龙马水电站面板堆石坝设计概要.docx

龙马水电站面板堆石坝设计作者:杨再宏,李荣辉,张天时间:2007-11-25 12:23:00 摘要:龙马水电站面板堆石坝最大坝高 135m,其特点是坝址、料场岸坡陡峻,趾板开挖、料场开采、坝料运输道路施工难度大。坝料主要来源于料场和溢洪道开挖料,根据坝料特点进行了分区设计;对坝料进行了室内试验及现场碾压试验,根据试验结构确定了坝体填筑标准。关键词:坝体分区 坝坡稳定 应力和变形 基础处理 面板堆石坝 龙马水电站1 坝体分区设计龙马水电站面板堆石坝最大坝高 135m,坝顶长 315m,坝顶宽 10m,,上游设防浪墙。上游坝坡 1:,下游坝坡 1:,分别在 、 高程设两台  宽马道。上坝料为坝址下游左岸的旧家箐料场、右岸清水河料场和溢洪道开挖料,其主要成分为石英砂岩。面板顶部厚度 ,渐变至面板底部,厚度为 。面板分缝分块根据地形、有限元计算的坝体变形、施工条件进行分块,垂直缝间距 12m。根据运行期间对坝体各部位的要求,坝体材料进行分区设计。分区的原则是:对料场开挖料的特性认真研究,在保证工程安全、经济的前提下,充分利用建筑物开挖的有用料;各区坝料从上游到下游满足水力过渡要求,相邻区下游坝料对其上游区有反滤保护作用;蓄水后坝体变形尽可能小,从而减小面板和止水系统遭到破坏的可能性。根据料源及对坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等要求,将坝体从上游到下游分为垫层区、过渡区、主堆石区、下游次堆石区,并在面板上游设坝前覆盖料。2A 区为面板下的垫层区,考虑施工机械设备施工需要的最小宽度,确定垫层水平宽度为 ;3A 区为垫层下的过渡区,亦考虑施工要求,水平宽度为 ;3B 区为主堆石区,为级配良好的砂岩堆石料;3C 区为次堆石区,位于坝体下游部位,可利用建筑物开挖料和砂泥岩料。下游坝面块石护坡,厚度 1m。1A 区为上游坝脚粘土铺盖区,1B 区为上游坝脚回填石渣盖重区。 垫层料工程区天然砂砾料储量较小,垫层料采用料场弱风化以下岩体轧制而成。对垫层料的设计有如下要求:应有较高的变形模量及抗剪强度,能维持自身的稳定,对面板起到良好的支撑作用;垫层料应具有半透水性质,在面板及接缝开裂破坏时,可以起到限制坝体的渗漏量并保持自身抗渗稳定,对细粒料起到反滤作用,渗漏发生时通过细粒料堵塞渗流通道自愈,起到一定的挡水作用;施工中不易分离,便于平整坡面,使面板受力均匀。垫层料的宽度按以上要求并考虑抗震、施工要求确定;级配根据工程经验和试验结果确定,最大粒径 80mm,特殊垫层料最大粒径 30mm。小于 5mm 含量 30%~50%,小于  8%。经过试验,压实后渗透系数为(~)×10-3cm/s,相对密度不小于 。垫层料设计干密度为 ,孔隙率不大于 18%。 过渡料在垫层料与主堆石料间设过渡料区,料源为料场开挖的弱风化以下岩石,物理力学指标要求与垫层料相近,即具有低压缩性、高抗剪强度,对垫层料能起到反滤保护作用。根据垫层料的级配确定过渡料区的级配,最大粒径为 300mm,小于 100mm 含量大于 15%,小于1mm 含量不大于 3%。过渡料设计干密度为 ,孔隙率不大于 20%。经过试验,渗透系数为(~)×10-1cm/s。 堆石料上游主堆石料区为水压力的主要承载区,为避免面板产生较大的变形,要求有较高的压缩模量及良好的透水性,筑坝石料应有较高的干、湿抗压强度,在面板浇筑后,即使水库蓄水坝体的变形增量也不大。可用于主堆石区的料源有弱风化、微风化及新鲜的砂岩。下游堆石料区位于上游堆石区下游,坝料要求较主堆石区低,为充分、灵活利用建筑物开挖料,下游堆石料分为三个区:底部要求与主堆石区底部类似并具有足够的透水性,顶部高程据下游最高水位确定为 ;上部采用建筑物开挖的强风化砂岩料(湿抗压强度应大于 40MPa),对石料的抗压强度要求稍低;下游区为维持坝坡稳定,抵抗风化侵蚀,保护其上游侧的软岩料区,对石料的抗压强度要求仍较高,采用弱风化及以下砂岩填筑。堆石料最大粒径为 800mm,小于 5mm 含量不超过 15%,小于  含量不大于 5%。堆石料设计干密度为 ,孔隙率不大于 21%。 坝前覆盖料区面板上游的坝前覆盖料区由堵缝材料和保护料组成,当面板较低部位(不具备检修条件)出现裂缝、周边缝止水破坏等原因产生大的渗漏水时,堵缝材料随水流进入渗漏通道堵缝自愈。堵缝材料采用粘土,顶部高程由水库放空的最低水位  确定,宽度在满足施工要求的前提下根据工程经验确定为 10m;保护料采用工程弃渣料,坡