-2-S堆石壩工程壩型選擇及樞紐布置分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u23665S堆石壩工程壩型選擇及樞紐布置分析案例 -1-187941.1壩址及壩型選擇 -1-217611.1.1壩址選擇 -1-110471.1.2壩型選擇 -2-114271.2樞紐總體布置 -3-41851.2.1擋水建筑物——土石壩 -3-43261.2.2泄水建筑物——泄洪隧洞 -3-80991.2.3水電站建筑物 -3-1.1壩址及壩型選擇1.1.1壩址選擇壩址區(qū)河道平面上較為順直，兩岸基巖裸露、河床覆蓋層厚度及顆粒組成差異不大。整個(gè)壩址區(qū)河谷較為開闊、水流湍急，結(jié)合壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件，綜合考慮壩基滲透處理布置與壩體開挖量、引水發(fā)電系統(tǒng)和導(dǎo)流系統(tǒng)的布置、運(yùn)行條件等要素，擬定了上、下兩個(gè)壩址。上、下兩個(gè)壩址均處在同等地震烈度區(qū)，河道較順直，河谷較開闊，壩址地形條件適宜于建當(dāng)?shù)夭牧蠅巍，F(xiàn)大致分析比較上、下兩個(gè)壩址的優(yōu)缺點(diǎn)，從中選擇出一個(gè)更加合適的壩址。（1）上、下壩址河道均較為順直。兩壩址基巖特性和地質(zhì)構(gòu)造相似，筑壩材料的質(zhì)量和數(shù)量也都基本滿足要求。由參考資料獲悉河谷較開闊，極不對(duì)稱的地勢(shì)陡峭的凸向左岸與凹向右岸構(gòu)成壩址區(qū)基本地形條件。因此，在地形地質(zhì)條件這一因素來考慮，下壩址更好一些。（2）從樞紐布置上來看，兩壩址的兩岸均具有良好的成洞條件，上壩址可以利用左岸有利的地形條件，將泄洪洞、溢洪道等泄水建筑物布置于左岸。下壩址進(jìn)廠交通洞較長且直。（3）從建壩條件上來看，上壩址河谷狹窄，岸坡陡峻，施工期岸坡穩(wěn)定較差，可能存在很大的拱效應(yīng)，對(duì)心墻的防滲不利。下壩址兩岸岸坡較順，岸坡穩(wěn)定條件較好，心墻受力條件較好。由此，下壩址占有優(yōu)勢(shì)。（4）從運(yùn)行條件上，上、下壩址處的樞紐建筑物布置兩岸比較均勻、分散，施工運(yùn)行干擾較小。（5）從施工條件上看，上壩址的交通布置道路相對(duì)下壩址來說較困難，施工場地不開闊，工期的保證性較差。因此在這方面下壩址占據(jù)優(yōu)勢(shì)。（6）除此之外還要進(jìn)行能量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較。綜上所述，對(duì)于泄水建筑物的位置可選擇地形地質(zhì)環(huán)境更合適的上壩址，減小工程量，但下壩址與上壩址相比擁有更多其他優(yōu)勢(shì)，因此本工程選定下壩址。1.1.2壩型選擇根據(jù)規(guī)范DL/T5395-2007規(guī)定，壩型選擇應(yīng)綜合考慮壩體構(gòu)成填料、施工方案、壩高、樞紐布置、地形地質(zhì)條件、壩基處理以及運(yùn)行條件、工程設(shè)計(jì)等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。1.1.2.1重力壩重力壩的壩體自重是抗滑力和壓應(yīng)力的應(yīng)力來源，前者保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)，后者確保足夠的強(qiáng)度以抵消拉應(yīng)力，減小水體負(fù)荷的危害。剖面三角形是重力壩的幾何特性，壩體設(shè)計(jì)主要取決于上游面，壩底與基巖固結(jié)。壩體剖面尺寸由于為滿足抗滑性能和牢固要求，做的較大，消耗的筑壩料量大，反而易造成失穩(wěn);為避免施工期混凝土的凝結(jié)時(shí)大量放熱和硬化收縮的不利影響，消除溫度裂縫的潛在危害，大體積重力壩施工時(shí)必須嚴(yán)格要求溫度控制。對(duì)于本工程，由于黃楠坪壩體高度較大，若修建重力壩，投入資金顯著增長，因此不推薦此壩型。1.1.2.2拱壩拱壩是底部與基巖固定聯(lián)結(jié)的三維殼體結(jié)構(gòu)，拱向上游凸出，拱冠剖面呈豎直的或凸出的曲線形，維穩(wěn)作用取決于兩岸拱端的反力。拱壩設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略壩體應(yīng)力受溫度變化和基礎(chǔ)偏移帶來的性能失效;而且拱壩身形繁冗，在設(shè)計(jì)施工過程中極易出現(xiàn)問題。對(duì)于本工程，如果選定拱壩修建，壩體強(qiáng)度穩(wěn)定不能保證，設(shè)計(jì)施工復(fù)雜。因此不推薦此壩型。1.1.2.3土石壩土石壩是指由土、石料或混合料等本地材料填筑而成的壩。土石壩的優(yōu)點(diǎn):①適宜在各種地基上建造；②能就地取材和充分利用各類材質(zhì)；③抗震性能好，修建流程成熟系統(tǒng)化，技術(shù)簡單、施工費(fèi)用低廉。土石壩的缺點(diǎn):①溢流功效在壩頂受限，所需泄水建筑物附帶的投資成本不甚低廉;②修筑圍堰以維護(hù)基坑施工保持干燥環(huán)境的要求與河谷狹窄，洪水流量大的施工河道地形條件有適配壓力;③粘性土料作為主要用料，使氣候變化的制約能力提高。對(duì)于黃楠坪水電站工程，選擇土石壩方案。主要考慮因素有當(dāng)?shù)赝亮稀⑸暗[料、石料豐富，可就地取材，對(duì)交通物流成本的需求大大削減，并且綜合對(duì)比了土石壩與其他壩型相比具有的特點(diǎn)。1.2樞紐總體布置1.2.1擋水建筑物——土石壩樞紐擋水建筑物選用心墻堆石壩方案。根據(jù)規(guī)范DL/T5395-2007規(guī)定，壩軸線應(yīng)根據(jù)壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件、壩型、壩基處理方式、樞紐中各建筑物的布置和施工條件等，經(jīng)多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案比較確定。本次設(shè)計(jì)壩軸線布置于河床較窄處，擋水建筑物按直線布置，以盡量減少工程量，減低工程造價(jià)。1.2.2泄水建筑物——泄洪隧洞本設(shè)計(jì)采用的壩型為瀝青混凝土心墻土石壩，因此泄水建筑物不能布置于河床，根據(jù)本工程的地質(zhì)、地形條件，對(duì)正槽溢洪道、側(cè)槽溢洪道及泄水隧洞進(jìn)行比較選擇。正槽溢洪道:組成河岸溢洪道的各類堰體，限制外溢水流、引導(dǎo)水流平順穩(wěn)定是其主要功能之一，運(yùn)用安全可靠。結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，適用條件對(duì)于各類工程級(jí)別無限制，最常配合使用的方案為攔河壩為土石壩的水利樞紐。側(cè)槽溢洪道:當(dāng)溢流非擋水建筑物自身性能，且地形條件不佳時(shí)，以正槽溢洪道發(fā)揮泄水作用將加大施工難度，此時(shí)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)合理的側(cè)槽溢洪道實(shí)現(xiàn)泄洪，該種溢洪道布置得到的溢流前緣較長，可以對(duì)應(yīng)水位的調(diào)低或是堰頂?shù)奶Ц?。泄水建筑物包括泄洪洞和放空洞，泄洪洞主要承?dān)下游泄水功能，放空洞則是基于泄洪隧洞進(jìn)口高程與連接處有一定距離的條件布置設(shè)計(jì)的，可有效降低水體出流水位;同時(shí)還可以宣泄少量洪水，分擔(dān)泄洪洞的基本任務(wù)。對(duì)于正槽或側(cè)槽溢洪道的泄流形式，如果應(yīng)用于本工程，損耗的經(jīng)濟(jì)效益來源包括施工工期長，資金投入大等。所以基于技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)比，計(jì)劃選用與施工導(dǎo)流洞相結(jié)合的泄洪洞方案。1.2.3水電站建