构皮滩水电站rcc围堰设计

构皮滩水电站rcc围堰设计

1明区地下水面形式的客流隧道布置建皮滩水库采用一条沟、孔道、每年建设一个基底坑的引导方式。坝址左右岸共布置了3条导流隧洞,断面形式均为马蹄型,断面尺寸为15.6m×17.7m,过水面积3×235.5m2,其中2条低洞进口底板高程430m,1条高洞进口底板高程450m。2基岩及工岩体上游RCC围堰区乌江流向S45°E,与岩层走向近于正交,为横向河谷。堰体处河谷狭窄,两岸地形陡缓相间,其中左岸465m高程以下地形较平缓,坡度为20°～30°,以上至535m高程间为陡崖,535m高程以上地形坡度30°～40°;右岸440m高程以下较平缓,坡度为20°～30°,440～483m高程间为陡崖,483m高程以上地形坡度35°～45°。围堰处乌江枯水位432m,水面宽约45m。河床覆盖层厚度5～8m,主要由块石、碎石夹砂砾石组成,透水性较强。河床基岩面高程412～425m。堰基及附近发育F142,F55,F121,F44,F118,F119,F120等断层,除右岸F119断层产状N40°E,NW∠24°～35°外,其余断层走向为NWW或NW向,倾角均大于60°。河床堰基岩体为P1m1-3～P1m2-1层,左岸及右岸455m高程以下堰基岩体主要为P1m2-1层,右岸465m高程以上渐为P1m2-2层。堰基岩体单轴湿抗压强度一般为60～90MPa,变形模量20～35GPa,岩体弹性纵波速度一般为4000～5500m/s,主要属中等完整及较完整岩体,但处于岸坡卸荷及断裂破碎带部位岩体完整性相对较差。由于受卸荷影响,岩体中裂隙溶蚀较强,岩体较破碎,岩体透水性虽随深度增加而逐渐减弱,但在规模较大的断层附近,仍具有较强的透水性,特别是河床右侧围堰上游附近发育的6号岩溶系统,其地下暗河KW90出口洞段主要沿F44断层发育而成。围堰轴线附近谷坡卸荷作用明显,且局部因岩体卸荷作用强烈而形成危岩体,较为明显的有2处。一处是发育左堰肩陡崖464～505m高程的Ⅲ号危岩体,分布于卸荷张开的F55断层的临空一侧,呈薄板状,顺坡长60m,厚3～8m;第二处是发育于右岸围堰轴线下游凹槽边坡卸荷张开的F144断层临江一侧陡崖上,分布高程为445～520m,呈薄板状,顺坡长约50m,厚2～8m。3大坝上游rcc围堰本工程为Ⅰ等工程,双曲拱坝为1级建筑物。按《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89)规定,大坝上游RCC围堰为4级建筑物。3.1下游洪水结构上游围堰采用碾压混凝土重力式围堰,导流标准为10年一遇,设计洪峰流量为13500m3/s。在乌江干流,构皮滩坝址以上已建水库有乌江渡、东风,在建水库有洪家渡,总的调节库容达52亿m3,控制了乌江渡坝址以上洪水。工程施工的2005年和2006年的6～7月,上游水库预留5.5亿m3的防洪库容。设计洪水过程以1991年洪水为典型,经上游水库预留库容和围堰库容共同调蓄后,设计洪水洪峰流量由13500m3/s降低为10930m3/s,上游围堰堰前水位为483.06m,相应洪水导流隧洞总下泄量10415m3/s。3.2上游三大围堰围堰系统围堰布置的原则为在满足大坝施工场地要求的基础上,尽量避开Ⅲ01夹层与6号岩溶系统,同时给上游小土石围堰布置预留适当的空间。围堰处河谷从上至下呈“八”字形,上游RCC围堰布置在上游小土石围堰和大坝之间,基本与河床垂直。围堰轴线长约124m。上游RCC围堰布置见图1所示。3.3局部置换型级pm21f围堰堰基为灰岩,其抗风化性能好,决定建基面的因素为岩体卸荷带情况。由于强卸荷带内断层、裂隙发育,岩体完整性差,作为围堰基础时,基础处理工作量大,综合分析后,确定围堰建基面为弱卸荷带顶部。弱卸荷带堰基岩体分类为Ⅱ级,除P1m2-1风化—溶滤带、断层等需局部置换处理外,可直接作为堰基。根据地质资料分析,河床处基础岩石出露高程416m左右,强卸荷带底板最低高程412m。由于工程截流后才能进行高程435m以下堰基的开挖,围堰建基面低不但使基础开挖时间增加,同时也增加了堰体的混凝土回填浇筑时间,根据施工进度分析,确定围堰建基面最低高程为412m,地基地质缺陷处采用混凝土局部置换和固结灌浆处理,固结灌浆深度按8m控制。围堰左岸高程450m和右岸高程430m以上为陡崖,为了减少围堰基础开挖量,除对此部位的危岩体进行清除外,不进行大面积开挖,清除岩体表面的腐殖土和有机杂物后,在岩体上直接进行围堰混凝土填筑,堰体与陡岩之间进行接触灌浆。3.4政府de-1考虑上游设计水位、风浪爬高、风浪壅高、安全超高,围堰顶高程定为484.6m。围堰为梯形断面,顶宽8m,最大堰高72.6m。迎水面高程430m以上为直立坡,以下坡比1∶0.2。背水面高程476.6m以上为直立坡,高程476.6～425.0m之间坡比为1∶0.75,高程425m设一平台宽10m,平台侧面为直立面至基岩。围堰典型断面如图2所示。3.4.1缝末制缝成缝构皮滩水电站上游RCC围堰混凝土施工为通仓浇筑,不设纵缝,永久横缝间距约40m,共分3个堰块,采用切缝机切缝或嵌缝材料(沥青杉板)成缝。每2条永久横缝中间设1条诱导缝,缝末端距堰体上游面4m,并设置一个Φ500mm的应力释放孔,以限制缝的延伸。诱导缝采用10mm厚的沥青杉板作为填缝料。3.4.2级配变性混凝土固结增强作用堰体混凝土分为4区:1区为右岸高程430m和左岸高程450m以下,基础设三级配常态混凝土(C15)垫层厚1m;右岸高程430m和左岸高程450m以上基础设三级配变态混凝土(C15)垫层厚1m,起到找平基岩建基面、提高堰基面抗剪强度及抗渗能力的作用。2区为围堰迎水面防渗体,采用三级配变态混凝土,厚0.7m,抗渗等级ω8,为堰体防渗结构。3区为高程460.0m以下堰体,采用三级配碾压混凝土(C9015,ω8)。4区为高程460.0m以上堰体,采用三级配碾压混凝土(C15,ω6)。3.4.3横向3边向下达堰体设1层基础灌浆廊道和1层排水廊道,其中心线均位于围堰轴线下游1.75m。排水廊道为水平廊道,底板高程为458.84m,其右端与1号公路隧洞连接,左端端部设有通向下游的横向廊道。基础灌浆廊道最低底板高程为425.0m,最高底板高程为462.0m,高低廊道纵坡左、右端均为1∶1.0,在高程425.0m廊道左端设置通向下游出口的横向廊道。该2层廊道断面均采用城门洞型,尺寸均为2.5m×3.0m(宽×高),顶拱为半圆拱,半径为1.25m。廊道两侧设25cm×30cm(宽×深)的排水沟。廊道顶拱、侧墙采用预制钢筋混凝土结构,周边采用变态混凝土(厚70cm)。3.4.4塑料止水混凝土浇筑法永久横缝和诱导缝的迎水面均设2道止水,上游侧采用Ⅱ型止水铜片,下游侧采用654型塑料止水带。Ⅱ型止水距上游面0.4m,654型塑料止水距Ⅱ型止水铜片1.2m。2道止水片底部埋入基础200cm×170cm×50cm(长×宽×深)的止水槽内,槽内填二级配细石混凝土(C15,ω8)。永久横缝和诱导缝止水部位浇筑200cm×200cm的变态混凝土。堰体内廊道穿过永久横缝处,在廊道周边设一圈封闭的654型塑料止水片,止水片距离廊道内边线50cm。3.4.5大坝防护和排水系统(1)堰基和堰肩防渗由于上游RCC围堰岸坡卸荷及断裂破碎带部位岩体完整性较差,堰基和堰肩全线设防渗帷幕,帷幕灌浆灌至岩体透水率小于5Lu处,最低灌浆孔底高程395m。灌浆帷幕布置在围堰轴线下游1.35m,采用单排帷幕,垂直钻孔,孔距3m。(2)下通至排水廊道上游RCC围堰堰体内设排水管,其中心线位于围堰轴线下游0.5m,排水管通至堰顶,以下通至排水廊道或基础廊道。堰体排水管采用钻孔法施工,孔距3m,孔径168mm,一部分在堰顶施钻,一部分在排水廊道内施钻。围堰基础设排水孔,其孔距3m,孔径168mm,向下游倾斜10°,在基础廊道排水沟内施钻。排水孔孔深按帷幕灌浆钻孔孔深的50%控制。4围堰堰体的灌浆处理(1)构皮滩上游RCC围堰为了减少堰基开挖,围堰左、右岸堰肩部位陡崖