【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 灣的地方。有利于減少開挖，電站尾水歸河的流態(tài)好。廠房開挖小，比較經(jīng)濟(jì)。位于電站450米的高程的坡度很小，可以布置開關(guān)站。第4章 混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì) 壩體剖面設(shè)計(jì)壩體剖面設(shè)計(jì)有：壩頂；上下游壩坡；馬道；排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和上游趾板設(shè)計(jì)。、壩頂構(gòu)造設(shè)計(jì) 防浪墻國(guó)內(nèi)外的面板壩普遍都在其頂部上游側(cè)設(shè)置不透水的擋墻，它即起當(dāng)水作用，又起擋土作用，也是防浪墻。防浪墻延伸到兩岸與壩頭基巖或結(jié)構(gòu)物相連接，形成完整的防滲系統(tǒng)。因此他是壩體防滲結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分。在各種形式的防浪墻中，直墻防浪較為有效，各壩多采用‘L’形鋼筋混凝土墻。之所以能夠采用高防浪墻，是因?yàn)榻?jīng)碾壓填筑的壩體具有較好的穩(wěn)定性且沉降量較小，且在施工期基本完成，不會(huì)危機(jī)高防浪墻的防滲性；高防浪墻所節(jié)省的堆石費(fèi)用將大于建造防浪墻的費(fèi)用，壩越高節(jié)省的堆石量越多。有時(shí)為了進(jìn)一步節(jié)省堆石方量，可在壩頂下游一側(cè)另設(shè)擋墻，在壩頂下游側(cè)另設(shè)4m高的擋墻，形成“垂直戴帽”結(jié)構(gòu)，致使壩體填筑方量節(jié)約達(dá)17％。加高防浪墻也是加高壩體的措施之一，薩爾瓦興娜壩在施工過(guò)程中決定將壩頂加高6m。采用較高的防浪墻可以減少堆石填筑方量，降低造價(jià)，綜合考慮壩址區(qū)風(fēng)浪水文條件，初步確定防浪墻高度為4米。根據(jù)資料[8]，防浪墻高度范圍4到6米，最后確定防浪墻高度4米。混凝土面板堆石壩穩(wěn)定邊坡為1：：。取高出壩頂1米。去上游邊坡為1：，下游邊坡1：。防浪墻采用直防浪墻，用“L”型鋼筋混凝土墻。壩頂高程按照設(shè)計(jì)和校核情況計(jì)算取最大者。相應(yīng)靜水位加安全超高。按照資料[7]，安全超高公式 d= + +A :為防浪墻在壩坡上的爬高； :風(fēng)浪引起的壩前水位壅高； A:為安全超高，；其中按照公式計(jì)算=。 。 。 :設(shè)計(jì)波高；m：壩坡坡率；n：護(hù)坡面糙率，；k：綜合摩擦系數(shù)，一般?。ǎ?。v：設(shè)計(jì)風(fēng)速； D:吹程；H：水庫(kù)水域的平均水深；: 風(fēng)向與壩軸線法向的夾角?！? 防浪墻建基高程應(yīng)高于正常高水位，防浪墻與面板間的接縫應(yīng)安周邊縫來(lái)處理，止水結(jié)構(gòu)必須可靠。堆石體在自重作用下和水荷載作用下產(chǎn)生蠕變，竣工后還會(huì)繼續(xù)發(fā)生沉降及水平位移，壩體填筑是要預(yù)留填筑超高。有效降低了壩頂高程，大大的節(jié)省了工程量。大壩壩頂寬度取8米，壩頂下游設(shè)計(jì)護(hù)攔。防浪墻與面板連接處設(shè)計(jì)垂直于面板的接縫，防浪墻底寬實(shí)際與墊層水平寬度相同。，防浪墻采用混凝土澆筑。，為了方便機(jī)械化施工，排水體設(shè)置在過(guò)渡層后，排水體下依次分別設(shè)計(jì)主堆石體和次堆石體。下游護(hù)坡采用大塊石堆砌。 防浪墻與面板之間設(shè)計(jì)接縫，底部設(shè)計(jì)銅片止水，期于均設(shè)計(jì)為填預(yù)塑柔性填料，取用瀝青木版。，。所以壩頂高程在設(shè)計(jì)情況下為452米，這兩個(gè)之間取大的。最后確定壩頂高程為452米。防浪墻高出壩頂1米，防浪墻頂高程為453米。根據(jù)資料[8]，壩頂寬度一般取為5米到8米，壩頂設(shè)計(jì)公路通行，以方便人行。取壩頂寬度為8米。河流河谷底基巖表面為覆蓋層，厚度為2米到3米，壩基面初選在強(qiáng)風(fēng)化線上，壩基開挖覆蓋層，強(qiáng)風(fēng)化層初步設(shè)計(jì)開挖2米。則最低壩基面高程取為438米。計(jì)算得壩高54米。為了方便施工，壩剖面在下游坡設(shè)計(jì)兩個(gè)馬道，每隔20米高程一個(gè)，分別在432米高程設(shè)計(jì)一個(gè)寬度為2米的馬道，在412米高程設(shè)計(jì)一個(gè)馬道。設(shè)置馬道有利于壩坡的穩(wěn)定。、壩坡及馬道設(shè)計(jì)壩坡取決于壩型、壩高、壩的等級(jí)，壩體及壩基材料的性質(zhì)所承受的荷載、施工和運(yùn)行條件等因素。土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)壩殼采用堆石料時(shí)，下游常用坡度為1：－1：，上游常用坡度為1：－1：。斜墻壩的下游壩坡坡度可適當(dāng)偏陡，上游壩坡則可適當(dāng)放緩。參考所查斜心墻堆石壩資料列舉相近的工程實(shí)例，如美國(guó)的圓峰大壩，壩高134m，最大壩底寬度大于500m，基巖為玄武巖，覆蓋層厚30m，壩體上游坡1：，下游坡1：。巴西的芬納斯大壩，壩高127m，基巖為石英巖，覆蓋層厚幾米，壩體上游坡1：，下游坡1：。美國(guó)的瑪蒙特湖大壩，基巖為風(fēng)化片麻巖，壩體上游坡1：3，下游坡1：2。我國(guó)小浪底為壤土斜心墻堆石壩，壩頂寬15m，最大壩高154m，最大壩底寬度864m。覆蓋層深度80多米，大壩上游坡1∶，下游坡1∶參考以上工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程，基巖主要為石英砂巖，設(shè)計(jì)地震烈度為6級(jí)。由于上游為混凝土面板，不設(shè)馬道，上游壩坡坡率設(shè)計(jì)為穩(wěn)定壩坡 ，1：，下游壩坡坡率取1：。考慮到攔截雨水，防止沖刷壩面，同時(shí)便于觀測(cè)和檢修、設(shè)置排水設(shè)備，也可作交通之用，下游壩坡每隔20米高設(shè)一個(gè)馬道，共2條馬道，馬道寬取2米。根據(jù)據(jù)資料[7]：土石壩的上下游面通常都應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。上游面護(hù)坡是為了保護(hù)上游坡細(xì)粒土免受波浪的沖刷；防止靠近泄水建筑物處的上游坡遭受順壩水流的沖刷；防止冰層和漂浮物的損害。下游面護(hù)坡為防止雨水沖刷；防止有水部分的風(fēng)浪、冰層和水流作用；防止壩體無(wú)粘土料被風(fēng)吹散；以及防止蛇、鼠、白蟻等動(dòng)物對(duì)壩體的破壞。下游護(hù)坡采用大塊石堆砌。、排水體設(shè)計(jì)為防止?jié)B流逸出處的滲透變形；改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定等，堆石壩均應(yīng)設(shè)壩體排水設(shè)備。排水設(shè)備的型式有：A型，棱體排水；B型，貼坡排水；C型，壩內(nèi)排水設(shè)備，包括褥墊排水層、網(wǎng)狀排水帶、排水管、豎式排水體等。壩體排水設(shè)計(jì)：由于大壩的沉降，導(dǎo)致面板產(chǎn)生應(yīng)力變形，從而產(chǎn)生裂隙而滲漏；或者面板的縫間滲漏造成壩內(nèi)滲流。所以在壩內(nèi)設(shè)計(jì)排水區(qū)。排水區(qū)采用煙囪式排水體。設(shè)計(jì)了排水體，從而減少壩內(nèi)滲透水壓力，提高了透水性，對(duì)大壩起到了保護(hù)的作用。該區(qū)的主要任務(wù)是保持面板漏水的時(shí)候能自由排水而不至于沖壞其他區(qū)（主堆石區(qū)）。該區(qū)配料采用加工石料，最大顆粒直徑不超過(guò)150毫米，最小顆粒直徑不小與5毫米，填筑厚度每層取600毫米。所以石料采用人工石英砂巖，最大顆粒直徑不得超過(guò)600毫米，（過(guò)度層最大顆粒直徑為200毫米到300毫米），最小顆粒直徑不小與5毫米，填筑厚度按每層1米。（主堆石區(qū)每層碾壓1米）以方便施工碾壓。 下游棱體材料設(shè)計(jì)：下游棱體是為了排出壩內(nèi)滲流的水而設(shè)計(jì)。所以下游棱體與煙囪式的壩內(nèi)排水提互相連接，下游棱提的重要作用還有起到大塊石重力壓坡。所以棱體材料必須選擇顆粒直徑比較大。設(shè)計(jì)最大顆粒直徑不超過(guò)800毫米，小于5毫米的顆粒含量控制在到之間，填筑厚度也取1米。以方便施工碾壓?？障堵士刂圃诘街g。設(shè)計(jì)壩內(nèi)排水區(qū)位于過(guò)度層之下，設(shè)過(guò)壩底通過(guò)棱體排水排出壩體；，也是以便機(jī)械施工碾壓，橫向通過(guò)棱體的部分高度取3米。距離棱體頂部取3米。下游棱體尺寸：取棱體上游坡度為1：1，下游坡度按大壩的下游壩坡坡度。取1：。棱體頂部設(shè)計(jì)2米寬度。由于千分之八的河流比降，下游考慮開挖深度等因素，取棱體高度為14米，棱體底部高程為398米。、趾板設(shè)計(jì)趾板的設(shè)計(jì)包括形式及尺寸設(shè)計(jì)；配筋，接縫，及插筋，趾板混凝土設(shè)計(jì)。 趾板的形式及尺寸設(shè)計(jì)：混凝土面板與河床及兩岸基巖的連接采用趾板防滲，趾板與面板共同作用形成防滲體。趾板基準(zhǔn)線確定：開挖線取自強(qiáng)風(fēng)化線。趾板下基巖風(fēng)化程度為界于強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化之間。根據(jù)資料[8]，取允許水力梯度H/S=，取最大為7米，最小取4米。趾板的厚度可小于相連接的面板厚度，取厚度h=，與面板的厚度相同。趾板下游面垂直于面板，取1米。 趾板的配筋，接縫，及插筋，趾板混凝土 按照資料[8]，要求趾板混凝土與面板混凝土的要求相同。采用525硅酸鹽水泥，或普通硅酸鹽水泥，趾板取用普通硅酸鹽水泥，為了趾板的防裂，在趾板混凝土中加入摻和料。采用二級(jí)粉煤灰，摻量取百分之二十。趾板要求膨脹系數(shù)較小打開骨料配置。澆筑時(shí)間取在低溫季節(jié)。為了簡(jiǎn)化施工，降低工程造價(jià)，趾板配筋采用單層雙向鋼筋，即是配溫度筋。布置在趾板表面。每向配筋率采用。巖基上趾板鋼筋保護(hù)層厚度取10厘米。趾板與基巖的連接采用插筋，即是錨筋連接，錨筋直徑取25毫米，長(zhǎng)取4米。錨筋用普通鋼筋制作。用砂漿埋固于鉆孔內(nèi)，頂部采用90度彎鉤與面層鋼筋連接。趾板要求根據(jù)開挖后的地基設(shè)計(jì)伸縮縫，縫間距取不大于9米?？p中設(shè)計(jì)金屬止水片。為了有效地防止出現(xiàn)溫度裂縫，趾板施工縫間距采用15米。 壩體材料分區(qū)設(shè)計(jì)依照資料[12]，將面板壩填筑體分成三個(gè)主要區(qū)，分別是土料鋪蓋區(qū)，半透水料墊層區(qū)和主堆石區(qū)。 土料鋪蓋區(qū)又稱為防滲補(bǔ)強(qiáng)區(qū)：用防滲土料碾壓填筑或水下拋填而成，采用粘土覆蓋周邊縫及高程比較低的面板。以免面板出現(xiàn)裂縫和板間縫，周邊縫張開時(shí)，土料進(jìn)入縫中，從而恢復(fù)防滲，可以利用天然淤積物來(lái)形成土料鋪蓋區(qū)。 半透水墊層區(qū)：直接位于面板下部，應(yīng)該避免上游坡面板應(yīng)力集中。要求墊層料粒徑不能過(guò)大，應(yīng)該有比較多的細(xì)料。要求細(xì)料含量要足以填滿粗孔隙，并且有良好的級(jí)配。主堆石區(qū)：是堆石壩的主體，要求本區(qū)的低壓縮性，級(jí)配良好的壩料填筑。碾壓到足夠的密實(shí)度。主堆石區(qū)根據(jù)不同的的形狀，按滿足水力過(guò)渡與變形模量遞減的原則，分三區(qū)，過(guò)度區(qū)，主堆石區(qū)，下游堆石區(qū)。見附圖：壩體分區(qū)圖。、混凝土面板尺寸和分縫，由于壩高為54米。面板分縫：對(duì)面板進(jìn)行分橫縫和縱縫，水平施工縫，垂直施工縫。垂直縫取12米的間距。面板下設(shè)計(jì)墊層，考慮施工采用機(jī)械化施工碾壓，根據(jù)資料[8]，墊層的水平距離不宜小于3米。主堆石區(qū)采用石英砂巖，主堆石區(qū)與墊層之間設(shè)計(jì)過(guò)度區(qū)，過(guò)度區(qū)也取不小于3米。，以方便機(jī)械施工碾壓。下游設(shè)計(jì)護(hù)坡，采用開挖的石英砂巖石塊堆砌。、壩體墊層區(qū)及過(guò)渡層設(shè)計(jì) 墊層為面板提供支承，把面板傳過(guò)來(lái)的力荷載均勻地傳與壩體，同時(shí)又使面板承受均勻的反力，以不至于墊層料的不均勻而產(chǎn)生應(yīng)力集中。 墊層料的選擇：墊層材料必須選用地質(zhì)新鮮，堅(jiān)硬具有比較好而耐久性的石料，根據(jù)施工場(chǎng)地材料情況，采用石英砂巖人工開采加工砂料。墊層材料必須具有高壓縮性，高強(qiáng)度性和適當(dāng)透水，具有良好的級(jí)配，最大材料顆粒直徑取60到80毫米，小于50毫米的顆粒含量取到，小于75毫米的顆粒含量去到。壓實(shí)后墊層的滲透系數(shù)取m/s。過(guò)渡層材料選擇：為避免在剛度相差較大地兩種土石料之間產(chǎn)生急劇變化地變形和應(yīng)力，應(yīng)在墊層與堆石壩殼之間設(shè)過(guò)渡層。過(guò)度層是壩體與墊層之間起過(guò)渡協(xié)調(diào)作用的層區(qū)，要求過(guò)渡材料級(jí)配連續(xù)，壓實(shí)后具有比較高的抗剪斷強(qiáng)度，低壓縮性自由排水性，最大顆粒直徑取200毫米到300毫米之間，采用專門開采的人工加工細(xì)堆石料。、壩體主堆石區(qū)設(shè)計(jì) 主堆石體是面板壩的主體，一般包括上游堆石體，下游堆石體。某工程大壩設(shè)計(jì)包括：上游主堆石體，下游主堆石體，壩內(nèi)排水體，和下游棱體。 上游主堆石區(qū)設(shè)計(jì)：上游主堆石體是承受荷載及其他荷載的主要支撐體，主堆石體應(yīng)該具有低壓縮性，高抗剪強(qiáng)度，透水性和耐久性。堆石塊的質(zhì)量巖塊濕抗呀強(qiáng)度低于30MPa為軟巖，巖塊抗壓強(qiáng)度在25到30MPa紙漿認(rèn)為是硬巖?？紤]開采巖石強(qiáng)度，爆破費(fèi)用，減少大壩材料對(duì)施工機(jī)械的磨損等因素，宜采用中等強(qiáng)度或軟巖石料。根據(jù)壩址材料的特點(diǎn)，采用極限強(qiáng)度為706kg/的石英砂巖和275 kg/的砂質(zhì)頁(yè)巖結(jié)合配料。 kg/ kg/。堆石料級(jí)配：堆石料的力學(xué)性質(zhì)取決于大材料的級(jí)配。要想使堆石壩料滿足高強(qiáng)度，低壓縮性和自由排水三項(xiàng)要求，從而達(dá)到控制沉降的目的。大壩材料應(yīng)該具有良好的級(jí)配。即使控制大壩材料的細(xì)顆粒材料的含量，含泥量和最大顆粒的含量。一般級(jí)配中小于5毫米的顆粒含量小于。根據(jù)資料[12]，增加細(xì)顆粒材料（小于5毫米），就增加了內(nèi)摩擦角。而過(guò)量的細(xì)顆粒材料則可能引起內(nèi)摩擦角降低。參照已建設(shè)的工程——努列克壩，努克列壩控制體變形模量k值的細(xì)顆粒材料最優(yōu)含量為?？刂苾?nèi)摩擦角的細(xì)顆粒材料最優(yōu)含量是。但細(xì)顆粒材料含量為時(shí)，也接近達(dá)到最大內(nèi)摩擦角的值。參照已經(jīng)建設(shè)好的工程——塞沙那工程，細(xì)顆粒材料含量為，小于25毫米的材料含量為，加水為。取145 。某工程級(jí)配：沙的級(jí)配要經(jīng)濟(jì)可靠，根據(jù)資料情況，取細(xì)顆粒材料（小于5毫米）的含量為，即可以得到較大的內(nèi)摩擦角，體積變形模量也比較大，碾壓層的厚度一般不大于1米，取1米一層。所以最大的顆粒直徑不能大于1米，設(shè)計(jì)最大顆粒直徑500毫米到600毫米只。 下游堆石區(qū)設(shè)計(jì)：下游主堆石區(qū)也稱為任意區(qū)，承受的荷載比較小，壓縮性對(duì)面板的沉降影響比較小，對(duì)該區(qū)的設(shè)計(jì)用材料和碾壓可以放寬，該區(qū)的寬讀取為大壩斷剖面的四分之一。這樣可以充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，降低工程造價(jià)。參照已經(jīng)建設(shè)好的工程——小干溝工程。 混凝土面板設(shè)計(jì)混凝土面板設(shè)計(jì)有面板的形式尺寸設(shè)計(jì)；面板的混凝土及接縫設(shè)計(jì)；面板接縫止水設(shè)計(jì)。、面板的形式尺寸設(shè)計(jì)面板的厚度應(yīng)該使面板承受的水力梯度不超過(guò)200。，并且向底部逐漸增加，厚度t按照資料[8]，公式 t=+（）H t：面板厚度； H:計(jì)算斷面到面板頂?shù)母叨龋?，由于壩高?4米。根據(jù)資料[8]。、面板的混凝土及接縫設(shè)計(jì) 混凝土面板是防滲的主體結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)壩體變形,氣溫變化和滿足施工要求,設(shè)計(jì)垂直接縫,即縱縫,將防滲面板分成若干條板,為了滿足用滑動(dòng)模板連續(xù)澆筑面板,不再設(shè)計(jì)水平縫。垂直伸縮縫間距可以為12米到18米。本工程為小工程，取12米的間距。從壩頂沿壩坡一直延伸到周邊縫，方向與壩軸線垂直。 根據(jù)資料[8]，面板混凝土應(yīng)該具有比較高的耐久性，抗?jié)B性，抗裂性和施工易和性。面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)不能小與?？?jié)B性不能小于。面板混凝土采用普通硅酸鹽水泥。為防止面板產(chǎn)生裂隙，面板混凝土應(yīng)該進(jìn)行配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用加摻和料降低水泥用量，減少水化熱溫升和收縮變形。采用摻粉煤灰，摻量在到之間。面板采用二級(jí)配骨料。砂料吸水率不大于。含量不大于?！∶姘宓呐浣睿好姘宀捎脝螌与p向鋼筋。布置在板厚的中部。每向配筋率為到。采用的鋼筋，間距為250到300毫米。水平鋼筋放在上面，以利于施工和行走，選用螺紋鋼筋。由于地形變化，為了減少面板受到的扭曲應(yīng)力，將按板分期施工，設(shè)置永