混凝土心墙堆石坝设计处理办法.pdf
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1、第 8期 ( 总第 3 9 9期 ) 吉 林水利 2 0 1 5年 8月 文章编号1 0 0 9 2 8 4 6( 2 0 1 5 )0 8 0 0 2 6 0 3 混凝土心墙堆石坝设计处理办法 余果 ( 重庆市水利 电力建筑勘测设计研究院,中国 重庆4 0 1 1 2 1 ) 摘要 对 某水利工程项 目实际案例沥青混凝土心墙 堆石挡水坝 、重力溢流坝、取水 口及输水 管道 的结构设计 方案进行 了分析 ,认 为根据本 工程客观条件坝顶设厚 2 0 0 e ra C 2 5强度 混凝 土路 面 。坝体分 区方面竖直式布置 沥青心墙 ,与基座接触处纵 向周边缝设 “ W”型铜 片止水 ,过 渡层
2、与心墙上游, 下游分别设置砂岩过渡层 ,坝体 7 0 0 e ra 以上 区域设置混凝土基 座 。7 0 0 e m以下 区域设置混凝土底座 ,堆石料 分区设计 方面考虑梯形 区堆石料 , 能够保障沥青混凝土心墙堆石挡水坝整体结构的稳定 关键词 】水利工程 ;结构设计 ;沥青混凝土心墙堆石挡水坝 中图分类号rI T v 6 4 1 4 + 1 文献标识码B 1 工程概 况 河心烟草援建水源工程主要 由沥青混凝土心 墙堆石挡水坝 、 重力溢流坝 、 取水 口及输水管道等 组成。 大坝坝顶总长 1 5 8 3 6 m, 其 中挡水段一 沥青混 凝土心墙堆石坝坝顶高程 1 2 9 5 2 0 m坝轴
3、线长 1 3 7 m( 不含溢 流坝 ) , 最大坝高 3 4 9 m; 溢流坝段 长 2 1 3 6 m。堰顶高程 1 2 9 2 5 0 m无闸门 WE S堰泄 流 , 溢流净宽为 5 0 m 2 ; 取水塔 塔体高 2 5 2 m。 圆 筒内径 5 0 m; 输水管道总长 1 8 1 8 5 k m。 管径根据输 水流量的变化分为 D N 5 0 0 、 D N 4 0 0 、 D N 2 0 0三个等 级 , 设计流量 0 1 2 6 m3 s。工程等别方面 , 枢纽工 程为 V等小 ( 2 ) 型工程, 拦河坝、 溢洪道 、 取水 口等 主要建筑物为 5级 ;次要 、临时建筑物级别
4、为 5 级。 灌区渠系建筑物设计流量均小于 5 0 m? s , 根据 灌溉与排水工程设计规范 规定, 渠系建筑物级别 为 5级 防洪标准采用 1 0年一遇设计 2 工程主要建 筑物结构设计 本工程施工现场所涉及到的建筑物 主要包括 沥青混凝土心墙堆石挡水坝 、 重力溢流坝 、 取水 口 及输水管道等几个方面。 沥 青 混凝 土 心墙 堆 石坝 的体 坝轴 线 长 1 3 7 m 坝顶高程 l 2 9 5 2 0 m, 坝顶宽 6 0 m 上游坝坡均为 l : 1 5 5 下游坝坡坡 比 1 : 1 5 5 大坝最低建基面高程 1 2 6 0 3 0 m 最大坝高 3 4 9 m, 最大坝底宽
5、 1 2 1 7 9 m。 沥青混凝土心墙设在坝轴线靠上游侧 1 5 m处 顶 部高程 1 2 9 4 7 0 m, 心墙顶宽 0 6 m, 心墙 两侧坡 比 1 : 0 0 0 5 , 近底部 3 m位置底宽放宽至 1 8 m。心墙与 坝壳料间上 、 下游均各设一层水平宽度为 3 0 m的 反滤 过渡 料 。心墙底 部设 3 m厚 C 2 5混凝 土 基座 。 心墙与基座连接处凿毛 然后喷涂稀释沥青 最后 涂一层 1 -2 c m砂质沥青玛蹄脂 本区段采用 C 1 5埋石混凝土填筑 坝顶高程 l 2 9 5 2 0 m建基面最低高程 1 2 8 4 8 5 m最大坝高 1 0 3 5 m,坝
6、 底 最 大 宽 度 2 1 9 8 m 坝 顶 总 长 度 2 1 3 6 m, 大 坝 0 + 1 3 7 0 0 -0 + 1 3 9 0 0坝 段 为 挡 水 坝 段 ,坝 顶宽 6 0 m,上 游坡 面垂 直 。下 游 坝坡 为 1 : 0 8 。0 + 1 3 9 0 0 -0 + 1 5 0 5 0坝段 为 1 1 5 m 宽 溢流段 溢流堰堰型为 WE S实用堰 堰顶高程 1 2 9 2 5 0 m 溢流净宽 1 0 m。堰体上游堰头采用三圆弧曲线 下 游接坝面 1 : 0 8坝坡 的直线段 然后通过半径 为 3 0 m的圆弧曲线 将坝坡直线与长 8 m的消力池相 连 , 消
7、力池 接泄 水 渠道 排 人下 游 河道 堰 上 设 置人 行桥 , 桥墩厚度 1 5 m, 闸墩长度 6 0 m。 桥面高程 1 2 9 5 2 0 m。 0 + 1 5 0 5 0 -0 + 1 5 8 3 6坝 段 为右岸 挡水 坝 段 , 坝 段 长 7 8 6 m, 坝 顶 宽 6 0 m, 上 游 坡 面垂 直 , 下 游坝 坡为 l : 0 8 收稿 日期2 0 1 5 0 4 1 8 作者简介 余果( 1 9 8 5 一) , 男, 重庆人, 本科 , 助理 工程师 , 研 究方向: 水工建筑。 一 2 6 吉林水利 混凝土心墙堆石坝设计处理办法 余 果 2 0 1 5年 8月
8、 本 区竖塔式取水 口位于大坝轴线上游右岸约 4 5 m处 , 取水 口由进水渠 、 取水塔 、 引水隧洞组成 。 引水明渠底板高程 1 2 7 3 0 0 0 m 长 1 5 m。放水塔共 四层取水管 , 自上而下为 3根 p 3 0 0分层取水钢管 及底层 p 5 0 0取水钢管 。由 4个分层取水钢管上的 电动阀门控制取水水位 以满足农作物对水温 的要 求 ; 4孔分层取水钢管用 p 5 0 0钢管至上而下连接, 并作为灌溉 、 生产 、 生活用水的供水主 : 取水塔 体 底板高程为 1 2 7 0 0 m工作平 台及工作桥高程为 1 2 9 5 2 m。 塔体 总高度为 2 5 2 m
9、: 塔 身采用 圆筒 式 结构 , 圆筒体为下部壁厚 1 0 m、 上部壁厚 0 8 m 的 C 2 0钢筋 混凝 土结 构 本工程 中根据 建设项 目水 资源论证 导则 ( S L Z 3 2 2 2 0 0 5 ) 要求 每年下泄多年平均径流量的 1 0 的生态流量 , 即 l 1 3 8万 m3 , 流量为 0 0 0 3 m 3 s , 利用取水干管放生态流量 在引水隧洞出口后设 分水闸阀 D N 1 5 0 3 沥青混凝土心墙堆石坝结构设计 1 ) 坝顶结构设计 : 本工程 中坝顶宽度参照 碾压式土石坝设计 规范 ( S L 2 7 4 2 0 0 1 ) 中有关规定 , 取值为 6
10、 0 m。坝 顶结构设计方面 考虑工程所处地区交通通行的 要求 , 设 C 2 5强度混凝土路 面 , 厚度为 2 0 0 e m, 下 部设水泥稳定碎石层 ( 铺设 厚度 为 3 0 0 c m) , 路面 与碎石层问采用 6 ram厚乳化沥青稀浆封层 坝顶 采用单侧 2 坡度向下游排水 坝顶下游 C 2 0砼排 水沟净空尺寸 0 3 0 4 m。坝顶上 、 下游设 1 2 m高 C 2 0砼栏杆。 上坝公路布置在坝体右岸。 溢流坝段 顶部交通桥为 C 3 0钢筋砼 , 为板梁结构 , 跨度 5 m, 板厚 0 2 m, 梁宽 0 4 m, 高 0 6 m。 2 ) 坝体分区设计 本工程 中
11、坝体分区方面所涉及到区域包括 上游 下游过 渡层 、 基层 垫座 、 堆石料 坝心 、 排 水 带 、 混凝 土防渗心墙 、 坝基混合料层 、 以及排水垫 层料等在 内。以上各个分 区结构设计中需要采取 的技术要点包括以下几个方面: 在有关沥青混凝土 防渗心墙 的设计 方面 本 工程 中沥青心墙采用竖直式布置 心墙轴线布置 在坝轴线上游 1 5 m。顶部与坝顶齐平 ,心墙顶宽 0 6 m 近底部 3 m位置底宽放宽至 1 8 m。碾压层厚 0 2 2 m。心墙底部设 3 0 m厚 C 2 5混凝土基座, 基座 底宽 5 m, 两侧坡 比 l : 0 5 。沥青心墙与基座接触处 纵 向周边 缝
12、设 二 道 “ W” 型铜 片止 水 基 座 间距 8 m 设一横 向沉 降缝 缝 内竖 向设一道 “ W” 型铜 片止 水 。 与上 部周 边 缝 内钢 片 止水 相 连结 。 同时 , 本 环 节 中, 有关沥青原料 的设计按照 重庆交通道路石 油沥青技术要求 中的 A H一 7 0标号 , 配合比参照已 成类似工程实例黔江洞塘水库工程 沥青砼配合 比参数参考表 1 。 在有关过渡层的设计方面 本工程中分别于 表 2 沥青砼 配合 比参数参考表 沥青混凝土心墙 的上游侧 以及下游层各设置一道 砂岩过渡层 砂岩过渡层基本原料采用山王庙料 场的质地坚硬的灰岩石料 。具体设计方案为 : 将过 渡
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