冲乎尔水电站碾压混凝土重力坝的设计.pdf
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1、小水电2 0 1 1 年第3 期 ( 总第 1 5 9 期) 规划设计 冲乎尔水 电站碾压混凝土重力坝的设计 李劲飞 ( 新疆水利水电勘测设计研 究院新疆鸟鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 【 摘要】详细介绍了冲乎尔水电站大坝的设计,由于工程所在地特殊的气候条件,碾压混凝土的冬季保温是本工程 的一大难点;经过温控计算及参考相关工程的施工经验教训,找到了最好的解决办法。表 3 个。 【 关键词】碾压混凝土重力坝 坝设计严寒保温 1 工程 概况 冲乎尔水 电站位于新疆 阿勒泰地区某县境 内, 主要以发电为主 ,兼有灌溉 、供水任务 。水库总库 容 0 8亿 m 3 ,电站装机容量1 1 0 MW,
2、为 中型 等 工 程 。 2 水文气象及工程地质 2 1 水文 气 象 坝址以上流域 面积1 0 9 3 0 k m 2 ,多年 平均年径 流量 4 3 1 7亿 m 3 ,多年平均流量1 3 6 8 5 m 3 s 。设计 洪水频率为 1 0 0年一遇 ,洪峰流量 p=2 0 3 6 m 3 s ; 校核洪水标准频率为 1 0 0 0 年一遇 ,洪 峰流量 p= 2 6 2 3 m3 s 。 工程坝址 区属大陆性北温 、寒温带气候。工程 所在地气候干燥 ,春秋季短 ,冬夏季长 ,夏季较凉 爽 ,冬季多严寒 ,气 温年较差悬殊 ,日较差 明显 。 多 年 平 均 气 温 2 6 0 ,历 年
3、极 端 最 高 气 温 3 6 6 0 ,历年极端最低气 温 一4 5 ,多年平均 降 水量2 6 9 4 0 m m;历年各月最大积雪 深3 6 c m,多年 平均蒸 发量 1 8 0 0 i n m,多年平 均最大风 速2 8 m s , 最大冻土深度1 2 7 m m。 2 2工程 地质 坝区在区域构造上属阿尔泰褶皱系的克兰地槽 褶皱带 内,区内断裂展布 以 N W W 向和 N N W 向为 主,根据历史地震分布 ,工程 区属外围中强地震的 波及区,地震动峰加速度值 为0 0 5 g ,相应地震基 收稿 日期 :2 0 1 1 0 3 2 9 作者简介 :李劲 飞 ( 1 9 7 7一
4、) ,男 ,工程 师 ,主要从 事水 利 水 电工 程设计 工作。E m a i l :l ij i n f e i l 8 1 6 3 c o m 本烈度为 6度 ,建筑物设防烈度为 6度。 库区位于冲乎尔断陷盆地北侧的峡谷 内,出露 的地层岩性主要为云母石英片岩 、变质砂岩和部分 花岗岩等 中硬 坚硬不透水岩层 。第 四系地层在库 区两岸 阶地 、河谷 、冲沟出口及下游 以及陡坎下部 广泛分布 。库区无 区域性断裂通过。 坝址 区河谷 呈不 对称“ U ”形 ,走 向近南 西 向 ,河流纵坡约 3 1 o 。谷底 与两岸山顶相对高差 近2 0 0 m,河床宽 9 01 2 0 IT I ,
5、正常高水 位处谷 宽 5 3 0 m。左岸山体陡峻 ,岸边残留有 级堆积 阶地 ; 右岸坝线上游发育 级堆积阶地 ,岸边分布有 级 侵蚀阶地 ,阶地前缘为基岩陡坎 ,阶面地形平缓 。 坝址 区出露的地层岩性 以云母石英片岩为主, 呈 中 厚层状。阶地 、冲沟 、岸坡坡脚、河床等部 位分布有厚度不等的风积黄土、碎石土及粉土 、含 土碎石 、含漂石砂卵砾石等。 3 枢纽布置 枢纽工程主要由碾压混凝土挡水坝段 、表孔溢 流坝段 、底孔泄洪坝段及左岸发电引水系统坝段等 组成。采用坝后式厂房 ,压力钢管为坝后背管,表 孔坝段布置在河床段 ,底孑 L 坝段布置在右岸阶地。 4 大 坝设计 4 1 大坝轮廓
6、设计 大坝为碾压混凝土重力坝 ,最大坝高7 1 1 T I ,坝 顶宽度为8 1 T I 。坝体上游面高程6 9 5 m 至坝顶为垂直 面 ,高程6 9 5 n l 至坝基 为 1 : 0 2的斜坡面。坝体下 游面7 4 9 0 6 1T I 以上为垂直面,7 4 0 4 6 m以下由1 : 0 7 的坝坡连接至坝基。7 4 9 0 67 4 0 4 6 m 之 间以 = 3 9 规划设计 1 5 m 的圆弧 连接 。 4 2 坝体 分 区及 混凝 土设计指 标 1 )坝体分 区。坝体混凝土设计主要考虑挡水 坝段和溢流坝段 2种剖面。在分析坝体在各种工况 工作条件及应力计算 的前提下 ,为满足
7、坝体应力控 S MA I I HYDR0 P OW ER 2 01 1 No 3, T o t a l No 1 5 9 制要求 ,坝体混凝土应满足强度 、抗渗、抗冻、抗 侵蚀 、抗冲刷 、低热等性能方面的要求 ;另外 ,坝 体材料分区应在满足强度及耐久性要求的前提下 , 力求简洁 ( 见表 1 ) 。 表 1 碾压混凝土坝备 部位 混凝 土设计指标 2 )混凝 土设计。工程采用 c 2 、c 3料场 的天 然砂砾料 ,其碾压混凝土配合 比如下 ( 见表 2 ) 。 表 2 施工碾压混凝土配合比 4 3 坝体防渗结构 上游防渗层采用二级配碾压混凝土加变态混凝 土防渗方案 ,7 4 0 1 1
8、1 高程以下厚度为4 m,7 4 0 m 高程 以上厚度为3 5 i n 。 4 4坝 体分缝设 计 坝体根据地基条件、结构布置 、施工浇筑条件 以及混凝土温度控制等因素 ,设置永久横缝 ,将大 坝分 为 2 9个 坝 段。非 溢 流坝 段横 缝 间距 一般 为 4 0 2 0 m,溢流表孔坝段间距为1 9 m,泄洪底孔坝段宽 度为2 3 m,发电引水系统坝横缝间距为1 5 5 i n 。 4 5 止 水 系统设计 坝体上游二级配碾压混凝土 防渗层及 坝体下游 非溢流坝面横缝 内设置 2道止水 ,第 1 道为紫铜片 止水 ,第 2道为橡胶止水 ,缝 内填充 1 e m 厚沥青木 板。上下游横缝
9、止水均埋设在坝踵和坝趾的止水基 座内,止水片埋入基岩 内的深度为5 0 e m,止水槽设 小水电 2 0 1 1 年第3 期 ( 总第 1 5 9 期) 规划设计 8月份必须采取降低骨料和水泥 的温度并通冷却水 降温等 特殊温 控措施 ,否 则坝 体最 高温 度会超 出 要求 。 5 大 坝监测 设计及成果分析 为了解和评价大坝的运行状 况,本工程设立的 主要监测项 目有坝体变形监测 、温度应力应变监测 、 渗流观测 、水力学监测 等,监测系统采用 自动化系 统 ,具备 自动数 据采集 功能 和信 号越 限报 警功 能 ( 见表 3 ) 。 置插 筋 。 坝内所有穿越横缝 的廊道 ,均在其周边
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