大朝山碾压混凝土设计

坝体碾压混凝土层间抗滑 稳 定 的 控 制 高 程 为 碾压混凝土层间抗剪断参数 ! )为 !#!， -’,#, 3， " )为 + 混凝土容重为 ’#$ 4 5 3 ， 基本荷载作用下， ,#. /01， 坝体碾压混凝土层间抗滑稳定安全系数 +#’& （ 正常 蓄水位） 和 +#’+ （设计洪水位） ， 均大于 +#,。特殊荷 载作用下坝体碾压混凝土层间抗滑稳定安全系数 （正 常 蓄 水 位 与 地 震 组 合） 和 +#,! （校 核 洪 水 ’#2& 位） ， 均大于 ’#$。坝体抗滑稳定满足规范要求。 !#+ 坝体构造设计 碾压混凝土重力坝上游防渗型式， 在初步设计 阶段为 “金包银” 防渗型式， 在技施设计阶段优化为 二级配碾压混凝土防渗型式。坝体下游坡比为 ! 6 溢流面采用高为 ! 3 宽为 ,#. 3 的阶梯， 该部位 ,#.， 混凝土为加浆二级配碾压混凝土， 坝体为全断面碾 压混凝土， 充分发挥碾压混凝土坝快速上升的优点。
! 碾压混凝土重力坝
大朝山水电站 !(** 年 !! 月完成选坝报告， 可行 确定可行性研 性研究报告于 !((" 年 $ 月审查通过， 究阶段的 ! 勘测线为坝轴线。在初步设计阶段， 采 用河床泄洪、 右岸地下厂房、 长尾水隧洞的枢纽布 置， 拟定碾压、 常态混凝土重力坝、 拱坝三种坝型进 行比选。拱坝虽可节省混凝土量， 但存在拱肩抗滑 稳定问题、 基坑要求全年导流而需布置两条导流隧 洞； 而碾压混凝土重力坝坝体结构简单， 可快速碾压 施工， 工期短， 总投资最少。!((’ 年 ’ 月通过了初步 设计审查， 确定碾压混凝土重力坝坝型。 !&! 拦河坝坝体布置 拦河坝坝轴线为折线， 共分 #’ 个坝段。! 号 2 ( 号段 坝 轴 线 方 向 为 3+14 5， 顶 长 度 为 #!’&’( )； 坝顶长度为 !" 号 2 #’ 号 段 坝 轴 线 方 向 为 3114 6， 坝顶高程为 ("%&" )， 最 #$+ )。坝总长为 $%"&’( )， 大坝高为 !!!&" )。 坝段宽度分别 ! 号、 # 号段为右岸非溢流坝段， 为 #!&#1 ) 和 #1 )， 坝顶宽度均为 !( )， 坝顶与右岸 上坝公路相接。坝体内布置消防水池、 进水口事故 闸门库及消防水泵房等。 # 号坝段下游布置 ! 号电 梯井， 沟通拦河坝与地下厂房。 坝顶宽为 !1 ’ 号 2 * 号坝段为机组进水口坝段， 机组进水口门前布置 )。进水口底板高程为 *%" )， 直线通仓型拦污栅。 为一楔形体 ( 号坝段位于右岸厂坝轴线转折处， 坝段， 坝段前缘 （轴线） 宽度为 !$&!$ )。坝体内布置 配电室和 # 号电梯井， 联通各层廊道。 !" 号坝段为排沙孔及 ! 号泄洪底孔坝段。进口
!&#&! 坝基抗滑稳定
依据坝基开挖后揭示的地质条件， 将坝基划分 为 #类岩体， 各类岩体主要物理力学参数见表 !。
! 收稿日期：#""! 0 !" 0 !% 作者简介：雷兴顺 （!(%’ 0 ） ， 男， 陕西大荔人， 高级高程师， 主要从事水工结构设计工作。
雷兴顺
表! 岩体 分类 岩体 !) ") 混 *岩
成， 坝顶长度 $%"&’( )， 最大坝高 !!! )， 坝型为混凝土重力坝。除右非坝段、 机组进水口坝段、 底孔坝段 （高程 *’*&" ) 以上） 外， 其余 段均为全断面碾压混凝土坝段， 碾压混凝土方量 +!&%% 万 )’ ， 占相应坝体混凝土量的 %+, 。 关键词：碾压混凝土重力坝； 掺和料； 配合比； 大朝山水电站 中图分类号：-.%$#&# 文献标识码：/ 文章编号：!""% 0 ’(1! （#""!） "$ 0 ""#% 0 "’
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经过 #%%# 年 & 月开始到 #%%$ 年 # 月历时近六年多， 国内五家科研单位大量试验论证， 和有关专家的多 次咨询， 合理的选定了碾压混凝土的掺和料。 4"# 掺和料优选 对当地凝灰岩粉、 凝灰岩粉气磨再处理、 昆明电 厂粉煤灰、 粉煤灰与凝灰岩粉、 磷矿渣与凝灰岩混磨 粉等 + 种掺和料的物理性能和化学性能进行试验研 究， 发现磷矿渣中 567 的含量高达 4!8 ， 易生成 5 9 具有较高活性， 其抗压强度高达 )+8 ， 高 : 9 ; 凝胶， 于粉煤灰。而凝灰岩中大多数结构因长期沉积而转 化为稳定的晶体， 其活性较差。 通过掺和料砂浆试验， 发现凝灰岩砂浆的干缩 率较大， 磷矿渣干缩率比凝灰岩砂浆低得多。当磷 矿渣与凝灰岩按 # < # 混掺， 其活性与 ! 级粉煤灰较 接近， 干缩性能也有改善。 碾压混凝土 （ /#&’ 初凝时间试验结果表明磷矿 %’ ） 渣与凝灰岩按 # < # 混掺后混凝土的初凝时间比掺粉 煤灰混凝土的初凝时间长 ! 3。通过综合研究， 优选 高活性的磷矿渣与凝灰岩按 # < # 混掺， 形成一种新 型的接近粉煤灰技术性能的成本较合理的混合掺和 料。 4"混凝土配合比设计 在初设阶段， 碾压混凝土中掺和料为单掺凝灰
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碾压混凝土温度控制设计
碾压混凝土坝施工采用薄层、 通仓、 连续碾压上
升的施工方法， 混凝土中水泥和胶凝材料的用量较 少， 降低了碾压混凝土中的水化热温升， 可简化碾压
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云南水力发电
-’’# 年第 4 期
混凝土坝的温控措施。然而， 由于碾压混凝土采用 大仓面碾压， 坝体无纵缝， 为防止基础强约束区混凝 土因温度应力而产生贯穿性裂缝， 对坝体碾压混凝 土的温度控制仍是十分重要的。 !"# 混凝土允许浇筑温度 表孔坝段基础强约束区 （高程 $%&"’ ( )’&"’ *） 混凝 土 浇 筑 温 度 不 超 过 #+, ； 弱约束区 （高 程 混凝土允许浇筑温度不超过 #) ( )’&"’ ( )-’"’ *） 约束区以外混凝土龄期超过 %’ . 后， 其上层混 #%, ； 凝土允许浇筑温度在上述要求基础上降低 -, 。 !"混凝土水泥用量 在满足混凝土强度的前提下， 采用非 “ /” 型 &-& 号水泥， 优选掺和料和外加剂， 合理减少水泥用量， 降低水泥水化热。坝体内部三级配碾压混凝土水泥 用量为 +’ 01 2 * ， 坝体外部防渗二级配碾压混凝土 水泥用量为 ##’ 01 2 *! 。 !"! 其它温控措施
碾压混凝土重力坝坝体不设纵缝， 横缝间距为 横缝间不进行灌浆处理。为研究坝趾处 !& 7 ’& 3， 纵缝的合理位置， 分别考虑距坝轴线 .. 3、 -’ 3、 -. 在正常蓄水位工况下， 坝 3 和 (& 3 四种纵缝位置， 基抗 滑 稳 定 安 全 系 数 分 别 为 +#+.、 +#$!、 +#$+ 和 纵缝在下 , 8 ,-’#, +#2$。根据坝体应力计算结果， 坝趾附近第二主应力最小。因此， 在桩号为下 3 时， , 8 -’ 3 处设置一不灌浆的纵缝。坝体横缝采用切 缝机切缝， 然后用砂填缝， 比用镀锌铁皮隔缝更为经 济。碾压混凝土施工初期采用了预埋沥青木板和打
!#+#+ 坝体廊道布置
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岩体 " !#’, !#,$ !#,!
（/01）混 * 岩 !#!’
注： 混 * 岩为混凝土 * 岩体。
经处理后可作 $类岩体为凝灰岩夹层等岩体， 为建基面岩体， 凝灰岩夹层抗劈断参数 ! ) 为 ,#.， ") 为 ,#,2 /01； 需开挖清除或 %类岩体为断层等岩体， 挖槽回 填 混 凝 土 特 殊 处 理， 断 层 抗 剪 断 参 数 !) 为 ,#+$， " )为 ,#,+$ /01。以建基面各类岩体的分布百 分比为权重进行加权平均， 经过抗滑稳定计算， 在正 常蓄水位、 正常蓄水位与地震组合、 校核洪水位作用 下， 建 基 面 抗 滑 稳 定 安 全 系 数 分 别 为 +#$!、 ’#-2、 +#-&。坝基抗滑稳定满足规范要求。
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云南水力发电 BC33D3 5D-6E FG56E
第 !+ 卷 第$期
大朝山水电站碾压混凝土重力坝设计
雷兴顺， 邓毅国， 乔明秋， 纪辉， 李福云
（国家电力公司北京勘测设计研究院， 北京 !"""#$） 摘 要：大朝山水电站工程属一等工程， 拦河坝为一级建筑物。拦河坝由机组进水口坝段、 底孔坝段、 表孔坝段及左右非溢流坝段组
坝体上游采用二级配碾压混凝土和上游面喷涂 横缝内设置三道 !, 33 厚的丙乳沙浆作为防渗层， 止水片， 第一道止水铜片距坝上游面 !,, 93， 三道止 该段横缝内填 ! 93 厚的沥 水带之间间距为 .$ 93， 青木质板。非溢流坝体下游面横缝内设置一道橡胶 止水带， 表孔溢流面横缝内设置一道铜止水和一道 橡胶止水带。在坝体内下 , 8 ,,$ 3 设置一排间距 与各层廊道连接， 在坝体内形成系 +#, 3 的排水管， 统的排水幕， 降低坝体内扬压力。
底板高程 *$" )， 排沙孔及泄洪底孔孔口尺寸分别为 均由一道平板事故检修门 ’ ) 7 % ) 和 +&1 ) 7 !" )， 和弧形工作门控制。 除 !1 号坝段宽 !! 号 2 !1 号坝段为表孔坝段， 度为 !$ ) 外， 其它坝段宽度均为 !* )， 溢流堰面采 用 568 曲线， 堰顶高程为 **# )， 孔口尺寸为 !$ ) 7 采用平板检修门和弧形工作门控制。 !+ )， 进水口 !% 号、 !+ 号坝段为 # 号、 ’ 号底孔坝段， 底板高程为 *$" )， 采用短有压进水口布置形式， 孔 口尺寸 +&1 ) 7 !" )， 采用平板事故检修门和弧形工 作门控制。 拦河坝设计中， 依据各坝段所布置建筑物的作 用和特点， 结合工程总进度的要求， 将 ! 号 2 * 号及 集中在河床 #’ 号坝段设计为常态混凝土重力坝段， 部位的 ( 号 2 ## 号坝段设计为碾压混凝土坝段， 碾 压混 凝 土 方 量 +!&%% 万 )’ ， 占相应坝体混凝土的 %+, 。 !&# 碾压混凝土重力坝设计 按 1"" 年一遇洪水设 本拦河坝为 " 级建筑物， 计， 表孔坝段和左 1""" 年一遇洪水校核。底孔坝段、 非坝段的坝体基本三角形顶点高程分别为 (!*&#( 坝体下游坡比均为 ! 9 "&+。 )、 (!"&$1 ) 和 ("%&" )， 碾压混凝土坝体设计依据为 《混凝土重力坝设计规 范》 （ 试行） 及其补充规定以及 《碾压混凝 8:;#! 0 +* 土坝设计导则》 :<=-1""1 0 (#。
!#+#! 坝体分缝设计
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坝体混凝土标号和分区设计
按表孔、 底孔及左非坝段坝体抗渗、 抗冻、 抗冲
刷、 强度和温控等方面的要求， 将坝体混凝土分成 $个区域。 采用三级配碾 !区混凝土为坝体内部混凝土， 压混凝土， 标号为 :(, !$, ， 抗渗标号为 ;& ， 抗冻标号为 <’$。 "区混凝土为坝体上游防渗层混凝土及表孔坝 （! 3 = ,#. 3） 混凝土， 上 段下游坡比为 ! 6 ,#. 的阶梯 游防渗层混凝土厚度 (#! 7 & 3， 阶梯 （! 3 = ,#. 3） 混凝土最小厚度 !#$ 3， 采用二级配碾压混凝土， 标 号为 :(, ’,, ， 抗渗标号为 ;- ， 抗冻标号为 <$,。 #区混凝土为坝体基础垫层混凝土和填塘混凝 土， 采用三级配常态混凝土， 厚度 ,#- 7 ! 3， 标号为 抗渗标号为 ;- ， 抗冻标号为 <$,。 >(, ’,, ， 采用三 $区混凝土为坝体溢流面抗冲混凝土， +,, 标号为 >(, ， 抗渗 级配常态混凝土， 厚度 !#$ 7 + 3， 抗冻标号为 <$,。 标号为 ;- ，
邓毅国
乔明秋
纪
辉
李福云
大朝山电站碾压混凝土重力坝设计
’.
岩体主要物理力学参数表 "类 岩体 #类 !#’( !#’, ,#-& ,#-& "类绿 !#’$ !#’$ ,#.$ ,#2$ #类绿 !#’ !#’ ,#. ,#2
预裂孔的分缝方式。
!#+#’ 坝体防渗设计
!类 岩体
岩体 泥石岩体 泥石岩体
!#’#’ 坝体抗滑稳定
为方便 碾 压 混 凝 土 快 速 施 工， 在 满 足 灌 浆、 排 水、 交通、 观测等要求及左右底孔的帷 幕灌浆、 排水廊道， 在坝基形成封闭的抽排水系统。 按高坝标准在坝体内布置了三层廊道， 分别在 -+’ 满足了坝基、 坝体的灌浆、 排 -$+ 3 和 -.! 3 高程， 3、 水、 交通、 观测等用途。