沙牌碾压混凝土拱坝设计.docx

水电站设计
D H P S
第 19 卷第 4 期
2 0 0 3 年 1 2 月
沙牌碾压混凝土拱坝设计
陈 秋 华
(国家电力公司成都勘测设计研究院, 四川成都 610072)
摘要:较为详细地介绍了坝高 130m 的沙牌碾压混凝土拱坝的设计和特点, 主要包括枢纽布置、拱坝布置、混凝土设计和筑坝材料、结构设计、温度控制措施和基础处理。
关键词:碾压砼拱坝; 设计; 特点; 沙牌水电站
中图法分类号: TV64212 文献标识码:B 文章编号:1003 - 9805 (2003) 04 - 0055 - 06
1 工程概况
沙牌水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县境内, 是岷江支流草坡河上游的一个梯级龙头电站。电站采用蓄、引相结合的开发方式, 坝址位于草坡河上沙牌村牛厂沟附近, 厂址在其下游约 5km 的克充台地, 电站尾水汇入已建成的草坡水电站水库。坝址距草坡河口约 19km , 距汶川县城约 47km , 距成都约 136km 。
沙牌水电站水库正常蓄水位为 186610m , 死水位为 182510m , 总库容 0118 亿 m3 。电站总装机容量 36MW ,年发电量 1179 亿 kW ·h , 年利用小时数为
4 791h 。工程为三等工程, 主要建筑物为 3 级建筑
物, 设计洪水标准按 50 年一遇, 校核洪水标准按 500 年一遇, 地震基本烈度为 7 度。枢纽工程主要由碾压混凝土拱坝、右岸 2 条泄洪洞及右岸发电引水隧洞、发电厂房等建筑物组成。碾压混凝土拱坝高 130m , 是目前国内外最高的碾压混凝土拱坝。
沙牌水电站分两期建设: 一期工程采用引水式开发, 建低闸临时取水, 于 1995 年 11 月开始施工, 1997 年 5 月发电; 二期工程采用高拱坝挡水, 形成具有季调节性能的水库, 于 1997 年 6 月 16 日开工
建设, 2002 年 5 月 30 日碾压到坝顶。拱坝于 2003
年 5 月 8 日下闸蓄水, 工程将于 2003 年 12 月全面竣工。
2 枢纽布置
沙牌水电站坝址处河谷深切, 两岸基岩裸露, 河
谷形状为 V 形, 基本对称, 其宽高比约为 117 , 适合于修建混凝土拱坝。坝基岩体主要为花岗闪长岩, 岩体完整性好, 风化卸荷不强; 在坝基中上部高程出露有花岗闪长岩夹片岩, 对片岩进行混凝土置换处理后, 可以满足拱坝建基面的要求。
根据坝址区自然条件, 并考虑到采用碾压混凝土筑坝技术等因素, 拱坝体型设计为三心圆单曲拱坝,拱坝坝身不布置泄洪建筑物。在拱坝右岸布置 2 条泄洪隧洞, 1 号泄洪洞进水口底高程为
184610m , 结合导流洞的利用, 洞身采用涡漩式内消能竖井泄洪洞, 最大泄流量为 242m3/ s ; 2 号泄洪洞进水口底高程为 180510m , 洞身采用长陡坡, 坡度为 10 % , 最大泄流量为 211m3/ s 。发电引水系统布置在拱坝右岸, 进水口底板高程为 1818m , 引水隧洞全长 3 500192m , 洞径 3m , 引用流量 1516m3/ s 。调压井布置在下厂址草坡河右岸的山体中, 为圆筒阻抗式, 直径 415m , 高 99136m 。调压井后为埋藏式压力管道, 2 台机共用 1 根总管, 管径 2m , 支管直径 112m 。厂
房布置在草坡河左岸的克充阶地上, 主厂房长 26m 、宽 1815m 、高 31155m , 安装 2 台单机容量为 118 万 kW 的混流式机组。主体工程施工期采用断流围堰挡水、隧洞导流、坝体全年施工的导流方案。枢纽布置见图 1 。该枢纽布置较大地简化了碾压混凝土拱坝结构, 为碾压混凝土快速施工创造了极为有利的条件。
3 碾压混凝土拱坝布置
拱坝建基面确定在基岩弱风化下段下限, 即坝基开挖至微风化顶板, 坝基主要为Ⅱ类岩体, 局部位
收稿日期:2003 - 08 - 26
作者简介:陈秋华(1965 - ) , 男, 贵州金沙人, 高级工程师, 沙牌工程设计项目总工程师, 从事水电工程设计及研究工作。

图 1 沙牌水电站拱坝枢纽平面布置
于两岸的中、上部高程Ⅲ- 2 类岩体上。当建基面上出现 Sc 密集带时, 要进行混凝土置换处理, 同时加强坝基固结灌浆, 增强坝基整体性和均匀性。
碾压混凝土拱坝设计应满足安全和经济的目的, 同时应充分发挥碾压混凝土快速施工的优势, 并容易保证施工质量。经比较论证, 三心圆单曲拱坝体型形状简单, 有利于简化坝体构造, 更便于碾压混凝土施工及保证施工质量。从国内外施工技术水平
表 1 拱坝体型几何参数特征值
项 目
特征值
项 目
特征值
最大坝高/ m
13010
厚高