乐昌峡碾压混凝土重力坝的实用设计与施工.pdf
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1、 第 1 2期 2 0 1 2年 1 2月 广东水利水 电 GU ANGD0 NG W AT E R RE S OURC E S A ND HYDROP OWER No 1 2 De c 2 01 2 乐昌峡碾压混凝土重力坝的实用设计与施工 陈康德 ( 广 东省乐昌峡水利枢纽工程建设 总指部 ,广 东 乐昌 5 1 2 2 0 0 ) 摘要 :该 文主要从 实用 角度论述碾压混凝 土重力坝的设 计 与施 工。重 点论述碾 压混凝 土重 力坝的宽尾墩 式联合 消能 、 简化坝体、温度缝 、优化细节设计的先进性,以及汽车进仓、机拌变态混凝土、钻孔式止缝孔等施工的实用性。 关键词 :乐昌峡 ;碾 压
2、混凝土 ;重力坝 ;设计与施工 ;实用性 中图分类号 :T V 6 4 2 2 文献 标识码 :B 文章 编号 :1 0 0 8一【 ) 1 1 2 ( 2 0 1 2 ) 1 2 0 0 0 9 0 3 碾压混凝土坝是 2 0世纪 8 O年代开始发展的坝型。 中国的第一座碾压混凝 土坝 于 1 9 8 6年 在福建坑 口建 成 ,目前 ,中同的碾压混凝 土坝技术在世界上处于领 先地位。 一 座大坝的建设成功 ,不仅要有先进且实用的设 计 ,更要有先进 而可行 的施工技术。广东省乐 昌峡水 利枢纽_T程大坝的成功建成 ,为论述碾压混凝土重力 坝 的实用设计与施工提供了一个很好的案例。 1 工程
3、简介 乐 昌峡水利枢纽T程位于北江上游一级支流武江乐 昌峡河段,枢纽以防洪为主,结合发电,兼顾航运 、灌溉。 坝址以上集水面积为4 9 8 8 k m 2 ,总库容为3 4 4 亿 r n , ,电站 装机容量为 1 3 2 MW,年发电量为 4 0 8亿 k W 1 。 工程等级为 I I 等大 ( 2 ) 型,主要建筑物级 别为 2 级 ,次要建筑物级别为 3级 。枢纽主要 南碾压混凝土 重力坝 、地下发 电厂房及输水系统等建筑物组成。 碾压混凝土重 力坝最大坝高为 8 4 2 m,坝顶长为 2 5 6 0 m。其中溢流坝段长为 7 8 0 m,布置 于拦河坝 中 段 ,共设 5个溢流孔
4、,闸孔孑 L 口尺寸为 1 2 m1 0 7 m, 采用差动式鼻坎挑流消能 。在紧邻溢流坝左侧 的非溢 流坝段 内布置放水底孑 L ,出口尺寸为 3 2 m x 5 5 m , 采用挑流消能。 发电厂房布置 于大坝 左岸 山体 内,为地下厂房 , 厂内安装 3台单机容量为 4 4 MW 的水轮发电机组 。引 水 、尾水系统均采用一管一机布置 。 枢纽主体工程主要工程量:土石方明挖为 3 0 8万 m ; 洞( 井) 挖石方为2 3 5 5万 ;碾压混凝土为 2 9 9 1万 1 1 1 ; 常态混凝土为 2 1 2 7万 n l 。 工程设计总T期为 4年,总投资为 3 4 1 l 5亿元 (
5、 未含输 出工程和旧铁路补偿费用 ) 。 2消能工的优化实用设计 重力混凝 土坝消能工的设计是坝工 的设 计核心。 根据乐 昌峡水利枢纽 工程 的特点 ,全力推进宽尾墩式 联 合 消 能 的 设 计。乐 昌峡 大 坝 的 最 大 下 泄 量 为 8 4 7 0 m s ,消能工的设计关 系到大坝设计的成败。消 能工在最初的设计方案为简单的挑流式消能 ,经多方案 比较及模型验证 ,采用溢流坝设中孑 L 5孔 ,每孑 L 净宽为 1 2 m,溢流前沿总净宽为 6 0 m,溢流坝段总长度为 7 8 m, 两侧边墩下游段向内收缩 、中墩尾部加宽,末端采用差 动式鼻坎挑流式消能。这使水流呈水冠状形成高而
6、窄的 不同长度的水舌 ,水流挑射时 ,有利于空中碰撞及掺气 消能。此经典且实用的设计为广东第一个这种形式 的消 能工设计 ,经过流验证 ,消能效果显著( 见图 1 ) 。 3 简化坝体设计 。便于快速施工 3 1 预制基础灌浆廊道 乐 昌峡大坝基础灌浆廊道长为 3 5 9 1 5 m,断面尺 寸为 2 5 m3 5 m,如果 采用 现浇基础灌浆廊道 ,现 场的模板及钢筋安装 ,且在仓面采用不同的 昆凝土配 比,均难以在 7 d内完成 大坝每 7 d为一升程 ( 3 m) 。 而预制基础灌浆廊道 ,即在大坝仓面混凝土开仓前安 装即可 ,大量节省了施工时间。 3 2 横缝采用诱导缝 重力坝坝体的横
7、缝设置是不可避免的。传统的横 缝缝 中填充物是木板或塑料材料 ,而乐 昌峡大坝共设 置 1 1 段坝段 ,横缝有 1 0条,如果按传统横 缝设计 , 即形成 2 5 m左右的小坝段 ,而碾压混凝土坝施工的大 仓面是快速施工 的必要 条件 ,因此 ,设置诱导缝是必 然的选择 。 收稿 日期 :2 0 1 21 01 6 :修 回 日期 :2 0 1 21 1 2 2 作者简介:陈康德( 1 9 5 8一) ,男 ,本科,高级 1 =_= 程师,主要从事水利工程设计与施工T作。 9 2 0 1 2年 1 2月 第 1 2期 陈康德:乐昌峡碾压混凝土重力坝的实用设计与施工 N 1 2 【 ) 2 0
8、 1 2 图 1 溢流坝段典型断面 ( 单位 :高程 m;长度 h i m) 3 3 简化坝体混凝土分区 乐昌峡大坝混凝土分区( 见图 2 ) 是 :上游面 c 2 0 W 变态混凝土 ( 二级配 ) ,宽 0 5 m; 防渗区 R C C C 2 0 W ( 二级配) ,宽 2 07 0 m;坝体 区 R C C C 1 0 W ( j级配) ;下游面 C 。1 5 W 变态混凝土( 级 配) ,宽 1 5 m; 廊 道边 回填 C 。 2 0 W 变态混 凝土 ( 二级配) ,宽 1 0 m;岩基面混凝 土 1 5 W 常态 混凝土,厚 1 5 m。 从乐昌峡大坝设计与施工的情况分析,大坝
9、的混凝 土分区基本合理。但防渗区 R C C C 2 0 W 及廊道 问填 变态混凝土的施工,占用坝面仓面整体施工时问的 l 3 , 特别是防渗区,混凝土量少面窄,最容易产生混凝土初 凝及与坝体区区间粗料集中的现象。而拌和楼安排不同 配合比混凝土的拌和及运输 ,都花费一定的时间。 从优化施_丁的角度 ,为利于快速施工 ,研究取 消 防渗区二级配混凝土及廊道边的变态混凝土,统一 采 用 R C C C 。 l 0 W ( 二 三 级配) ,最后用补强固结灌浆以达 到防渗设汁指标 ,这是一个新的课题。而两者造价 基 本持平 ,均为 2 0 0元 m 左右,经济指标也非常合理 l 0 图 2 非溢流
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