號(hào)孔水位指(蘋(píng)m)甩滲透欺勇坡降伸過(guò)水面積害(起m2)墓?jié)B透流量秧(藥L近／奉s)轎988.3.稍15裝1056.5燕025.4腦1018.8級(jí)1016.9辟0.0237抬5庭1900換18估．鷹O5同1988.5奮.6啄1064.0翅1028.0掏1023.8來(lái)1022甚．前O奇0.0225沉2897置26.01參(1活)嶺盡管兩岸基巖踐裂縫發(fā)育，繞郵滲嚴(yán)頑重蒜(糟可由隧洞中發(fā)毯現(xiàn)戶(hù))見(jiàn)，柯柯亞面板獻(xiàn)壩總的滲透流醬量還是較小蜜的，在水頭特達(dá)超39揚(yáng)m去時(shí)，滲透流量紫僅隸2鷹6聯(lián)．狼Ol睡L羞／吸s芹。美(2洪)讀柯柯亞面板壩飾在最高水位時(shí)嬸，浸潤(rùn)線(xiàn)仍在綠天然河床高程屈以下。例如在娛左岸繞滲嚴(yán)重妻的區(qū)域，浸潤(rùn)犯線(xiàn)只是接近河胞床表面；根嫂據(jù)粱198賓8簽?zāi)晡?凈月物6E貴t貓，乓2顏號(hào)劈、素5印號(hào)甘、第8為號(hào)測(cè)壓管水位佳推算，在上游少壩踵防滲墻處扁浸潤(rùn)線(xiàn)仍在原扛河床以始下苗3房．歸7汁m痕。因此，在總駁體上看，柯柯歷亞面板壩的砂魔礫壩體處于非押飽和狀態(tài)。含(3份)砌從庫(kù)水位與測(cè)泰壓管水位的關(guān)跌系上看，測(cè)壓雀管水位大約比劉庫(kù)水位滯魂后賭6傾～欺7狠日，這也表明遭柯柯亞面板壩織的滲漏是較小給的。頁(yè)柜3翠．冬季岸冰觀(guān)險(xiǎn)測(cè)危顆四柯柯亞水庫(kù)未在妖8肆個(gè)冬季運(yùn)行過(guò)協(xié)程當(dāng)中，曾經(jīng)博歷了松一爛2認(rèn)7集～壇一遷3怨0辭℃活的天氣過(guò)程，嶄盡管庫(kù)面結(jié)冰蟲(chóng)厚度斜達(dá)程80c電m虎。但水面冰蓋徒與壩面間始終攤保繞持譯l桌～赴3c持m粱的不凍區(qū)，庫(kù)睜水可沿這條縫駁隙升到冰面上瞞，在距壩腦面救2職0挖～租30c真m線(xiàn)寬的冰面上具屠有不凍水分布那。塑魔雹四、討論與結(jié)煌論湊(1搶)米柯柯亞面板壩增的運(yùn)行和原型獻(xiàn)觀(guān)測(cè)資料表明沿它的防滲系統(tǒng)筋設(shè)計(jì)是成功的吊，在深厚覆蓋搬層上建造面板蔽壩，人們主要撇關(guān)心的問(wèn)題之組一是壩基沉降洲造成面板及周紫邊縫、板問(wèn)縫告的破壞。關(guān)于挖這