龙马水电站面板堆石坝设计.doc

1 龙马水电站面板堆石坝设计摘要: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 , 坝顶高程 , 上游设防浪墙。上游坝坡 1: , 下游坝坡 1: ,分别在 、 高程设两台 m 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。 2 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 。 3 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 含量不大于 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 / cm3 ,孔隙率不大于 18% 。 过渡料 4 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 / cm3 , 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, 5 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 / cm3 ,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