浆砌石拱坝实例

欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改某水电站位于湖北省某县容美镇，座落在水支流芭蕉河上，是芭蕉河流域开发的第二m2、浆砌石拱坝设计2.1坝址地形、地质条件坝址位于芭蕉河下游河段腰潭峡狭谷中部，河谷两岸山体雄厚，呈不对称的“V”型，坝址出露三迭系下统大冶组第2段(Td3-2)灰色薄层微晶灰岩夹青灰色极薄层页岩。岩1薄层页岩的互层结构，构成了水库及坝基(肩)的相对不透水岩组。坝址地质构造裂隙为主，沿裂隙面及层面岩溶轻度发育，局部较发育，但易于处理。坝址岩体强度较高，强性模量6~8GPa,具备修建拱坝的地质条件。2.2拱坝体型设计某浆砌石拱坝设计在初步设计的基础上进行优化，优化的原则及思路为：超过规范控制值e.经济性要求：在满足上述要求的基础上尽量减小坝体体积(即工程量最小)。拱的曲率半径和中心角均适应坝址的地形、地质条件，以使坝体应力和拱座稳定均有利。2.2.1拱坝体型设计坝顶厚度按经验公式(2-1)[1]和美国垦务局经验公式[3](2-2)和初步选择Tc=0.4+0.01(L+3H)(2-1)欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改0.01(H+2.4L)0.01(H+2.4L)＞TmincTmin0.01(H+2.4L)＜＞Tmin按上两式分别计算得坝顶厚度Tc=3.66m(2-1)和Tc=3.73m(2-2)，但坝顶最小厚度按交通要求定为Tmin=4.0m，即按式(2-2)取Tc=4.0m。2)坝底厚度TB坝底厚度按任德林公式[2](2-3)和式(2-4)[3]分别计算。T/H=0.132×(L/H)0.267+2H/1000(2-3)BT=0.7×LH[σ](2-4)BL=(LB+LC)/2BBB技施设计时以初步设计拟定的T=17.5m作为拱坝优化设计的计算初始值，通过调整拱圈平B面布置(曲率半径和中心角)、坝体倒悬度等参数，并进行应力分析和稳定计算，采用逐次逼近和试算的方法对拱坝体型进行优化，最终确定本工程浆砌石拱坝坝底厚度T=15.5m，坝BB3)拱圈平面布置角受坝体倒悬度及布置的限制，常采用40°~80°的中心角。某水电站浆砌石拱坝为适应ULUR拱圈曲率外半径左半拱R=63.39m，右半拱R=65.94m。ULUR4)拱冠梁剖面欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改Am(CA)，切点以下为一段(AB)；下游坝面为一段(GF)，三段圆弧的曲线方程分别为：CA段：(x-82.185)2+(2-42.000)2=92.2952AB段：(x-71.690)2+(2-42.000)2=81.8002GF段：(x-91.555)2+(2-26.569)2=91.4972由上述2)、3)、4)可得出浆砌石拱坝基本参数见表1。2.2.2浆砌石拱坝设计计算1)拱坝应力计算拱坝应力采用拱梁法进行计算，拱圈自溢流堰顶高程538.5m开始，计算时坝体沿坝高方向分10段，共计算11层拱圈(见图2)。荷载组合取用基本组合(正常蓄水+温降)和特殊组合(校核洪水+温升)两种组合方式，计算结果见表2。拱坝优化设计时调整体型参数和应力计算、稳定分析是一并进行且反复试算和选择的过程，优化的条件是坝体应力和拱座稳定必须满足规范规定要求[4]，因此，表2所列应力值满足悬臂底部拉应力不大于1.5MPa，其它部位拉应力不大于1.4MPa，坝体压应力不大于2)拱座稳定分析J隙，距坝肩约20m，的底裂面，为偏于安全计，分析时取底裂面为水平面，其抗剪断强度取与J24相同的参数：f＇=0.6,c＇=0.5MPa。欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改拱座岩体稳定分析采用刚体极限平衡法计算拱座岩体整体的抗滑稳定安全系数[4、5]。渗透压力的作用，拱座岩体整体抗滑稳定安全系数KC:式(2-5)中，R1，R2——结构面F1、F2上的法向力；按式(2-5)经空间力系的分解、合成和坐标变换，计算出Kc值见表3，其中荷载组合表3拱座抗滑稳定安全系数f＇=0.6,C＇=0.5MpaKc8cKc的是表中安全系数Kc偏大的原因主要是左、右半拱采用了较小的中心角，同时拱端嵌固较深，利用岩体的体积较大，因此，为确保拱座岩体的抗滑稳定安全，对一定范围内拱座岩体进行保护处理是必要的。施工过程中，采用喷锚和护坡结合的方式对坝肩岩体进行了保护。2.3坝体结构和施工控制2.3.1拱坝坝体结构为便于坝体砌筑施工、浆砌石拱坝结构布置在满足强度和稳定要求的基础上尽量化。根据国内类似规模浆砌石坝的施工和运行经验[4][6]，某水电站浆砌石拱坝不设防渗墙，坝体砌粗料石，并随着坝体砌筑上升的同时在上游坝面喷6~8CM厚砼作为坝面保护层，坝身采浆砌石拱坝不设纵、横缝，砌筑时分层从两岸向拱冠砌筑，层层封拱，整体上升，上、下两砌筑层之间封拱位置错开3~4m。2.3.2坝体施工控制文献[7]对浆砌石坝砌筑工艺作了一般规定，针对某水电站浆砌石拱坝的防渗特性和浆砌块石材料自身具有平缝抗压强度较齿缝高而抗剪强度较齿缝低的特点，在确定拱坝坝体砌欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改(块石的大面立起使之与坝轴线垂直)，浆(砼)缝采用机械振捣并辅以人工敲击、钎插使之密为确保浆砌石坝体的防渗性能，坝体施工时，砌筑体每上升3~5m，必须进行钻孔进行砌筑块，采取灌注水泥浆的补强措施进心进行处理。2)温度控制浆砌石坝体胶凝材料相对较少，单位体积水泥用量较砼坝低60~70%，同时浆砌石材料坝体砌筑拟定的温度控制措施为：a、本工程建设区年平均气温15.4℃，对施工时气温在5~15℃的时段，可不采取其他温控措施；b、对于日平均气温低于5℃的时段停止砌筑并对原有砌体采用薄膜、泡沫板、草袋等覆盖以保温防冻；c、对日平均气温在15.4~30℃的时段，对块石和石子连续进行冷水浇淋，对砂采用凉3、泄水建筑物设计3.1泄水建筑物型式布置方案用坝体泄洪的方式。由于拱坝厚度较薄，不可能采用高大闸孔，只宜采用多孔小闸孔的型式，文献[4]2)为便于水库分级放空和进水口检修以及辅助泄洪、施工期后期导流的需要，在右半mm3.2泄洪建筑结构型式3.2.1泄洪表孔欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改上游水位低于堰顶高程538.5m，因此工作门有足够的检修和维护时间，无须再设检修门，门采用卷扬启闭机控制，见图3。所消耗的能量不超过10%，大部分能量要在下游河床磨损中消杀，势必引起河床冲坑增大，舌顺利归槽和减轻下流冲刷以确保大坝安全和节省投资是选择消能工型式的重要课题。有关资料[8]和模型试验[9]表明，大差动齿坎挑流消能工是拱坝在狭窄河谷处一种新型有效的消能方式。大差动齿坎挑流消能工具有下列优点：1)泄洪消能效果良好，由于齿槽对泄洪和消能具有双重作用，较一般挑坎的泄流量增加，下游河床冲刷改善，流态均匀，水舌归槽良好；3)齿槽上动水压力分布良好，无过大负压及异常。通过鼻坎处出射角的大幅度差动，即最大挑角13°25＇53〃，最小挑角-38°42＇34〃，形参数如下：齿宽：W=2.02m槽宽：S=2.0m高坎挑角：θ=13°25＇53〃低坎挑角：α=-38°42＇34〃高坎高程：535.623m低坎高程：532.5m欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改3.2.2泄洪中孔缝，形成收缩式挑坎，窄缝收缩式挑坎挑角为0°见图4。3.3泄流能力3.3.1表孔泄流能力表孔的泄流能力按自由堰流的计算公式Q=mnb(2g)1/2Ho3/2b验资料表明[9]，采用大差动齿坎，表孔流量系数(计入侧收缩影响)可达0.4849，下泄流量较一般自曲堰流公式计算值将有提高，设计拟定的表孔溢洪道尺寸能满足渲泄洪水的要求。3.3.2中孔泄流能力kk3.4水工模型试验及运行状况大学水力发电工程系承担。通过模型试验得到以下结论[9]：1)表孔体型合理，各项指标均能满足规范要求；2)泄水建筑物的联合泄流能力满足设计要求；3)试验对中孔出口窄缝进行多方案体型研究后，建议采用推荐体形。欢迎下载，希望对您有帮助！可编辑修改4)坝下冲刷不会危及大坝安全。式，较好的解决了消能防冲问题，降低了下游防护的投资,可作为类似工程设计上借鉴。参考文献[2]华东水利学院，四川省水利电力局，广西大学，《砌石坝设计》，水利出版社，北京，1980。[3]《水工设计手册》(5)，水利电力出版社，北京，1987。[4]《浆砌石坝设计规范》(SL25-91