南水北调丹江口大坝加高工程实习报告

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加高后大坝最大坝高 117m,总长由现在的 2494m 加长为 3442m,其中混凝土 坝总长 1141m, 共分为 54 个坝段:右岸混凝土联接坝段(17 个,339m)、深孔坝 段(6 个,144m)、溢流坝段(11 个,264m)、厂房坝段(8 个、174m)、左岸混 凝土联接坝段(12 个、220m),右岸土石坝长 877m、左岸土石坝长 1424m。
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3.一、二副坝 一副坝上游路缘石顶高程 149.7m,坝顶高程 149.0m,坝顶宽 6.0m;二副坝
上游路缘石顶高程 149.0m,坝顶高程 148.6m,坝顶宽 20.0~27.0m,均修建厚 0.2m,宽 5.0m 混凝土路面。
一副坝上游坝坡坡比维持现状,采用 12cm 厚混凝土护坡,下游坝坡进行碾 压堆石培坡后,采用干砌石护坡;二副坝上游护坡型式及厚度同一副坝,下游为 草皮护坡。 4. 溢洪道
拆除重建溢洪道的加固设计方案。控制段采用无闸控制 WES 实用堰,堰顶高 程 139.0m,溢流前缘总宽度 116.8m,堰基防渗采用单排帷幕灌浆处理,防渗标 准及布置同主坝,帷幕向左岸山体延伸 20m,右岸与二副坝帷幕相接。
采用鼻坎挑流消能型式,出口段左右挡墙段新建 C25 钢筋混凝土固脚桩及混 凝土板,下阶段进一步优化鼻坎型式。对进水渠两侧边坡进行削坡、清挖处理。 新建跨溢洪道交通桥设计。
河流பைடு நூலகம்
总库容 装机容量 坝型 (亿 m3) (万 KW)
坝长(m) 坝高(m)
主体工程 开工时间
王浦洲水
10.9 混凝土重 64.4
33.9
汉江 3.095
利枢纽
力坝
1995.02
整个工程由混凝土重力坝、土石坝、泄水闸、电站厂房、300t 级船闸等建
筑物组成。建筑物布置在汉江弯道分叉形成的江心洲的左侧首、尾端部,泄水闸、
南水北调丹江口大坝加高工程实习报告
1 绪论
此次毕业实习我们主要参观了南水北调丹江口大坝加高工程,潭口水库除险 加固工程,漳河水库和江济汉工程防洪闸等。通过实习加深了我对水利水电工程 的认识,对我们以后将从事的工作有了更加全面的了解,也对我今后的研究生学 习有了更加明确的指导。下面我将从以下几个主要工程的参观来总结此次毕业实 习。
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初期工程枢纽具有五大效益:防洪,发电,灌溉,航运 ,水产养殖 。
2.2 丹江口大坝加高工程
为配合实施南水北调中线工程,经国务院批准,决定对丹江口大坝进行加高, 大坝加高工程建设内容主要包括混凝土坝及左岸土石坝培厚加高、新建右岸土石 坝及位于陶岔附近的董营副坝、改扩建升船机、金属结构及机电设备更新改造等。
2.2.3 技术难题与应对办法
主 要 是 新 老 混 凝 土 结 合 问 题 。① 确 保 新 老 混 凝 土 结 合 牢 固 ,使 新 老 坝 体联合受力; ②妥善解决加高后的坝体和坝基应力,使大坝安全; ③ 尽 可 能 减 少 新 浇 混 凝 土 因 温 降 收 缩 对 坝 体 产 生 的 不 利 影 响 ,避 免 或 尽 可 能 减 少 混 凝 土 裂 缝 ,尤 其 是 危 害 性 的 裂 缝 。
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图 5 丹江口大坝加高工程砂石料系统
3 潭口水库除险加固工程
图 6 潭口水库除险加固溢洪道
3.1 工程概况
潭口水库位于谷城县石花镇,承雨面积 608 平方公里,总库容 4662 万立方 米,是一座以防洪灌溉和城市供水为主,兼有水力发电、水产养殖、旅游等综合 效益的中型水库。水库属中型水库,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》 (SL252-2000),水库属Ⅲ等工程,同意洪水标准采用 100 年一遇洪水设计,2000 年一遇洪水校核;溢洪道消能防冲按 30 年一遇洪水设计。
新 老 混 凝 土 结 合 面 受 年 气 温 变 化 影 响 较 大 ,有 脱 开 的 可 能 ,为 此 研 究 了 新 老 混 凝 土 结 合 界 面 在 不 同 联 接 情 况 下 坝 体 应 力 及 变 形 情 况 ,采 用 有 限 元 法 进 行 仿 真 分 析 。 分 析 结 果 表 明 ,即 使 缝 面 脱 开 ,如 果 在 结 合 面 、 竖 直 缝 缝 面 及 斜 缝 缝 面 设 置 键 槽 ,整 个 坝 体 仍 能 联 合 受 力 ,坝 踵 及 坝 体 应 力均能得到有效控制。
4 汉江王浦洲水电站
4.1 工程概况
汉江王甫洲水利枢纽工程位于湖北省老河口市境内汉江干流上,上距丹江口 水利枢纽约 30km,总库容 3.095 亿 m3,是汉江中下游衔接丹江口水利枢纽的第 一个发电航运梯级。该枢纽以发电为主,兼有肮运、灌溉、养殖、旅游等练合效 益。
表 1 汉江王浦洲水电站特性表
所在 项目名称
情况较好,坝区范围地质条件差别不大,坝线选择着重考虑地形地貌。
图 3 右岸土石坝新建方案(单位: cm)
左 岸 土 石 坝 加 高 采 取 后 帮 加 高 方 式 。沿 上 游 坝 坡 方 向 顺 延 ,加 高 坝 顶 和扩大下游坝体,并向左端延长 200 m。除左端延长坝段采用粘土心墙防 渗 外 ,其 余 在 初 期 工 程 基 础 上 加 高 防 渗 体 ,均 采 用 斜 墙 防 渗 型 式 与 初 期 工程防渗体相接。
混凝土坝加高 14.6m,贴坡厚度一般为 8~14m。右岸土石坝改线新建,坝型 为粘土心墙土石坝。左岸土石坝在原有基础上培厚加高,并向左延伸约 200m。 除左联段为粘土心墙外,其余均为粘土斜墙土石坝,采用新坝线,新坝线位于老 坝线下游,坝型为粘土心墙坝 。通航建筑物仍然采用初期工程的型式,即上游 采用垂直升船机,下游为斜面升船机,两机之间用中间渠道联接。通航规模由初 期工程的 150t 级提高至 300t 级。 2. 混凝土坝坝段加高方案
枢纽布置以死水位高、工程分散、跨流域引水、分散泄洪、水库群联合运用 为特点。枢纽工程分布在水库东南长达 30 余公里的沿岸,有挡水工程、泄水工 程、连接工程、引水工程等大型建筑物 10 余座。
5.2 主要组成部分
1、挡水工程 主要功能是拦截河流形成水库。由观音寺大坝、鸡公尖大坝、王家湾大坝、
林家港大坝及副坝组成。 2、泄水工程
有 4 处,即布置在观音寺水库的马头砦溢洪道、陈家冲溢洪道、崔家沟非常 溢洪道以及布置在鸡公尖水库的王家湾非常溢洪道。 3、连接工程
漳河水库是由观音寺水库和鸡公尖两个水库并联而成,连接工程指连接这两 个水库的明渠,三段明渠总长度为 5500 米,明渠在我们这里大多数人称之为明 槽。 4、引水工程:
5 漳河水库工程 5.1 工程概况
漳河水库位于湖北省荆门市东宝区与当阳市交界处, 漳河水库是一座以防 洪、供水为主,兼有发电、水产、旅游、航运等综合效益的大(一)型水利工程, 是一座多年调节水库,且多库相联,主要由干流观音寺水库及支流鸡公尖水库和 明槽串联组成,观音寺水库来水量大,库容小,鸡公尖水库来水量小,库容大, 洪水调节能力受明渠制约。工程分枢纽和灌区两大部分。
2.2.1 大坝加高工方案
确定丹江口大坝加高方式为后帮贴坡整体重力式。大坝加高后,坝顶高程由 162m 抬高至 176.6m,正常蓄水位由 157m 抬高至 170m,相应库容由 174.5 亿 m3 增加至 290.5 亿 m3,总库容 339 亿 m3。通过优化调度,可使汉江中下游的防洪能 力由目前的二十年一遇提高到近百年一遇,满足近期调水 95 亿 m3、后期调水 120~130 亿 m3 的要求。 1. 大坝加高枢纽布置
1. 初期工程 丹江口水利枢纽位于湖北省丹江口市、汉江干流与其支流丹江汇合口下游
800m 处。初期工程于 1958 年 9 月 1 日开工, 1967 年 11 月下闸蓄水,1968 年 10 月 1 日首台机组发电,1973 年底初期规模建成。
按照 1958 年中央批准的设计方案,坝顶高程为 175m,正常蓄水位 170m。1962 年因国民经济困难及施工质量等问题暂停主体工程施工,改为分期建设。1966 年经国务院批准,初期工程坝顶高程调整为 162m, 正常蓄水位 157m。
2 南水北调丹江口大坝加高工程
丹江口水利枢纽由左右岸土石坝、混凝土坝、升船机、电站、陶岔渠首、清 泉沟泵站、董营副坝等组成。
中线工程从第三阶梯西侧通过,从长江中游及其支流汉江引水,可自流供水 给黄淮海平原大部分地区。丹江口初期工程规划建设时,就以“济黄济淮”为远 期目标。
2.1 丹江口水利枢纽初期工程
丹江口水利枢纽初期工程运行 30 余年来,已取得了显著的经济效益 和 社 会 效 益 。 经 过 对 大 坝 加 高 工 程 的 研 究 ,新 老 混 凝 土 结 合 面 因 受 年 气 温 变 化 影 响 存 在 脱 开 的 可 能 ,但 通 过 采 取 温 控 及 结 构 措 施 可 以 保 证 新 老 坝体联合工作,抬高枢纽正常蓄水位到 170 m,在技术上是可行的。经设 计 研 究 采 用 的 大 坝 加 高 方 案 ,安 全 可 靠 ,经 济 合 理 ,加 高 后 的 大 坝 必 将 发 挥更大效益。
坝顶新建防浪墙,墙顶高程 149.7m,坝顶高程 149.0m,坝顶宽 6.0m,修建 厚 0.2m、宽 5.0m 混凝土路面。坝体采用 0.6m 厚混凝土防渗墙,墙底伸入基岩 1.0m,坝基坝肩采用单排帷幕灌浆处理,灌浆孔距 2m,防渗标准按 10Lu 控制, 灌浆帷幕向两岸山体各延伸 20m。上、下游坡比基本维持现状,上游坝坡在原干 砌石上现浇 15cm 厚混凝土块护坡,下游坝坡为草皮护坡,整修下游排水棱体, 加固衬砌坝脚过水渠。
初期工程充分考虑到后期大坝加高完建的要求,预先设置了必要的工程措施 (如混凝土坝下游面设置键槽,河床 100m 高程以下已按 170 方案进行建设,后 期加高没有水下工程等),为大坝后期加高工程创造了有利条件。 2. 初期工程效益
初期工程 1973 年建成以来发挥了巨大的综合效益,极大地促进了区域经济 发展。1995 年湖北省经济十强县有八强在丹江口下游沿江地带。
土石坝布置于新老河道分叉首端,泄流入主河道,电站厂房、船闸等布置于左侧
老河道末端。其首展建筑物相距约 6km,用围堤相连。混凝土重力坝长 64.4m,
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最大坝高 33.9m;土石坝及围堤全长 l7.3km;电站形式为河床式,总装机容量为 l0.9 万 kW.为 4 台单机容量 2.725 万 kW 的贯流式灯泡水轮机组,成套水轮发电 机组均为奥地利伊林电气公司生产制造。电站年平均利用小时 5330h,多年平均 年发电量 5.81 亿 kW.h。
水库运行 40 多年,原有的设施功能已不能满足现代发展的需要,全面除险 加固势在必行。
除险加固工程总投资 7900 万元,主要任务包括主、副坝防渗加固。溢洪道 拆除、扩宽重建。部分隧洞加固改造。
3.2 除险加固工程设计
1.工程等级 潭口水库工程等别为Ⅲ等,主要建筑物级别为 3 级,次要建筑物级别为 4 级。 2.主坝
混凝土坝分为 58 个坝段,全长 1 141 m,最大坝高 117 m。自右向左分别为: 右岸联结坝段;泄洪深孔坝段;溢流表孔坝段;厂房坝段;左岸联结坝段。左岸 联接坝段,采用直接贴坡浇筑方案。
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图 1 深孔坝段剖面加高示意
图 2 溢流坝段加高示意图
3.土石坝加高方案 根 据 初 期 工 程 右 岸 土 石 坝 的 条 件 ,决 定 采 取 改 线 新 建 方 案 。右 岸 地 质
2.2.2 施工控制
图 4 左岸土石坝加高方案(单位: cm)
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溢 流 坝 段 堰 顶 加 高 ,可 按 柱 状 法 浇 筑 施 工 ;厂 房 坝 段 和 深 孔 坝 段 加 高可采取柱状浇筑和直接贴坡浇筑法施工。大坝加高施工中主要采取以 下工程措施: (1) 控制浇筑施工时库水位。为兼顾发电效益,两岸混凝土坝段贴坡混 凝土浇筑时适当控制库水位不超过 152. 0 m,使坝体具有较理想的初始 应力、位移场。 (2) 两岸混凝土坝坝踵应力,在不考虑温度荷载的情况下保持一定的压 应力,以抵消新混凝土温降可能产生的拉应力。 (3) 加强混凝土温度控制及防裂措施,减少混凝土温度应力和提高混凝 土抗裂性能。
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