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山東省日照市五蓮縣龍?zhí)稖纤畮?kù)工程壩型設(shè)計(jì)

龍?zhí)稖纤畮?kù)位于山東省泉州市五蓮縣東南部,朝白河頂端。水庫(kù)壩址處為山區(qū)峽谷,兩岸邊坡在1∶0.5~1∶2范圍內(nèi),均為巖石地基,兩岸巖石地質(zhì)年齡相差10億年,河谷內(nèi)存在較大斷層。龍?zhí)稖纤畮?kù)早在1958年曾計(jì)劃興建,并于1964年做過(guò)勘測(cè)工作。1970年、1977年進(jìn)行過(guò)工程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)主壩型為混凝土連拱壩壩型,單拱半徑10.0m,共8跨,副壩型為砌石重力壩,但受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)原因,工程未開(kāi)工建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,該水庫(kù)的建設(shè)又提上了議事日程,為此,合理壩型的確定,成為工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。1興利庫(kù)容-死庫(kù)工程龍?zhí)稖纤畮?kù)工程壩址以上控制流域面積為16.2km2,總庫(kù)容1078萬(wàn)m3,相應(yīng)水位170.51m;興利庫(kù)容600萬(wàn)m3,相應(yīng)水位161.85m;死庫(kù)容150萬(wàn)m3,相應(yīng)水位137.00m。該工程等別為III等,總體規(guī)模為中型。主要建筑物大壩、泄洪洞、放水洞均為3級(jí),其他永久建筑物為4級(jí),臨時(shí)建筑物為5級(jí)。大壩、泄洪洞、放水洞的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)均為50年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。2當(dāng)前水文條件2.1景觀水面蒸發(fā)深、懸移質(zhì)侵蝕模數(shù)新建龍?zhí)稖纤畮?kù)流域?yàn)椴灰?guī)則闊葉狀,東西方向最長(zhǎng)約4.5km,南北方向最長(zhǎng)約5.0km。多年平均年降水量為836.7mm,多年平均水面蒸發(fā)深為1037.7mm。多年平均懸移質(zhì)侵蝕模數(shù)為1500t/km2.a。壩址處50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為478m3/s,1000年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為802m3/s。2.2庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境龍?zhí)稖纤畮?kù)區(qū)域內(nèi)水系不發(fā)育,庫(kù)區(qū)地貌形態(tài)為低山丘陵與山間河谷地貌。工程區(qū)域按構(gòu)造單元?jiǎng)澐治挥谥谐瘻?zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ1)東南部的魯東迭臺(tái)隆(Ⅱ3)———膠南臺(tái)拱(Ⅲ14)。庫(kù)區(qū)總體構(gòu)造格架顯示北北東向構(gòu)造占主導(dǎo)地位,其次為北東向。場(chǎng)區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度為0.15g(相應(yīng)地震基本烈度Ⅶ度)。地下水類型為松散巖類孔隙水和巖漿巖類風(fēng)化裂隙水兩大類。庫(kù)區(qū)山體寬厚,巖石透水性弱,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大規(guī)模導(dǎo)水性斷裂通向庫(kù)外,庫(kù)區(qū)內(nèi)諸河流間,以及與流域面積以外的鄰谷間皆不會(huì)產(chǎn)生庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題。庫(kù)區(qū)大部分庫(kù)岸為巖質(zhì)岸坡,無(wú)浸沒(méi)問(wèn)題。庫(kù)內(nèi)右岸存在的高臺(tái)地在蓄水后處于淹沒(méi)狀態(tài)。壩址地貌條件簡(jiǎn)單,河谷相對(duì)較窄,兩岸山體坡度較陡,可有效減少施工工程量,且?guī)r體風(fēng)化程度及完整程度較好。3水庫(kù)系統(tǒng)的選擇3.1計(jì)算施工邊坡水基礎(chǔ)薄弱地保護(hù)和投資試驗(yàn)田塊碾壓混凝土重力壩,壩頂軸線長(zhǎng)264.0m,其中溢流壩段長(zhǎng)30.0m,上游137.0m高程以上為直坡,137.0m以下坡比為1∶0.2,下游坡比為1∶0.8。其優(yōu)點(diǎn)是:1)結(jié)構(gòu)整體性好,抗震性能好。2)受基礎(chǔ)斷裂帶影響較小。3)施工速度快,工期短。4)重力壩可以設(shè)溢流壩段,不需要單獨(dú)設(shè)溢洪道,消能工布置較為容易。5)對(duì)地形地質(zhì)條件要求較低。6)投資較少。工程投資為9751萬(wàn)元。缺點(diǎn)是:混凝土澆筑工程量大,且需要專業(yè)隊(duì)伍施工。3.2結(jié)構(gòu)體系方案圖3連拱壩壩頂軸線長(zhǎng)264.0m,其中中間壩段為連拱壩段,長(zhǎng)220.0m,兩端壩段為重力壩段,總長(zhǎng)44.0m。連拱壩段共11跨,每跨長(zhǎng)20.0m,半圓拱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。支墩為M10漿砌石結(jié)構(gòu),最大墩長(zhǎng)122.26m,表層設(shè)漿砌料石。支墩頂部設(shè)交通橋,為預(yù)應(yīng)力T型結(jié)構(gòu)。該方案優(yōu)點(diǎn)是:拱圈為混凝土拱圈結(jié)構(gòu),與拱壩相比,混凝土使用量較少,施工速度快、工期短。缺點(diǎn)是:1)結(jié)構(gòu)整體性差,抗震性能不好。2)受基礎(chǔ)斷裂帶影響較大。3)不利于溢流建筑物的布置。4)連拱壩兩端需要合適的地形條件布置重力壩,工程對(duì)地形條件要求較高。5)投資大。工程投資為16883萬(wàn)元。3.3結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)單跨拱壩壩型,壩頂軸線長(zhǎng)293.0m,鋼筋混凝土雙曲拱結(jié)構(gòu)。最大拱半徑186.65m,最大拱中心角90°。該方案優(yōu)點(diǎn)是:1)有利于溢流建筑物的布置。2)結(jié)構(gòu)整體性好,抗震性能好。缺點(diǎn)是:1)受基礎(chǔ)斷裂帶影響較大。結(jié)構(gòu)為拱形結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)變形對(duì)結(jié)構(gòu)影響大,斷裂帶的錯(cuò)動(dòng)會(huì)在拱圈中產(chǎn)生較大的應(yīng)力,危及整個(gè)大壩的安全。2)施工難度大、施工速度慢。拱圈為混凝土拱圈結(jié)構(gòu),高度較大,施工立模和混凝土澆筑均有較大困難,施工速度慢。3)對(duì)地形條件要求較高。兩端拱壩需要地形條件要求基本對(duì)稱,本壩址處地形很不對(duì)稱。為滿足拱壩受力條件,需在北壩肩設(shè)混凝土重力墩。4)投資大。工程投資為10146萬(wàn)元。3.4式屋頂防浪墻堆石面板壩,壩頂軸線長(zhǎng)264.0m,上游坡比1∶1.6,下游坡比1∶1.6,壩頂寬6.0m,上游設(shè)鋼筋混凝土面板,厚0.4m。壩頂防浪墻高程172.70m,壩頂高程171.90m。其優(yōu)點(diǎn)是:1)受基礎(chǔ)斷裂帶影響較小。2)施工速度快。3)適應(yīng)地形能力較強(qiáng),對(duì)地形條件要求較低。缺點(diǎn)是:1)結(jié)構(gòu)整體性差,抗震性能不好。2)不利

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