河口村水库工程论文集
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3 各坝址(线)处坝型设计

3.1 二坝址(线)混凝土面板堆石坝坝型

枢纽主要由混凝土面板堆石坝、泄洪洞、溢洪道、引水发电洞等组成。

混凝土面板堆石坝最大坝高122.5m(趾板修建在覆盖层上),坝顶高程288.50m,防浪墙高1.2m,坝顶长530.0m,坝顶宽9.0m,上游坝坡1∶1.5,下游坝坡1∶1.5并设6.0m宽的“之”字形上坝公路,下游综合边坡1∶1.685。坝体自上游至下游分别为碎石土盖重保护区及上游黏土铺盖、面板、垫层区、周边缝特殊垫层区、过渡层区、主堆石区、下游堆石区以及下游干砌石护坡,坝脚设石渣盖重。河床覆盖层的趾板置于覆盖层上,布置在面板的周边,与防渗面板通过设有止水的周边缝连接,形成坝基以上的防渗体,趾板下坝基覆盖层采用混凝土防渗墙(防渗墙基础设帷幕灌浆)截渗。两岸趾板基础进行固结灌浆和帷幕灌浆。防渗帷幕向两坝肩以外分别延伸一定长度。

根据地形,溢洪道布置在左岸龟头山南鞍部地带,两条泄洪洞均布置在左岸龟头山至老断沟一带,引水发电洞布置在泄洪洞右侧、五庙坡断层带以北。

3.2 二坝址(线)沥青混凝土心墙坝坝型

沥青混凝土心墙坝除坝体防渗形式不同于混凝土面板堆石坝,其他坝体材料和面板堆石坝基本接近,枢纽泄水及引水建筑物布置和结构与混凝土面板堆石坝基本一样。

坝顶高程288.00m,最大坝高124.00m,坝顶长475m,坝顶宽10.0m,上游坝坡1∶2.0,下游综合边坡1∶1.8。坝体由上游块石护坡、上游主堆石、过渡层、沥青混凝土心墙、过渡层、下游次堆石、下游块石护坡和排水带组成。

坝体防渗采用沥青混凝土心墙,心墙采用垂直墙,墙顶低于坝顶1.0m,墙顶宽0.6m,两侧边坡1∶0.003,底部最大厚度1.72m,与下设混凝土基座相连,在碾压沥青混凝土与混凝土基座之间设黏结层。

混凝土基座在河床部位底部通过混凝土防渗墙嵌固在基岩内,在岸边混凝土基座直接嵌固在基岩内。混凝土基座上下游约20.0m范围内覆盖层砂卵石挖至高程164.00m,河床覆盖层中高程172.00m左右存在黏土夹层的部位原则上全部挖除,排除控制大坝稳定安全的隐患;两岸心墙基础3.0~10.0m范围原则上挖除松散表层1.0~3.0m。对沥青混凝土心墙的混凝土基座下进行固结灌浆和帷幕灌浆。左右岸帷幕布置及设计同混凝土面板堆石坝。

3.3 三坝址(线)碾压混凝土重力坝坝型

混凝土重力坝基本断面为1个三角形,坝顶高程288.00m,最大坝顶宽度根据坝顶设施需要确定为16.0m。上游坝坡分为2段,在高程215.00m以上为垂直段,以下采用1∶0.20的坡比,下游坝坡根据稳定计算结果调整为1∶0.75。

5个溢流表孔堰顶高程为272.00m,堰顶下游采用WES曲线,堰顶上游为两段圆弧,下游坝坡仍为1∶0.75,与挡水坝段平行。

4个泄洪排沙底孔采用短有压段进口,后接明流段的形式。单孔过流净宽4.0m。泄流段全长96.84m,其间设置2个掺气坎。

在校核洪水位286.95m条件下泄洪能力为10714m3/s,其中泄洪排沙底孔泄流3421m3/s,溢流表孔泄流7293m3/s。

在设计洪水位286.71m条件下,最大泄量为10534m3/s,溢流表孔和泄洪底孔分别下泄7119m3/s和3415m3/s。

大坝为碾压混凝土坝,只设横缝不设纵缝。坝体上游面采用C20W8F100二级配碾压混凝土防渗面层。

坝基开挖应达到微风化岩层至弱风化下部基岩。由于3坝址(线)坝基岩体条件较好,风化层较薄,因此根据地质资料里中等风化和微风化的地层分界线位置,坝基开挖高程确定为137.00m。为了保证岸坡坝体的侧向稳定,岸坡开挖坡度一般不陡于1∶0.5。

三坝址(线)现有地质地形适宜于建碾压混凝土重力坝,但建坝后主要存在以下地质问题:①左坝肩五庙坡断层压缩变形对重力坝变形不利;②左坝肩局部古滑坡体及断层带存在不利影响;③右坝肩泥化夹层对重力坝坝肩的稳定极为不利。

左岸五庙坡断层带主要处理措施:对局部有影响的断层带予以挖除并回填混凝土,对分布在左坝肩的局部古滑坡体全部挖除;由于F6、F7、F8三条断层是顺河走向,因此还需在左岸设置防渗帷幕(长约437.0m)。对左岸F11断层局部挖除并增加一排灌浆帷幕。右坝肩寒武系馒头组∈1m3层中,分布连续性构造泥化夹层,抗剪指标较低,岩体稳定性差,由于泥化夹层不能作为坝基,因此需要尽量挖除,并向山体洞内回填混凝土,其次采取帷幕灌浆措施处理,以保证坝肩稳定。

对坝基进行固结灌浆,对基础进行固结灌浆同时加强基础帷幕防渗措施,减少沿坝底渗流。主帷幕孔深为1Lu相对不透水层以下5.0m,副帷幕孔深取副帷幕孔深的2/3。

3.4 四坝址(线)混凝土面板堆石坝坝型

枢纽由混凝土面板堆石坝、泄洪洞、溢洪道及引水发电系统组成。

面板堆石坝最大坝高129.0m(趾板修建在覆盖层上),坝顶高程292.00m,防浪墙高1.2m,坝顶长695.0m,坝顶宽9m,上游坝坡1∶1.50,下游坝坡1∶1.60,下游综合边坡1∶1.67。大坝其他细部设计基本同二坝址(线)面板坝。两条泄洪洞布置在右岸,均为明流洞。由右岸岸边向山体内依次为低位洞和高位洞。溢洪道布置在右岸靠近坝肩处,为开敞式溢洪道,引水发电洞布置在右岸,泄洪洞右侧。