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寶雞峽大壩結(jié)構(gòu)布置設(shè)計工學(xué)論文
要:大壩結(jié)構(gòu)布置是一個綜合性的系統(tǒng)工程。除了滿足主體功能外,還涉及交通、建筑、景觀等方方面面。寶雞峽大壩結(jié)構(gòu)布置設(shè)計體現(xiàn)了主體突出,布置合理,特點(diǎn)鮮明,和諧統(tǒng)一,使整個樞紐形成有機(jī)的整體。
關(guān)鍵詞:大壩;結(jié)構(gòu)布置;設(shè)計
1 壩體結(jié)構(gòu)布置
寶雞峽加壩加閘工程是將原有漿砌石溢流壩部分壩段的壩體拆除,加高形成攔河閘壩建筑物。增加了泄洪、排砂、灌溉引水及發(fā)電引水系統(tǒng)。壩頂高程由原來的615.00m高程提高到637.60m高程,建基面最低高程588m,最大壩高由27.0m增高至49.60m,加高22.60m。壩長由120m增延至208.60m,延長87.60m。攔河閘壩從右至左依次劃分為0~Ⅷ九個壩段,各壩段布置分述如下:
0、Ⅰ、Ⅷ壩段為右岸非溢流混凝土實(shí)體擋水壩段,長度分別為25.0m、24.50m、24.50m;壩頂寬12.0m,19.5m。上游面壩面鉛直,下游壩面在626.0m高程處起坡,坡比為1:0.75。Ⅱ、Ⅵ壩段為左右沖砂底孔壩段。Ⅱ壩段長22.60m,設(shè)6.5×8.0m底孔2孔。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ壩段為中孔泄流壩段,分別長29.0m,29.0m,15.4m,共設(shè)泄流孔5孔,孔口尺寸10.0×8.30m,溢流堰頂高程615.00m。Ⅶ壩段為灌溉發(fā)電引水壩段,長25.0m,由右至左分設(shè)灌溉和發(fā)電引水孔口各1孔。灌溉孔口尺寸4.0×5.0m,底坎高程609.50m。
電站進(jìn)水口孔口尺寸4.6×4.6m,設(shè)攔污柵、檢修閘門各1道。閘門及攔污柵底坎高程為615m。進(jìn)口頂口高程為622.60m,上唇為(X/4.2)2+(Y/3)2=1的橢圓曲線,其后以平直段與漸變段相聯(lián)接。進(jìn)口兩側(cè)以0.65m半徑的園弧與壩面相切。漸變段長度為5m,將方形管道漸變至直徑為D=4.6m的園管,工作閘門后設(shè)有1孔D=0.8m的通氣孔。
2 大壩細(xì)部結(jié)構(gòu)布置
2.1 壩體分縫分塊 壩體分縫分塊,是根據(jù)大壩布置、結(jié)構(gòu)、施工澆筑條件以及混凝土溫度控制并考慮原壩體的分段確定的。
2.1.1 壩體橫縫。中孔壩段因受原砌石壩體分縫限制,仍按29.0m設(shè)一個壩段,雖已超出混凝土壩橫縫一般間距15~20m的范圍,因受閘室布置上的限制,不再分縫。左、右底孔按結(jié)構(gòu)布置要求,壩段長分別為13.6m和22.6m。其他壩段長不超過25m。
2.1.2 壩體縱縫。壩體縱縫共設(shè)兩道,永久縫一道,施工臨時縫一道。永久縫位于樁號0+045.0m處,施工臨時縫右底孔位于樁號0+030.50m處,中孔與底孔位于0+029.071m處。施工縫面設(shè)鍵槽,予埋灌漿管路,待壩體溫度降到穩(wěn)定溫度時,進(jìn)行縱縫灌漿,使之連成整體。
2.1.3 壩體止水、排水設(shè)計。攔河壩共設(shè)9個壩段,相鄰壩段間設(shè)有永久伸縮橫縫,每條橫縫上游和下游均設(shè)有止水。上游側(cè)設(shè)兩道止水,一道止水銅片,一道“654”型塑料止水帶,銅片止水距上游壩面1.0m,塑料止水帶距上游1.5m;下游側(cè)僅設(shè)一道“654”型塑料止水帶,距下游壩面1.0m。
2.2 壩內(nèi)廊道布置 壩內(nèi)廊道根據(jù)不同用途,布置有帷幕灌漿廊道、排水廊道、檢查觀測廊道、交通廊道和豎井等。
帷幕灌漿廊道設(shè)在壩踵部位,位于壩軸線樁號0+000m上。由Ⅱ、Ⅴ壩段最低高程600m,升高至607m(右岸)、605m(左岸)及610m(中孔壩段灌漿廊道),水平長度183.60m,廊道斷面型式為城門洞型,尺寸為2.5×3.0m(寬×高)。
排水廊道縱橫交錯布置,出口位于Ⅵ壩段,高程594m。Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ壩段各布設(shè)橫向排水廊道(交通廊道兼)1條,除帷幕灌漿廊道兼做一道縱向排水廊道外,于壩下0+025m處再設(shè)置一條縱向排水廊道,縱橫排水廊道斷面型式均為城門洞型,寬2m,高2.5m。壩基滲水,由排水孔引至廊道排水溝,最終匯集到Ⅵ壩段的集水井,然后用泵排至下游河道。
廊道進(jìn)口位于Ⅰ壩段的右0+027m、壩下0+015.25m處,進(jìn)口高程615m,廊道橫斷面型式為城門洞型,尺寸2.5×3.0m(寬×高),以1:1坡比踏步與605m高程的帷幕灌漿廊道相連。
為了吊運(yùn)設(shè)備方便,于壩軸線上Ⅴ、Ⅵ壩段分縫處設(shè)置一2.5×1.8m的豎井,井底高程600m,可就近到達(dá)水泵室及集水井處。
除Ⅰ壩段設(shè)有專門的交通廊道外,檢查觀測和交通廊道一般不單獨(dú)設(shè)置,而由帷幕灌漿和排水廊道兼作檢查與交通廊道。
為了能對岸坡壩段進(jìn)行觀測及檢修,施工過程中對廊道布置作了修改。設(shè)計在壩軸線上右岸0、Ⅰ壩段、左岸Ⅷ壩段增設(shè)廊道各一道,橫斷面型式為城門洞型,尺寸2.5×3.0m(寬×高),最低高程分別為622m、629m,進(jìn)出口均位于壩頂上。
2.3 排水設(shè)計 為排除透過帷幕的滲水及基巖裂隙水,在灌漿廊道帷幕的下游,設(shè)置壩基排水孔一排;為降低下游尾水對壩基揚(yáng)壓力影響,在壩趾設(shè)有一道帷幕,在壩基面上,設(shè)有縱、橫廊道組成的抽排降壓系統(tǒng),以達(dá)到降低壩基揚(yáng)壓力,保證壩體穩(wěn)定的目的。
2.3.1 基礎(chǔ)排水。在河床壩基部位,灌漿廊道帷幕的下游,布置有一排主排水孔,為不致削弱防滲帷幕厚度,排水孔傾向下游10°,深入基巖的孔深為防滲帷幕孔深的0.5倍左右,但不小于15m,孔距3m,孔徑150mm。
壩下0+025樁號處,亦布置一條長109.8m,高程594~595m的下游縱向排水廊道,廊道內(nèi)設(shè)置輔助排水孔,深度定為10m,孔徑150mm。
為保證岸坡穩(wěn)定,兩岸邊坡壩段內(nèi)帷幕灌漿廊道亦兼做排水廊道,排水孔位于帷幕的下游,并傾向下游10°,使高程605m、604m高程以上的壩體及基礎(chǔ)滲水,能自流排往下游。
2.3.2 抽排系統(tǒng)。本工程考慮了抽排降低河床壩基揚(yáng)壓力的措施,以節(jié)省工程量。因此設(shè)計了封閉式的有效的排水系統(tǒng)和可靠的抽排設(shè)施。即設(shè)置上下游防滲帷幕,并利用網(wǎng)格狀的縱、橫向排水廊道,將滲漏水引向集水井,用泵將積水及時排出壩外,滿足和保持集水井水位低于揚(yáng)壓力圖形所規(guī)定的控制值。
滲流量估算:假定壩體及壩基滲流為平面問題,并認(rèn)為以上滲流符合達(dá)西定律的條件,(ω=-kdh/dx),由此估算得壩趾處水庫滲透流量為18.8m3/h,采用常規(guī)抽排措施,能夠滿足設(shè)計要求。
集水井及抽水設(shè)備,布置于Ⅵ壩段,集水井按壩基滲流量設(shè)置,尺寸為3×3×4.5m(長×寬×高),井底高程589.5m,體積40.5m3。抽水設(shè)備采用2臺65WQ/C248-4.0的移動式潛水泵,以便互為備用,并可實(shí)現(xiàn)自動化控制。設(shè)計揚(yáng)程26m,流量32m3/h,管路單線長度總長30.2m,從Ⅵ壩段右邊墻抽排至下游壩外。
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