电站混凝土重力坝方案设计_工程管理

1、电站混凝土重力坝方案设计1.1基本概况高鸟桥电站位于榕江县西北面、平永河上游，距榕江县城35公里，地处县内平江乡与平永镇交界。距平永镇所在地4公里，平江乡所在地15公里。坝址以上集雨面积为240Km2，多年平均年径流量为1.832亿m3，多年平均径流5.81m3/S，多年最枯日平均流量0.7m3/S。由于流域植被较好，两岸大部分都是基岩，故除短暂洪水期外，河水清亮，含泥量较少。高鸟桥电站工程设计水头为15米，拦河坝高28.77 m，工程等别为四等，拦河坝为级建筑物。1.2水文气象资料1.2.1水库特性本方案电站坝址选在上轴线。按电站工程洪水计算规范，校核洪水取200年一遇，设计洪水取30年一遇

2、进行计算。坝址下游无防洪要求，溢流坝堰顶不设闸门，故取正常蓄水位与堰顶高程全都。经计算，其特征水位及相应下泄流量见表1。1.2.2气象资料本流域位于雷公山暴雨中心边缘，系黔东南地区稳定多雨区，年平均降雨量约为1345.6，多年平均径流深655，年平均气温16.4，极端最低气温-7.6，极端最高气温37.5，年平均相对湿度80%，无霜期282天。全年气候温柔，雨量充足，属中亚热带潮湿季风气候。1.3坝址地质条件拟建坝址为陡立型横向河谷，岩层倾向上游，持力层岩石坚硬，强度高，基岩节理裂隙虽然比较发育，但倾角都比较大，未发觉缓倾裂隙的存在，对大坝稳定影响不大;坝址下游虽然存在一小断层F4，但未发觉其

3、贯穿库区，对水库的影响不大;此外，河床比较狭窄，掩盖层较薄。依据供应的地质报告资料，坝址岩石摩擦系数f为0.50.65，内聚力C为0.250.3/2。不足之处是坝肩岩体卸荷裂隙比较发育，风化程度较深，开挖量较大;断层F4延长至坝址左岸山体，若建拱坝对左坝肩的稳定可能有肯定影响。1.4自然建筑材料本区四周只有一处自然砂场，在弄子口寨脚河道转弯处，距工地约500米，该砂场储量较小(约1000立方米)，且砂砾中含脆弱颗粒及含泥较重，质量较差，建议不用。在坝址上游约100米及300米处，下游约150米处，基岩暴露，分布着厚至块状变余砂岩和中厚层粉砂质板岩，岩石坚硬，强度较高，可供开采块石及机械加工砂石

4、料，其储量丰富，可以满意工程建筑材料的需求。建议坝址上游石场开采4000立方米左右，其余的在坝址下游石场开采。1.5水库沉没重力坝溢流堰高15米，蓄水后，沉没农田1.33亩，旱地0.25亩,林地118.66亩,浸没大路涵洞、桥梁基础各一座，需加固处理;沉没区内未发觉具有经济价值和开发价值的矿产及文物古迹分布，水库沉没损失较小。2、枢纽总体布置2.1坝轴线选择在坝址地形图上选两条坝轴线，即上坝轴与下坝轴进行比较。通过比较，上坝址基岩倾向上游，两岸基岩暴露，河床掩盖深在6米以内，渗漏问题不严峻。依据钎探资料，河床掩盖层最厚6米，最薄0.3米，清基工程量不大。该坝址河流顺直，水流条件好，下泄水流离主

5、河道左岸弯曲段远。综合上述地质、地形、水流等方面的条件，上坝轴线较下坝线条件优越，故采纳上坝线作为本工程坝轴线。2.2坝型选择依据上述所供应的地形、地质条件及水文气象资料，进行综合分析如下：电站拟选坝址河谷呈“U”型，宽高比达3.1以上，拱的作用小，两岸山体稳定性较差，并因洪水流量大，泄洪建筑物较难布置，故放弃拱坝设计方案。电站四周，筑坝土料缺乏，同时坝址位置较窄，无法布置溢洪道，如布置溢洪道，还需对左坝肩进行大面积的开挖，有可能造成坝体稳定性差，工程量大，造价高，也是不行取的。若采纳重力坝方案。其筑坝材料可用砼和浆砌石两种材料，能使该工程充分利用现有的自然条件，且泄洪建筑物简单布置，施工导流

6、易于解决。居于浆砌石和纯混凝土两种坝型而言，浆砌石重力坝虽然水泥用量少，投资小，但不能实现机械化施工，人工砌筑，坝体质量难以掌握，工期长，是不行取的;另外，随着改革的深化，施工质量和进度都将受到合同和国家法律的约束。因此，唯有混凝土重力坝才是较抱负的坝型，它能满意由于施工工艺、组织管理和机械设备使用水平的快速提高而使工程早日完工的要求。重力坝按坝体的结构形式，可分为实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝三种。实体重力坝的结构形式简洁，设计施工便利，其问题是扬压力大，材料抗压强度不能充 分发挥。空腹重力坝、宽缝重力坝则可以利用空腹和宽缝排解坝基的渗透水流，有效削减扬压力，较好地利用材料的抗压强度，可

7、削减10%30%的工程量，可降低工程造价，但其模板用量大，施工工艺简单，需专业队伍进行施工。综合上述多方面因素，实体坝虽然工程量大，但由于其体型简洁、施工便利、工期短，工程可提前发挥效益，从而使工程投资可以得到补偿，混凝土实体重力坝有利条件较多，故拟定为本工程的最优坝型。3、工程布置与坝体构造依据规范规定，大坝工程等级为四等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别5级。大坝防洪标准按30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。拦水坝为实体重力坝，坝顶总长62米，最大坝高28.77m，主要由非溢流坝段、溢流坝段和两侧导流墙组成，其建筑材料均为C15混凝土浇筑。3.1非溢流坝结构与构造依据前述，非溢流

8、坝坝顶高程为356.17m，拟定坝顶宽3m，上游坝坡为垂直面;下游坝坡在高程356.17m349.82m段为垂直面，351.42m以下坡度为1:0.6。重力坝依据工程地形地质条件，未考虑设排水沟和防渗帷幕，坝顶不设防浪墙。工程不考虑地震及冰冻作用，其抗滑稳定计算按分项系数极限状态法计算;应力分析计算采纳概率极限状态设计法。经计算，稳定及应力均满意规范要求。3.2溢流坝结构与构造溢流坝段位于河床中间，有利于泄洪时水流顺畅，主河槽基岩好，抗冲力量强。结合实际状况，本工程坝顶溢流采纳不设闸门的坝面溢流形式，堰顶高程与正常蓄水位齐平，即堰顶高程为349.82m，堰宽40米，堰上最大水头5.39m。溢流

9、堰上游堰头曲线采纳三圆弧形曲线，堰面曲线采纳幂曲线，曲线末接1：0.6的直线段，其末端则以挑角15o、曲线半径为3.8m的反弧鼻坎。溢流坝最大堰高22.42m，最大底宽16.5mm(基础),堰顶最大下泄流量为1079.9m3/s。依据鼻坎应高于下游水位1m左右的要求，确定挑流鼻坎高程为坎=337.4m。3、导流墙导流墙是溢流坝边墩的延长，其作用是分隔溢流坝和非溢流坝，通过水力计算打算出其高度和长度，最终按结构要求拟定出厚度。本方案不考虑洪水对坝下建筑物的影响，水流壅高及超高取1.53m，鼻坎处导流墙高度为3.0m，导流墙在鼻坎处坎顶高程为340.4m。经计算，堰顶外侧边缘末高程为349.28m，导流墙高度为3.0m，依据溢流面曲线特征，则坝面导流墙高度与坝面法向高度为3米，即按坝面线平移3米得出导流墙边缘线,其下游与鼻坎处导流墙相交。据此得坝顶导流墙高程为352.52m。最终拟定导流墙顶厚0.5m，迎水坡度1:0，背水面坡度1:0.3。结论：通过对高