【文章內(nèi)容簡介】 m，由砂卵石、粘土夾腐質(zhì)物、粉細(xì)砂夾粘土等組成，物質(zhì)成分復(fù)雜，分布極不均一。，左岸基巖裸露，右岸平緩，分布第四系崩坡積（Q4col+dl）粘土夾孤塊石。圍堰基礎(chǔ)巖石為第三層（（T1d33）灰色中厚層夾少量薄層灰?guī)r。上，下游圍堰河床覆蓋層較厚，透水性強(qiáng)，建議采取防滲墻處理基礎(chǔ)。 天然建筑材料本階段按設(shè)計(jì)要求，需提供上壩填料、混凝土骨料及圍堰土料等相關(guān)參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形地貌、巖性特征，初步確定了2個(gè)石料場(chǎng)、1個(gè)土料場(chǎng)和16個(gè)砂卵石料場(chǎng)。石料主要作為面板堆石壩的上壩填料以及混凝土骨料使用，本階段在壩址下游近5km范圍內(nèi)進(jìn)行普查。根據(jù)巖石特征、開采條件、儲(chǔ)量、運(yùn)距等綜合比較，選擇了2個(gè)石料場(chǎng)。104m3,大于堆石料、人工骨料總和的3倍以上，儲(chǔ)量滿足要求。K1：板蓮河石料場(chǎng)，分布鎖口上壩址下游河床右岸，分布高程600～。，巖性為三疊系嘉陵江組第一段（T1j1）微晶灰?guī)r。，，～?！?g/cm3，；～%，%?？勺鳛榛炷凉橇鲜褂?，也滿足堆石料使用技術(shù)要求。K2:奔家沖料場(chǎng)：分布在鎖口上壩址下游左岸。分布高程580m～。，巖性為三疊系大冶組第三段（T1d3）薄層微晶灰?guī)r。其原巖物理力學(xué)指標(biāo)與K1一致。均可作為人工骨料和堆石料使用。K總儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)所需。質(zhì)量均滿足要求。由于壩區(qū)為峽谷型地貌，難以選擇地勢(shì)平緩之處開采石料。本次選取的兩石料場(chǎng)均分布于山坡溝槽洼地，地形較開闊，便于開采、堆積、以及骨料的篩、拌系統(tǒng)的布置。巖性較堅(jiān)硬，質(zhì)量較好。但由于處于巖溶較為發(fā)育的地區(qū)。溶蝕較為強(qiáng)烈。裂隙，溶洞充填粘土等較為普遍，開采時(shí)應(yīng)注意清除。另外，兩料場(chǎng)雖距壩址直線距離較近，但山高坡陡，應(yīng)修建沿岸坡公路至壩區(qū)，解決運(yùn)輸問題。由于溢洪道和導(dǎo)流洞開挖棄料為薄層大冶組灰?guī)r，夾有少量頁巖。不宜作為混凝土骨料使用。作為上壩堆石料可選取部分填筑于大壩浸潤線以上部分。壩址區(qū)砂卵石的勘察分布范圍，主要集中在壩址區(qū)沿河床上、下游10km范圍，考慮施工階段開采困難等因素，按上、下游及壩區(qū)均勻布置。對(duì)出露面積大，有開采價(jià)值的河床砂卵石料進(jìn)行了勘察，共選取了10個(gè)料場(chǎng)，并作了相關(guān)的試驗(yàn)工作與電法勘探，104m3，壩址上游河床石料（粗骨料）取樣6組，～ g/cm3，～%，～%，～%，～%，石料（粗骨料）各項(xiàng)指標(biāo)均符合《水利水電工程天然建材勘察規(guī)程》（SL251 2000）的質(zhì)量要求。上游河床砂料（細(xì)骨料）試驗(yàn)取樣6組， g/cm3，～ g/cm3，～%，無泥塊存在，無云母存在，～，屬粗砂范疇。砂料（細(xì)骨料）各項(xiàng)指標(biāo)除了細(xì)度模數(shù)外均符合《天然建材勘察規(guī)程》（SL251 2000）的質(zhì)量要求。壩址下游河床石料（粗骨料）取樣12組，～ g/cm3，～%，～%，～%，～%，石料（粗骨料）各項(xiàng)指標(biāo)均符合《天然建材勘察規(guī)程》（SL251 2000）的質(zhì)量要求。下游河床砂料（細(xì)骨料）試驗(yàn)取樣12組，～ g/cm3，～ g/cm3，～%，無泥塊存在，無云母存在，～，屬中粗砂范疇。砂料（細(xì)骨料）各項(xiàng)指標(biāo)除了含泥量、細(xì)度模數(shù)外均符合《天然建材勘察規(guī)程》（SL251 2000）的質(zhì)量要求。上、下游河床石料（粗骨料）試驗(yàn)成果詳見專題報(bào)告。河床砂卵石用于面板壩堆石料，本次地勘進(jìn)行了顆分，壓縮等試驗(yàn)。大于5mm的粗粒含量均大于60%，％?！?。滲透系數(shù)大于1103cm/s，～，～，～，～，內(nèi)摩擦角 176?！?76。 。可用于堆石填筑料使用。作為填筑標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)應(yīng)的干密度可直接作為設(shè)計(jì)干密度使用，壩區(qū)分層碾壓時(shí)，均采用重型振動(dòng)碾，其密實(shí)性可提高10%，因此砂礫石料可用于壩區(qū)堆石區(qū)部位填筑。本次地勘對(duì)河床砂礫石層可利用程度進(jìn)行了極為詳細(xì)的地勘與試驗(yàn)工作，從以上成果總結(jié)認(rèn)為：1）本次選取的16個(gè)砂卵石料場(chǎng)，質(zhì)量均較好，除S8料場(chǎng)表層有較大的山頂崩塌下來的孤塊石外，其余料場(chǎng)均可直接開采。2）砂卵石料場(chǎng)可作為混凝土粗細(xì)料及墊層料使用。 3）主要適用于面板堆石壩次堆石區(qū)。4）工程區(qū)河床狹窄，砂卵石料雖然厚度較大，但由于絕大部分儲(chǔ)量在河水位以下。特別是圍堰形成后，上游河床砂卵石難以開采和運(yùn)輸至壩上，影響壩體填筑工期，應(yīng)合理安排施工。5）由于近壩庫岸右岸分布有1堆積體，為了不影響其穩(wěn)定性，該段河床砂礫石不宜開采。支井河河流域兩岸多為延綿高山，河道多為“V”字型深切峽谷，河谷階地很少，兩岸可耕地不多。根據(jù)設(shè)計(jì)使用圍堰土料量，本次選取了上坪坡地作為土料場(chǎng)。該料場(chǎng)位于支井河右岸西流水岸坡，地形較開闊，地形坡度25度，現(xiàn)多為耕地或民居點(diǎn)，分布高程為601～780m。擬采料層為第四系殘坡積層，為含碎塊石粘性土，粘性土呈灰黃或黃色，主要為粉質(zhì)粘土，夾少許粘土及粉土，砂感較強(qiáng)，多呈可塑狀態(tài)。所含碎塊石主要為灰?guī)r，多呈棱角狀，粒徑大小不等，一般為20～300mm，少數(shù)大于300mm。碎塊石含量約占20～25%。料場(chǎng)有用層厚度分布不均，總體而言，地勢(shì)低洼處土層厚度反而較大。最大厚度超過6m，平均厚度2～3m，104m3，103m3。4工程布置及主要建筑物花坪河水電站總裝機(jī)容量30MW，最大壩高97m，水庫總庫容2238萬m3，根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94）和 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000）的規(guī)定，本工程規(guī)模屬中型，工程等別為Ⅲ等，本工程面板壩最大壩高97m，超過70m，故大壩級(jí)別提高一級(jí)，面板壩為2級(jí)建筑物，其它主要建筑物：左岸岸邊溢洪道、發(fā)電引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、廠房和升壓站等均屬3級(jí)建筑物，次要建筑物屬4級(jí)建筑物。本工程永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為：（1）設(shè)計(jì)情況本樞紐工程擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物及電站廠房均按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，消能防沖建筑物按30年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。（2）校核情況本樞紐工程擋水建筑物、泄水建筑物，引水建筑物均采用1000年一遇洪水校核；電站廠房采用200年一遇洪水校核。鎖口壩址的上壩線建砼面板堆石壩擋水成庫、右岸洞式溢洪道泄洪、右岸洞式溢洪道泄洪、通過左岸約8千米壓力隧洞引水在老魯班橋附近支井河左岸建窯洞式廠房發(fā)電的工程總體布置。 壩體設(shè)計(jì)（1）結(jié)構(gòu)布置和材料混凝土面板堆石壩壩軸線A點(diǎn)坐標(biāo)XA= ，YA=；B點(diǎn)坐標(biāo)XB=，YB=。壩軸線以上壩體通過趾板與岸坡連接，河床趾板落于砂卵石層上，兩岸趾板座落在微風(fēng)化或弱風(fēng)化巖基上，壩軸線以下壩體與兩岸的連接按規(guī)范要求削坡。根據(jù)調(diào)洪演算成果，，。壩頂寬6m，壩頂長度173m。，最大壩高97m，最大壩底寬290m。上游壩坡1∶；下游設(shè)有3級(jí)馬道，，壩坡為1∶；，壩坡1∶；，壩坡1∶。下游壩腳設(shè)有堆石棱體回填，高于下游校核尾水位，平臺(tái)寬度15m，邊坡為1∶。大壩上游設(shè)有粉質(zhì)粘土鋪蓋和石碴蓋重，頂寬5m，邊坡為1∶；，頂寬8m，邊坡為1∶。壩體總填筑量約92萬m3，筑壩材料主要為微晶灰?guī)r，施工鋪層厚80cm。大壩下游堆石，主要利用溢洪道引水渠道和閘室段開挖的新鮮微晶灰?guī)r。（2）壩體填料分區(qū)根據(jù)壩體標(biāo)準(zhǔn)剖面，從上游至下游依次分為：上游粉質(zhì)粘土鋪蓋、混凝土面板、墊層區(qū)、上游堆石區(qū)、下游堆石區(qū)、下游護(hù)坡及超徑石回填等八個(gè)區(qū)。1）上游粉質(zhì)粘土鋪蓋： ,頂寬5m，控制邊坡為1∶，下設(shè)1m厚Ⅱ級(jí)粉煤灰。2）混凝土面板：頂部厚30cm，底部厚60cm，其間按t=+（H以m計(jì)）變截面。3）墊層料區(qū)：面板下為半透水性墊層，控制邊坡1∶，水平寬度3m，采用加工后合乎級(jí)配要求的碎石和人工砂，適當(dāng)摻配滿足級(jí)配要求的河床砂卵石。4）主堆石區(qū)：采用滿足級(jí)配要求并有連續(xù)級(jí)配的開挖石渣料作為大壩上游主堆石區(qū)料，上游堆石區(qū)與下游堆石區(qū)從壩頂下游側(cè)以1∶。5）下游堆石區(qū)：主要為溢洪道及發(fā)電洞開挖的部分滿足級(jí)配和強(qiáng)度要求的石碴料，允許部分弱風(fēng)化巖石分散填筑，為充分利用河床砂礫石，在次堆石區(qū)下游壩基以上劃分一塊砂礫石區(qū)，采用滿足級(jí)配要求并有連續(xù)級(jí)配的砂礫石料。6）壩腳為堆石棱體區(qū)，頂寬15m，邊坡為1：，超徑石回填。7）。考慮到混凝土面板澆筑前利用壩體臨時(shí)斷面擋水渡汛，面板堆石壩上游坡面的墊層料施工，一般在上游面超填50cm左右，先進(jìn)行水平分層碾壓，待墊層料鋪填至一定高度后，再用機(jī)械和人工進(jìn)行削坡、整理并進(jìn)行斜坡碾壓，削坡、整理需反復(fù)多次才能滿足設(shè)計(jì)要求，然后，根據(jù)面板分期情況，分次對(duì)坡面采用碾壓砂漿或噴混凝土防護(hù)。這樣的施工方法難以保證墊層區(qū)坡面的密實(shí)度和平整度，坡面作業(yè)工序復(fù)雜，坡面長期無防護(hù)，面板混凝土施工期的選擇受制約，對(duì)工程進(jìn)度、工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性都有負(fù)面影響。因此，本工程設(shè)計(jì)中擬采用擠壓式混凝土邊墻，即在每填筑一層墊層料之前，用邊墻機(jī)擠壓制作出一個(gè)近似于三角形的半透水混凝土小墻，然后在其內(nèi)側(cè)按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)墊層料，用振動(dòng)碾平面碾壓，合格后重復(fù)以上工序，一個(gè)循環(huán)可以在很短時(shí)間內(nèi)完成。此方法可減少作業(yè)人員，保證施工安全，墊層區(qū)不需要超填，節(jié)省工程量；也給導(dǎo)流、渡汛提供了一個(gè)可抵御沖刷的上游坡面，使導(dǎo)流、渡汛安全性提高；由于邊墻的防護(hù)，面板混凝土施工可安排在合適的時(shí)間進(jìn)行，從而延長面板澆筑前的堆石沉降期，使面板壩建成后的沉降變形減小。渡汛時(shí)趾板頂部是產(chǎn)生集中滲流的薄弱環(huán)節(jié)，故在趾板下游壩體內(nèi)設(shè)有特殊墊層料回填區(qū)。 混凝土趾板壩軸線布置在鎖口上壩址，壩址區(qū)兩岸坡角在45176。~60176。之間，整個(gè)壩體范圍內(nèi)，左岸稍陡，右岸稍緩，河勢(shì)順暢。河床砂礫石平均厚25m左右，且河床覆蓋層有反向沉積現(xiàn)象，砂卵石與基巖之間夾雜腐殖質(zhì)及細(xì)沙，分布極不均一，厚度約14m左右；河床趾板線處砂卵石層分布均一，無腐殖質(zhì)及細(xì)沙存在。殘坡積主要在左右岸河床岸坡，厚度不深，右岸700m高程以上存在小量崩坡積體。左右岸裸露基巖為為弱風(fēng)化巖石。基于上述地形地貌、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，壩軸線選定以后，趾板“X”線的布置基本平順，岸坡趾板基礎(chǔ)均能座落在弱風(fēng)化巖基上。河床趾板座落在砂卵石層上。趾板分為河床段、左岸段和右岸段共3段。河床段趾板“X”線長22m，共分為1塊，趾板寬7m；左岸“X”，共分為12塊；右岸“X”線長170m，共分為14塊；左、～7m。趾板砼靠縫澆筑，縫面刷涂瀝青，縫頂沿趾板方向，在后澆塊上設(shè)一上底寬5cm，下底寬2cm，高6cm的梯形槽，回填止水嵌縫材料GB。由于壩體堆石存在沉降變形，面板不能與河床及兩岸基巖直接連接，只能通過混凝土趾板與河床及兩岸基巖相連接，面板與趾板之間設(shè)周邊縫。趾板結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)地形地質(zhì)條件，便于設(shè)計(jì)和施工，采用貼坡板式混凝土結(jié)構(gòu)。趾板幾何尺寸的擬定，從防滲、灌漿、溫度變化，止水片的埋設(shè)和消除周邊縫處面板的應(yīng)力等各方面考慮，～7m。利用壩體擋水渡汛期間，趾板之間的周邊縫，在未澆面板前，是容易產(chǎn)生集中滲流的薄弱環(huán)節(jié)，故在趾板下游壩體內(nèi)設(shè)有特殊墊層料。為了基巖灌漿時(shí)趾板能起蓋板作用，防止灌漿時(shí)趾板下部抬動(dòng)，錨筋直徑φ25長4m。河床趾板一端與面板連接，另一端與與剛性防滲墻連接，為使趾板同時(shí)適應(yīng)面板和防滲墻的變形，防止趾板斷裂，在趾板順?biāo)鞣较蛩蕉畏譃閮啥?，兩段之間設(shè)止水連接。趾板運(yùn)用期所受荷載有上游水壓力、水重、自重、堆石體側(cè)壓力、下游水壓力、浮托力及滲透壓力等。雖然趾板較薄，但有鋼筋將其與巖石連為整體受力，并有灌漿措施，故不需進(jìn)行穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算。主要從防滲、灌漿要求、與周邊縫的連接等方面來考慮。趾板采用C25混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W10，抗凍F100，為了適應(yīng)溫度變化，減少混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫，在趾板頂部配雙向單層鋼筋，%，保護(hù)層厚度為10cm。在趾板下游端面，為避免混凝土擠壓破壞和便于鋼筋架立，設(shè)有加強(qiáng)鋼筋和附加鋼筋。 混凝土面板（1）面板分縫布置大壩壩頂長173m，大壩面板總面積14047m2，最大板塊長159m。根據(jù)“X”線的布置，面板布置分為河床受壓區(qū)及左、右岸受拉區(qū)，共分15塊。左、右岸按1/8壩頂長布置為拉應(yīng)力區(qū)，塊寬8m，共10塊；河床受壓區(qū)，每塊寬16m，計(jì)3塊；左右岸各有一塊異型板塊。隨著滑模機(jī)具的改進(jìn)，沿周邊縫未設(shè)三角形填補(bǔ)板。除周邊縫外，根據(jù)受力情況，受壓區(qū)設(shè)有4條B縫（擠壓縫），受拉區(qū)設(shè)有9條A縫（張拉縫）。為防止因水平拉應(yīng)變產(chǎn)生裂縫和便于止水設(shè)備的安裝埋設(shè)，A、B縫與周邊縫垂直連接。垂直連接段長度為80cm。（2）面板設(shè)計(jì)由于面板緊貼在擠壓式邊墻上，在水荷載作用下面板將其承受的水壓力均勻地傳至墊層及堆石體上，并起防滲和護(hù)坡作用，板厚主要是由防滲性和耐久性、柔性確定的，板厚隨高程變化，計(jì)算公式為t=+（H是壩頂防浪墻前趾控制點(diǎn)至計(jì)算點(diǎn)的高差），底部最大厚度60cm，頂部最小厚度30cm。面板采用C30混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)W抗凍F100。骨料由微晶灰?guī)r組成，普通硅酸鹽水泥，選用二級(jí)配混凝土，塌落度6～8cm，小石粒徑5～20mm，砂為人工砂，～，混凝土摻加WHDF高密度減水劑及混凝土引氣劑。面板配筋，主要是承受蓄水前溫度變化和干縮產(chǎn)生的應(yīng)力，防止裂縫展開或發(fā)狀裂縫的作用，增加面板混凝土的整體性和耐久性。在面板中部設(shè)一層雙向鋼筋，～%。在周邊縫和A、B縫處，由于要承受局部拉應(yīng)力和防止受擠壓剪切，避免邊角混凝土剝落，在面板的邊、角處設(shè)置抗擠壓鋼筋。 止水布置及設(shè)計(jì)（1）周邊縫周邊縫為沿周邊設(shè)置的趾板與面板連接的永久縫。周邊縫的構(gòu)造要具有適應(yīng)水平、垂直位移及轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)，避免產(chǎn)生張拉、滲透和剪切破壞。周邊縫設(shè)置三道止水設(shè)備：第一道止水為底部“F”型紫銅片，一端埋入趾板，另一端粘貼在瀝青砂墊層梯形槽表面的GB止水片上，銅止水片頭80mm折成90176。埋入面板混凝土內(nèi)。為防止外水壓力破壞銅片的凸肋，在肋內(nèi)緣粘貼φ25mmPVC棒和聚氯乙稀泡沫塑料。第二道止水為橡膠止水帶，將原來設(shè)置在中部的橡膠止水帶提到表面，并做成波浪形橡膠止水帶，使其單獨(dú)承受并適應(yīng)高水頭、大變位的工作狀態(tài)。波浪形橡膠止水帶可作為一道獨(dú)立的止水，彌補(bǔ)由于取消中部橡膠止水帶對(duì)整體止水結(jié)構(gòu)的削弱，并可以對(duì)表層GB柔性填料進(jìn)行封閉，使其在設(shè)計(jì)接縫位移范圍內(nèi)，滯留在表層發(fā)揮止水作用。為防止施工期面板對(duì)趾板的擠壓，沿縫（趾板混凝土面）粘貼12mm厚瀝青杉板，也可保護(hù)止水片在運(yùn)用期的安全。第三道止水，為保證周邊縫的止水能在壩體沉降、縫張拉變形后安全運(yùn)行，在縫口處增設(shè)φ80mmPVC棒和鋪設(shè)弧狀GB嵌縫材料。當(dāng)縫被拉開后，在水壓力作用下，PVC棒和GB材料被壓入縫內(nèi)，起填充止水的作用。為保護(hù)和防止止水填料老化，在GB材料表面鋪G