高鸟桥电站混凝土重力坝方案设计

1、高鸟桥电站混凝土重力坝方案设计                1、设计基本资料                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

2、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，河水清澈，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     

3、   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一致。经计算，其特征水位及相应下泄流量见表1。    表1水库特性表                    指标名称    &

4、#160;   上游水位（m）        下游水位（m）        相应下泄流量（m3/s）            校核洪水位（0.5%）        355.21   

5、     345.76        10799            设计洪水位（3.33%）        353.77        343.29   &

6、#160;    6838            正常蓄水位        349.82        33600        0（堰顶高程）    

7、0;       死水位        343.31                          1.2.2气象资料      

8、60; 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。全年气候温和，雨量充沛，属中亚热带湿润季风气候。        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，未发现缓倾裂隙的存在，对大坝稳定影响不大

9、；坝址下游虽然存在一小断层F4，但未发现其贯穿库区，对水库的影响不大；此外，河床比较狭窄，覆盖层较薄。根据提供的地质报告资料，坝址岩石摩擦系数为0.50.65，内聚力为0.250.3。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延伸至坝址左岸山体，若建拱坝对左坝肩的稳定可能有一定影响。        1.4天然建筑材料        本区附近只有一处天然砂场，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

10、米），且砂砾中含软弱颗粒及含泥较重，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，基岩裸露，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料，其储量丰富，可以满足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水库淹没        重力坝溢流堰高15米，蓄水后，淹没农田1.33亩，旱地0.25亩,林地118.66亩,浸没公路涵洞

11、、桥梁基础各一座，需加固处理；淹没区内未发现具有经济价值和开发价值的矿产及文物古迹分布，水库淹没损失较小。        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，两岸基岩裸露，河床覆盖深在6米以内，渗漏问题不严重。根据钎探资料，河床覆盖层最厚6米，最薄0.3米，清基工程量不大。该坝

12、址河流顺直，水流条件好，下泄水流离主河道左岸弯曲段远。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，故采用上坝线作为本工程坝轴线。        2.2坝型选择        根据上述所提供的地形、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，

13、故放弃拱坝设计方案。电站附近，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，也是不可取的。        若采用重力坝方案。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，且泄洪建筑物容易布置，施工导流易于解决。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，坝体质量难以控制，工期长，是不可取的；另外，随着改革的深入，施工质量和进度都将受到合同和国家法律的约束。因此

14、，唯有混凝土重力坝才是较理想的坝型，它能满足由于施工工艺、组织管理和机械设备使用水平的迅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单，设计施工方便，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除坝基的渗透水流，有效减少扬压力，较好地利用材料的抗压强度，可减少10%30的工程量，可降低工程造价，但其模板用量大，施工工艺复杂，需专业队伍进行施工。    

15、;    综合上述多方面因素，实体坝虽然工程量大，但由于其体型简单、施工方便、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        根据规范规定，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28.77

16、m，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        根据前述，非溢流坝坝顶高程为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。重力坝根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；应力分析计算采用概率

17、极限状态设计法。经计算，稳定及应力均满足规范要求。        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，抗冲能力强。结合实际情况，本工程坝顶溢流采用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。溢流堰上游堰头曲线采用三圆弧形曲线，堰面曲线采用幂曲线，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

18、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。根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，通过水力计算决定出其高度和长度，最后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，根据溢流面曲线特征，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。