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浅谈宝鸡峡大坝结构布置设计

发布时间:2015-09-24

  1、坝体结构布置
  宝鸡峡加坝加闸工程是将原有浆砌石溢流坝部分坝段的坝体拆除,加高形成拦河闸坝建筑物。增加了泄洪、排砂、灌溉引水及发电引水系统。坝顶高程由原来的615.00m高程提高到637.60m高程,建基面最低高程588m,最大坝高由27.0m增高至49.60m,加高22.60m.坝长由120m增延至208.60m,延长87.60m.拦河闸坝从右至左依次划分为0~Ⅷ九个坝段,各坝段布置分述如下:
  0、Ⅰ、Ⅷ坝段为右岸非溢流混凝土实体挡水坝段,长度分别为25.0m、24.50m、24.50m;坝顶宽12.0m,19.5m。上游面坝面铅直,下游坝面在626.0m高程处起坡,坡比为1:0.75.Ⅱ、Ⅵ坝段为左右冲砂底孔坝段。Ⅱ坝段长22.60m,设6.5×8.0m底孔2孔。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ坝段为中孔泄流坝段,分别长29.0m,29.0m,15.4m,共设泄流孔5孔,孔口尺寸10.0×8.30m,溢流堰顶高程615.00m.Ⅶ坝段为灌溉发电引水坝段,长25.0m,由右至左分设灌溉和发电引水孔口各1孔。灌溉孔口尺寸4.0×5.0m,底坎高程609.50m。
  电站进水口孔口尺寸4.6×4.6m,设拦污栅、检修闸门各1道。闸门及拦污栅底坎高程为615m.进口顶口高程为622.60m,上唇为(X/4.2)2+(Y/3)2=1的椭圆曲线,其后以平直段与渐变段相联接。进口两侧以0.65m半径的园弧与坝面相切。渐变段长度为5m,将方形管道渐变至直径为D=4.6m的园管,工作闸门后设有1孔D=0.8m的通气孔。
  2、大坝细部结构布置
  2.1坝体分缝分块坝体分缝分块,是根据大坝布置、结构、施工浇筑条件以及混凝土温度控制并考虑原坝体的分段确定的。
  2.1.1坝体横缝。中孔坝段因受原砌石坝体分缝限制,仍按29.0m设一个坝段,虽已超出混凝土坝横缝一般间距15~20m的范围,因受闸室布置上的限制,不再分缝。左、右底孔按结构布置要求,坝段长分别为13.6m和22.6m.其他坝段长不超过25m。
  2.1.2坝体纵缝。坝体纵缝共设两道,永久缝一道,施工临时缝一道。永久缝位于桩号0+045.0m处,施工临时缝右底孔位于桩号0+030.50m处,中孔与底孔位于0+029.071m处。施工缝面设键槽,予埋灌浆管路,待坝体温度降到稳定温度时,进行纵缝灌浆,使之连成整体。
  2.1.3坝体止水、排水设计。拦河坝共设9个坝段,相邻坝段间设有永久伸缩横缝,每条横缝上游和下游均设有止水。上游侧设两道止水,一道止水铜片,一道“654”型塑料止水带,铜片止水距上游坝面1.0m,塑料止水带距上游1.5m;下游侧仅设一道“654”型塑料止水带,距下游坝面1.0m。
  2.2坝内廊道布置坝内廊道根据不同用途,布置有帷幕灌浆廊道、排水廊道、检查观测廊道、交通廊道和竖井等。
  帷幕灌浆廊道设在坝踵部位,位于坝轴线桩号0+000m上。由Ⅱ、Ⅴ坝段最低高程600m,升高至607m(右岸)、605m(左岸)及610m(中孔坝段灌浆廊道),水平长度183.60m,廊道断面型式为城门洞型,尺寸为2.5×3.0m(宽×高)。
  排水廊道纵横交错布置,出口位于Ⅵ坝段,高程594m.Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ坝段各布设横向排水廊道(交通廊道兼)1条,除帷幕灌浆廊道兼做一道纵向排水廊道外,于坝下0+025m处再设置一条纵向排水廊道,纵横排水廊道断面型式均为城门洞型,宽2m,高2.5m.坝基渗水,由排水孔引至廊道排水沟,最终汇集到Ⅵ坝段的集水井,然后用泵排至下游河道。
  廊道进口位于Ⅰ坝段的右0+027m、坝下0+015.25m处,进口高程615m,廊道横断面型式为城门洞型,尺寸2.5×3.0m(宽×高),以1:1坡比踏步与605m高程的帷幕灌浆廊道相连。
  为了吊运设备方便,于坝轴线上Ⅴ、Ⅵ坝段分缝处设置一2.5×1.8m的竖井,井底高程600m,可就近到达水泵室及集水井处。
  除Ⅰ坝段设有专门的交通廊道外,检查观测和交通廊道一般不单独设置,而由帷幕灌浆和排水廊道兼作检查与交通廊道。
  为了能对岸坡坝段进行观测及检修,施工过程中对廊道布置作了修改。设计在坝轴线上右岸0、Ⅰ坝段、左岸Ⅷ坝段增设廊道各一道,横断面型式为城门洞型,尺寸2.5×3.0m(宽×高),最低高程分别为622m、629m,进出口均位于坝顶上。
  2.3排水设计为排除透过帷幕的渗水及基岩裂隙水,在灌浆廊道帷幕的下游,设置坝基排水孔一排;为降低下游尾水对坝基扬压力影响,在坝趾设有一道帷幕,在坝基面上,设有纵、横廊道组成的抽排降压系统,以达到降低坝基扬压力,保证坝体稳定的目的。
  2.3.1基础排水。在河床坝基部位,灌浆廊道帷幕的下游,布置有一排主排水孔,为不致削弱防渗帷幕厚度,排水孔倾向下游10°,深入基岩的孔深为防渗帷幕孔深的0.5倍左右,但不小于15m,孔距3m,孔径150mm。
  坝下0+025桩号处,亦布置一条长109.8m,高程594~595m的下游纵向排水廊道,廊道内设置辅助排水孔,深度定为10m,孔径150mm.
  为保证岸坡稳定,两岸边坡坝段内帷幕灌浆廊道亦兼做排水廊道,排水孔位于帷幕的下游,并倾向下游10°,使高程605m、604m高程以上的坝体及基础渗水,能自流排往下游。
  2.3.2抽排系统。本工程考虑了抽排降低河床坝基扬压力的措施,以节省工程量。因此设计了封闭式的有效的排水系统和可靠的抽排设施。即设置上下游防渗帷幕,并利用网格状的纵、横向排水廊道,将渗漏水引向集水井,用泵将积水及时排出坝外,满足和保持集水井水位低于扬压力图形所规定的控制值。
  渗流量估算:假定坝体及坝基渗流为平面问题,并认为以上渗流符合达西定律的条件,(ω=-kdh/dx),由此估算得坝趾处水库渗透流量为18.8m3/h,采用常规抽排措施,能够满足设计要求。
  集水井及抽水设备,布置于Ⅵ坝段,集水井按坝基渗流量设置,尺寸为3×3×4.5m(长×宽×高),井底高程589.5m,体积40.5m3.抽水设备采用2台65WQ/C248-4.0的移动式潜水泵,以便互为备用,并可实现自动化控制。设计扬程26m,流量32m3/h,管路单线长度总长30.2m,从Ⅵ坝段右边墙抽排至下游坝外。

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