白禅寺水电站面板坝的设计

白禅寺水电站面板坝的设计1概述白禅寺工程位于遂宁市境内，为涪江梯级开发的第十七级。工程以发电为主，是兼有防洪、灌溉、养殖等功能的综合性水利枢纽。正常蓄水位262.5m，正常水位下的总库容为6920万m3，电站装机容量为48MW，多年平均发电量2262亿kW·h。工程主要由拦河闸坝和引水发电系统组成。拦河闸坝由13孔泄洪闸和长约600m的非溢流坝组成，面板坝为非溢流坝的一部分，另一部分为位于左岸一级阶地上的粘土心墙坝。面板坝全长327.8m，其右端与13孔泄洪闸相连，左端与粘土心墙坝相连。最大坝高25m，采用总方量为27万m3的砂卵石填筑。2

坝体设计2.1坝基覆盖层面板坝坝址区为第四系全新统河流冲积层，厚5～15m。上部为亚砂土或粘土，厚1～5m，下部为卵砾石夹砂层，厚4～12m。坝址中部位置有一古河道深槽，该深槽内砂卵石厚达15m。砂卵石下部基岩为粉砂质泥岩或泥质粉砂岩。经试验得知，河漫滩砂卵石天然密度为2.14～2.16t/m3，天然含水量为5.3%～8.7%，相对密度0.70～0.87。坝基砂卵石具有较大的透水性，基本属自由透水，渗透系数为2.32×10-2～1.31cm/s。坝基砂卵石压缩系数范围值aV0.1～0.2=0.015～0.035MPa-1，压缩模量ES0.1～0.2=5.81～11.56MPa-1，属低压缩性。同时，砂卵石坝基具有较高的抗剪强度，C=0.158～0.199MPa，φ=44.8～46.9°。坝基砂卵石层的各项指标均能满足设计对基础的要求，故决定保留河床砂卵石层，在挖除上部砂土层后，直接在砂卵石覆盖层上建坝。2.2

筑坝材料筑坝材料选用坝址附近的河滩砂卵石料及泄洪闸施工的基础开挖料。根据试验，砂卵石筑坝料的最大密度为2.19～2.30t/m3，最小干密度为1.83～1.96t/m3。渗透系数为5.18×10-1～2.89cm/s，能够满足堆石料自由排水的要求。砂卵石堆石料属低压缩性，在饱和状态下其压缩系数aV0.1～0.2=0.016～0.029MPa-1，压缩模量E=42.8～78.8MPa。三轴固结不排水剪成果显示，筑坝砂卵石料具有较高的抗剪强度，φ=44.65～47.19°，C=0.135～0.228MPa。2.3坝体结构及分区根据稳定计算，坝体上下游边坡均采用1∶1.6。坝顶无交通要求，根据拉模施工宽度确定坝顶宽度为5m，上游侧采用3.2m高的“L”型钢筋混凝土防浪墙。坝体剖面见图1。坝体分为垫层区、特殊垫层区和主堆区。由于天然砂卵石堆石料渗透系数为5.18×10-1～2.89cm/s，基本上属自由排水。故本工程坝体未设置专门的烟囱式排水区。垫层区水平宽度3m，设计要求最大粒径为100mm，小于5mm以下含量为30%～40%，小于0.1mm以下含量＜5%，渗透系数为1×10-3～1×10-4cm/s，设计干密度2.18t/m3，铺填厚度40cm。为尽量利用天然砂卵石料作为垫层料，设计进行了相应的试验研究。试验发现天然垫层料缺少0.5～5mm粒径范围，属典型的间断级配，其粗细约束关系不好，抗渗强度低，易产生管涌破坏。故设计要求在天然料中掺入0.5～5mm的人工料以改善其级配，使其级配连续，粗细充填关系好，提高其抗渗强度以满足设计对垫层料的要求。特殊垫层区设于周边缝附近，由垫层料筛除40mm以上颗粒后获得，最大粒径40mm，铺填厚度15cm。主堆区要求为：最大粒径300mm，5mm以下含量小于25%，0.1mm以下含量小于5%，其设计干密度2.15t/m3。渗透系数大于1×10-2cm/s，基本上采用河滩砂卵石料直接上坝，铺填厚度80cm。由于坝体在实际运行中，下游水位变幅大，且经试验研究，砂卵石堆石料中的细粒易被带走，故沿下游坝坡最高水位以下均设置反滤层。隶3降棋撑基础防艺渗们长3.1

释坝基覆盖层处拳理帜买确险在覆盖层上修日建面板坝，按足规范要求趾板脱应尽量置于基段岩上。考虑到贺本工程的面板瓶坝为低水头河腐床式电站的挡干水建筑物，不古同于其他蓄水缺水库的大坝。垫若按传统设计源将趾板置于基挨岩上，一是开饮挖工程量大，杆不经济；二是起施工期较长，珠施工导流及渡潜汛均存在一定打难度。为方便愧施工，避免大柴面积开挖，决红定基础防渗采谦用混凝土防渗罢墙，面板与防叼渗墙用水平趾晚板连劝接。框槽里国内外已建类俩似工程大多采妹用混凝土槽孔阶防渗墙进行坝时体基础防渗。墙经技术经济比榆较，结合施工欠进度等方面的斤考虑，本工程企采用局部开挖虑后立模浇筑混遣凝土防渗墙的唇方案。防渗墙岁宽度为房1m让，高度最浅处艇3m挽，最深处约谜15m膨，底部与基岩总相接。施工时纤，用反铲开挖恳砂卵石至基岩最，清理表面强亲风化岩层后，闷在弱风化基岩钟上立模进行防斧渗墙浇筑。实秩际施工时，基批岩顶部的强风胖化层很薄，一虑般不超过概1m蕉，很多部分挖茅除砂卵石后直朝接为弱风化基铺岩，无强风化使层抵。引耽稿名防渗墙混凝土垂为拥150化号，不配筋，挨每间隔疫12m耕设一条变形缝爷，缝内设一道丧橡胶止水，沥露青杉木板填缝螺。防渗墙混凝忠土浇筑完成后并，随即进行墙罗两侧的砂卵石副回填。要求两孩侧砂卵石基本梁上同步上升，阿高差不超过劫1m伸，并用小型机轮具碾压。实际凯施工时，底部荡两侧砂卵石无弄法用机具碾压坏，采用注水后甘让其自由下沉位的方式，密实抽度基本满足设确计要求骆。丸瓦3.2

之基础帷幕灌淋浆庙澡半戒混凝土防渗墙墙底部设有宽疮2m痒，厚给1.5m曾的灌浆盖板，排以便对防渗墙胁底部的基岩进字行帷幕灌浆。叫设单排帷幕，签孔距伞2m适。帷幕深度深渠入随10Lu倒线以下护5m丸，设计要求对毙基础帷幕灌浆破后，其透水率办小于存10Lu猛。施工时，砂兼卵石开挖至基竿岩后，清除表钱面强风化层，脊再浇筑灌浆盖辈板，待盖板混检凝土强度达到锁50%早后进行帷幕灌恳浆，最后将盖征板混凝土打毛申后，在其上浇丢筑混凝土防渗确墙。矮4搅昨派面板及趾塘板规溪4.1片病预面误板颠饶跑置面板为汁0.3m蜜等厚度，共尊27车块面板，其中梅标准块面板卸20吗块。宽度某14m戒、徐9.5m姿和禁7m鞠宽的面板各劣2著块，另有传3库块圆弧形面板造。面板混凝土蝴设计标号算200艇号，抗渗标号朽S8绵，采用从425锅号普通硅酸盐议水泥，水灰比忍0.55债，掺减水剂。巴面板中部配置惑一层双向钢筋形，斜坡方向及辱水平方向配筋沸率均为牙0.4%宗，各种缝面均敞未设置局部抗馆挤压钢筋喝。繁读4.2合酸景趾洪板搅芒翠扎面板与防渗墙释通过水平趾板贡柔性连接，避散免面板与防渗怪墙直接连接而奥产生较大的变鸦形。本坝趾板乘宽度一律取为挨4m桃，厚度为世60cm昼。由于趾板置乏于砂卵石层上犹，故每隔汇12m逝设置一条趾板施伸缩沉陷缝，迫缝内设一道橡骡胶止水带，缝对面刷乳化沥青集3mm诵厚，不设填缝棕材料箩。北狼宴寒趾板混凝土为顿200棚号，抗渗标号抽S8默，趾板内配置揪单层双向钢筋呼，配筋率约为情0.5%愧。拾脉5

拣分缝及止水设祖计瓦挑5.1串港焰周边慌缝利露置尼面板与趾板之寻间的周边缝设霜两道止水，即稿底坐部句“删F绍”糖型铜片止水和歌顶部塑性填料淘止水。塑星性填料顶部的搭密封象PVC译膜与混凝土面茅之间传统的做抄法是采用角钢揉与膨胀螺栓固举定，该法虽较俭为可靠，但若糠施工不当，对跨面板边缘混凝差土的损害将较僻严重。本工程崖改为用专用粘迟接剂将吩PVC叔膜与混凝土表茶面粘接，效果污较好，避免了题大量钻孔对混守凝土的损害。路签哪趾板与防渗墙节之间的周边缝舱设一道铜片止坦水，顶部覆盖负粉细砂和粘土最。烧凶5.2

反面板垂直弹缝死陪尸仆由于本坝坝高糖较低腿，俭“司B款”苦型压性垂直缝磨只在面板厚度惕的二分之一处止设置一道橡胶先止水带业，女“寿A午”挑型张拉性缝则劈在顶部加设一咳道塑性填料止头水，缝内一律洗不设填充料，盾只刷一道片3mm鹿厚的乳化沥青敬防粘。雹5.3

唇趾板横弃缝悄榨说改原设计只设一遵道中部橡胶止蛋水，缝内涂刷级乳化沥青。后车在施工时，将夜古河槽段及其口以右改宴为响“需D测”拣型铜片止水，芽并在缝内填充昏沥青杉木板扭。落端5.4

蹦坝顶防浪墙与短面板之间的水源平页缝带戴估换按规范要求，彼此水平缝按周戏边缝处理，设挖一道中部橡胶蒙止水和顶部塑钩性填料止水，霸沥青杉木板填逮缝像。说谊6便曾泉面板坝与其它滋建筑物的连肆接脆汽圆锻白禅寺电站面委板坝位于左岸野河滩，与其相康邻的左岸一级斯阶地高程为算267测～好269m归，该阶地坝段均高仅为杨5m轨至炒7m阻，基础为较厚横的亚粘土层。甲为利用该层亚桶粘土，该段坝陷型采用粘土心鞠墙坝，以使心俗墙与基础亚粘胳土层结合防渗酒。面板坝与粘寻土心墙坝采用绘混凝土挡墙分喂隔。同时，该蹲混凝土挡墙与弊左侧第一块面董板相接。混凝组土挡墙上游顶捧面与面板坡度枯相同，并沿顶杜面设置一道颠1m薪宽滑模道，以枯利最左侧一块港面板施工。同兽时，该混凝土耳挡墙还要满足犁面板坝与心墙龙坝由于施工时壳间的差异而产据生的单侧土压点力工况笛。隐苏晌医面板坝右端与嚷泄洪闸相接。温据水工模型试捕验，面板坝右刚端头设计了一锯段圆锥形坝体宴，故该段面板线相应采用了圆片台形表面的型仙式，因而增加盒了一定的施工尺难度。施工时傍，该段圆弧型帝面板无法采用阶滑模施工，而雹采用组合钢模鬼立模浇筑，并摧将该段面板厚盒度改为浅40cm朵，实际施工质旬量较好，达到寇了设计要求。7结语预姜皇白禅寺电站大村坝是一座结合找工程实际建造扎在覆盖层上的脱砂卵石填筑面腔板坝。通过该摇面板坝的设计扑，笔者有以下坟几点体会瓣：旷搅

(1卸)反面板坝作为河陈床式电站的挡痕水建筑物与水游库大坝有所不鹅同，在设计上尖应根据实际情佣况，考虑渡汛票及施工工期等水因素，以方便肝施工，缩短工滚期京；劫帽

(2弃)榴坝高较低时，蚁为节约造价，名面板垂直缝止捏水可采用一道熄橡胶止水而不谎用铜片故；见涨

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