水利工程论文-Karahnjukar混凝土面板堆石坝的设计考虑.doc

水利工程论文-Karahnjukar混凝土面板堆石坝的设计考虑摘要：本文论述了计划在冰岛东部建设的190m高的Karahnjukar混凝土面板堆石坝的设计。设计采用了可确实缩短工期的从动结构。设计具有提前工期、降低造价，并对陡峭峡谷和复杂地质进行处理的特点。同时简述了地震设计和稳定分析。关键词：Karahnjukar混凝土面板堆石坝设计考虑该工程占地范围从需建三座坝的上游坝址，经位于Fljotsdalsheidi高原的一条长40km、直径7.2m的前渠隧洞，至位于Teigsbjarg装机5115MW轴向辐流式机组的动力洞室的下游坝址。在Fremri-Karahnjukur山JokulsaaBru河上，筑190m高的Karahnjukar坝和2座副坝，左边为Saudararstifla，右边为Desjararstifla，形成溢流堰顶高程625，水库的有效库容约为2.1109m。该河平均流量为103m/s，在融雪季节流量通常高达600m/s。平均年径流量约为3.3109m，水库的年来水量集中于79月间。水库最小运行高程为550，死库容约为0.3106m在Desjararstifla副坝上建一座顶部高程为625的混凝土反弧面溢洪道，同时考虑在Karahnjukar坝左坝肩建一隧洞溢洪道。施工期间，河水通过2条长600m，直径为5.8/6.4和8m的导流隧洞。其中一条隧洞以后将作为泻水底大坝为传统的混凝土面板堆石坝，部分材料采用当地现有建材。坝体体积约为9.6106m，所用混凝土体积仅为90000m。大坝迎水面和中间部分坝体由大坝上游冰川沉积的熔岩托块及砂质石子组成。下游面板由常用的爆破玄武岩组成。Karahnjukar坝穿过45m深的峡谷，由陡峭的右坝肩和相对平缓的左坝肩组成。峡谷壁480高程以上由暴露的熔岩块组成，以下由柱状玄武岩组成，坝肩处被2030m厚冲积冰川的沉积物与半坚硬的淤泥及冰碛覆盖。更深处的UTB玄武岩被较薄的沉积互层分隔，这样当岩石块的渗透性在10100Lu（吕容）间变化时，Q-NGI分类值为310。峡谷底部以上至峡谷壁中部附近50m厚地带内，以橄榄石玄武岩占优势，岩石在熔渣、多孔玄武岩与均质完好的柱状玄武岩之间变化。当额定Q在616范围内，橄榄石玄武岩通常具有一致性和连续性，并且一般渗透性小于1Lu较高处的峡谷地质条件有些变化，与两坝肩处不同。在西边，橄榄玄武岩上覆盖着沉积层，沉积层上部为典型Q值在25之间的橙玄玻璃角砾岩。岩石具有相当大的不均匀性，在沉积岩石至熔岩块之间变化，岩石块渗透性从1到大于100L不等。在东边，部分岩石上覆盖着沉积层和玄武岩“河道玄武岩”。对连接区域进行严格的灌浆处理。在更高处，比较早期的严重非均质Karahnjukar岩石占优势；该地层在较低部分为熔岩块，在较高的高程上，更多的为凝灰质岩石。Fremri-Karahnjukar山下为古老的完全为橙玄玻璃的山谷。其底部与确定的坝址处的峡谷的底部具有相同的高程。可以假定这座古老的山谷通向现在坝址偏南的河东岸，也就是Fremri-Karahnjukar和Sandfell山之间的低谷。该岩体在强度和渗透性方面属于完全不同的种类，样品主要显示Q小于1，而后面的则大大地超过了几十Lu一些断层贯穿坝址附近的峡谷。用倾斜的与断层和裂缝相交的钻孔测量渗透性，渗透性未出现任何显著增长的迹象。直径45cm，高911cm的岩芯，压强变化情况为：橄榄玄武岩在60235Mpa之间，拉班玄武岩在150440Mpa之间，斑状玄武岩在70212Mpa之间，熔渣在739Mpa之间，沉积层（砂石和凝灰岩）在233Mpa气候该工程位于大Vatnajokull冰川的北部，所以气候相对干燥。最低和最高温度为-25（2月至3月）和20（仲夏）：0以下的温度在一年中的任何月份都可能出现。高原受强风控制，冬季尤甚。坝址地区一年中有半年基本上被积雪覆盖。四月下旬开始化雪，7月-8Halslon和Karahnjukar坝和一期工程的附属建筑物的主要数据在表1和2中给出。3建筑材料与大坝分区Karahnjukar坝为分段混凝土面板堆石坝。大坝上游和下游坡度都为1：1.3。挡水墙顶高程为630.5，比溢洪道顶标高高5.5m，比可能最大洪水水位高2.2m。与高增长的大坝成本（三个坝）相比，溢洪道相对便宜，因此该坝比一般的高混凝土面板堆石坝高程低。+0.8m的坝顶超填量用来补偿长期的堆石沉降以及大坝受到强地震影响时可能出现的沉降。大坝分区与传统的混凝土面板堆石坝粗粒堆石构造有些不同。以下为堆石分区的详细情况：1.大坝（冰川泥砂）上游约2km处，有大量的无粘性细骨料，可起到防裂作用。2.3.4.5A.5B.6A.6B.建议采用指定侧石混凝土，代替喷混凝土或灰浆涂料对区3进行防护，正如近期在莱索托的Mohale大坝和巴西的Ita大坝的应用。在从上游向下游增加的层的厚度方向设堆石分区，在需要处提供一个高模数，并增加向下游的渗透性。在浇筑并压实后，区2在边界包线内需进行级配，如表3所示。区3的级配包线如表4所示。区3的渗透性须低于10-4cm/s，以确保大坡度下的内部稳定。区4的渗透性超过10-5m/s。区3与堆石区5之间的过度区的级配如表5所示。区5和6面板级配的要求对细骨料的数量有所限制，如表6所列。超高与国际大坝委员会“设计洪水位的选择，水流方法”相一致，设置超高以便使极端水位（可能最大洪水）不会淹没坝顶，从而防止引起漫顶时毁坝。另外，1: