某水庫(kù)堆石混凝土重力壩的樞紐布置分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u28902某水庫(kù)堆石混凝土重力壩的樞紐布置分析案例 173461.1壩址確定 193481.2壩軸線選擇 1119301.3壩型選擇 287451.4建基面選擇 4壩址確定考慮到工程區(qū)樞紐建筑物布置的合理性，地形、地質(zhì)條件，結(jié)合交通，經(jīng)濟(jì)成本等因素將壩址區(qū)定在溫家梁鐵路橋與“二十三路橋”之間河段，“二十三路橋”下游52m附近。壩址處河谷呈不對(duì)稱的“V”型，臨河坡高大約40m~50m，谷坡較陡峻，基巖大多裸露。壩址左岸地形總體完整，總體呈臺(tái)階狀，砂巖為陡坎，泥巖為緩坡。403.00m高程以上為寬緩平臺(tái)。右岸為條形山脊，岸坡無沖溝發(fā)育，地形完整。樞紐區(qū)主要由白堊系下統(tǒng)白龍組（K1b）及第四系全新統(tǒng)松散地層（Q4）構(gòu)成，基巖大量出露。本工程河床覆蓋層厚度為5.1m～9.7m，壩址土基為漂(塊)卵(碎)礫石，結(jié)構(gòu)中密，漂卵石構(gòu)成骨架，具有高承載力和低壓縮性特點(diǎn)，建壩地基條件良好。壩軸線選擇從樞紐布置條件、工程地質(zhì)情況、施工和交通的便利性、工程的經(jīng)濟(jì)成本等方面綜合考慮，壩址擬定在溫家梁鐵路橋與“二十三路橋”之間河段，“二十三路橋”下游52m附近。河段長(zhǎng)約100m。在該河段上下游100m范圍內(nèi)選擇3條壩線進(jìn)行混凝土重力壩設(shè)計(jì)方案比選，從上游至下游分別為橫Ⅲ、橫Ⅰ和橫Ⅱ線，見REF_Ref71121306\h圖3.21。地形地質(zhì)條件左岸地形總體完整，在橫Ⅱ線下游分布一條深切沖溝，地形受巖性影響，總體呈臺(tái)階狀，砂巖為陡坎，泥巖為緩坡。右岸為條形山脊，岸坡無沖溝發(fā)育，地形較完整。受地形地勢(shì)影響，橫Ⅱ線右岸壩肩山脊相對(duì)單薄，且分水嶺較低。地形受巖性影響，總體呈臺(tái)階狀，砂巖為陡坎，泥巖為緩坡。從地形地質(zhì)條件來看，橫Ⅰ線和橫Ⅲ線優(yōu)于橫Ⅱ線。樞紐布置條件從工程布置上看，三條比選壩線均可進(jìn)行樞紐布置，橫Ⅱ線下游左岸發(fā)育一條深切沖溝，右岸壩肩為一單薄山脊，且分水嶺較低，岸坡穩(wěn)定問題較為突出，下游河道彎道不利于消能建筑物布置，且消能建筑物距離下游管線橋較近，管線橋梁防護(hù)難度增加；橫Ⅲ線距離“二十三路橋”太近，右岸與“二十三路橋”呈小角度相交，對(duì)右岸擋水壩段布置影響較大。橫Ⅰ線較優(yōu)。施工條件從施工條件來看，三條壩線施工導(dǎo)流方案相同，橫Ⅰ線和橫Ⅱ線施工場(chǎng)地上更為開闊，橫Ⅲ線基礎(chǔ)開挖和混凝土施工受“二十三路橋”影響較大。因此，橫Ⅰ線和橫Ⅱ線較優(yōu)。綜合比較結(jié)論經(jīng)綜合比較分析，橫Ⅰ線優(yōu)于橫Ⅱ線和橫Ⅲ線，本階段推薦下壩址橫Ⅰ線作為壩軸線。圖STYLEREF2\s3.2SEQ圖\*ARABIC\s21壩線比選示意圖壩型選擇在水電工程設(shè)計(jì)中，首先便需要確定大壩的類型，壩址區(qū)工程地質(zhì)條件，施工難易程度，運(yùn)行管理等均會(huì)影響壩型的選擇。設(shè)計(jì)選取了粘土心墻石渣壩、常態(tài)混凝土重力壩、堆石混凝土重力壩三種壩型，從工程地質(zhì)，布置條件和施工難易程度三個(gè)角度進(jìn)行分析比較。拱壩由于拱壩剖面較薄，大壩的設(shè)計(jì)和修建都較為復(fù)雜，各方面的要求也更加嚴(yán)格。河谷對(duì)稱，岸坡平順，壩端下游側(cè)有巖體具有足夠的強(qiáng)度，這是修建拱壩的理想地形。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，拱壩最好修建在對(duì)稱河谷中，不對(duì)稱河谷中的壩體受力條件差，壩體設(shè)計(jì)和施工程序也更加復(fù)雜。本工程壩址處的河谷呈不對(duì)稱的“V”形谷，因此不適宜修建拱壩。土石壩土石壩的結(jié)構(gòu)和施工簡(jiǎn)單，筑壩材料可直接從當(dāng)?shù)孬@得，適應(yīng)于各種地形、地質(zhì)條件，即使在自然條件極為惡劣的地方，也可通過采取工程措施，來達(dá)到土石壩的修建要求。但也由于其筑壩材料的性質(zhì)，自身沒有泄洪功能，需要修建泄水建筑物，如開挖岸邊溢洪道。導(dǎo)流受壩址區(qū)地形限制，只能采用隧洞全年導(dǎo)流方案，由于一側(cè)岸坡已布置溢洪道，為避免施工干擾，導(dǎo)流洞只能布置于另一側(cè)，隧洞導(dǎo)流的工程投資較大，工期也較長(zhǎng)。在本工程中，岸邊溢洪道的開挖量大，開挖邊坡較高，邊坡處理的工程量和難度均較大；其次受河道地形條件的限制，布置空間狹窄，修建過程中也會(huì)對(duì)上游橋梁造成較大影響。重力壩重力壩的主要建筑物包括河床溢流壩段、兩岸擋水重力壩段以及設(shè)置于壩身的放水設(shè)施。由于重力壩方案可以采用壩身泄洪的方式，樞紐布置簡(jiǎn)單，占地面積小，對(duì)上游“規(guī)劃二十三路橋”和下游鐵路橋影響均較小。兩岸無水工建筑物，對(duì)周邊建筑物的影響小。重力壩方案體型較小，對(duì)壩基巖體穩(wěn)定及承載力要求較高，同時(shí)壩基分布軟弱夾層，存在壩基抗滑穩(wěn)定及深層抗滑穩(wěn)定問題，基礎(chǔ)經(jīng)過簡(jiǎn)單處理即可滿足建壩要求。綜合比選根據(jù)對(duì)一號(hào)壩的拱壩、土石壩、重力壩三種壩型綜合比較分析，重力壩直接采用壩身泄洪，樞紐布置簡(jiǎn)單，筑壩材料工程量省，占地面積少；土石壩工程占地面積大，對(duì)上游二十三路橋及下游在建鐵路有一定影響，岸邊溢洪道開挖工程量大；重力壩對(duì)地形要求較高，施工復(fù)雜。從施工導(dǎo)流、料源供應(yīng)、工程工期來看，重力壩也具有一定的優(yōu)勢(shì)。因此推薦采用重力壩，壩體設(shè)置開敞式溢流壩段泄洪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便；采用臺(tái)階壩面+底流消能，可充分利用原河道泄洪；本工程采用臺(tái)階+底流消能，單寬流量小消能充分，最大限度避免泄洪對(duì)下游鐵路橋的影響，此外，該種壩型施工工藝比較簡(jiǎn)單，工期較容易保證。此外，與常態(tài)混凝土重力壩相比，堆石混凝土在施工過程中采用了大量的塊石，一方面可以充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，降低工程造價(jià)，另一方面能顯著的降低常態(tài)混凝土的水化熱，避免因溫控不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。綜上所述，考慮到筑壩材料的限制，以及施工工藝難度、質(zhì)量保證要求，推薦采用堆石混凝土重力壩。建基面選擇結(jié)合《規(guī)范》（SL319-2018）和壩址區(qū)巖石風(fēng)化程度等實(shí)際情況，從工程地質(zhì)角度提出以下壩基開挖原則：=1\*GB3①河床部位應(yīng)挖除表面的松散覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化巖體，保證大壩的建基面為弱風(fēng)化巖體。根據(jù)勘探資料統(tǒng)計(jì)分析，河床壩段大壩建基高程345.0m時(shí)，主要為弱上風(fēng)化巖體，部分為弱下風(fēng)化巖體，河床壩基主要為Ⅳ1類巖體，約占90%，部分為Ⅲ2類，約10%?？傮w河床壩基巖體條件較差。=2\*GB3②左岸壩段、右岸壩段中低高程壩基應(yīng)清除強(qiáng)卸荷、強(qiáng)風(fēng)化巖體，壩基置于弱風(fēng)化巖體中。兩岸中低高程壩段建基巖體主要為弱