水电站挡水建筑物设计之混凝土闸坝

水电站挡水建筑物设计之混凝土闸坝

目录

1挡水建筑物结构布置 (1)

1.1 挡水建筑物结构布置修改 (1)

1.2 枢纽布置 (1)

2设计依据 (2)

2.1 工程等别 (2)

2.2 基本资料 (3)

2.3 枢纽工程量 (6)

3重力坝 (7)

3.1 坝体布置 (7)

3.2 坝体结构设计 (8)

3.3 坝体稳定及应力计算 (10)

4溢流坝 (18)

4.1 结构布置及体型设计 (18)

4.2 水力计算及水工模型试验概述 (19)

4.3 坝体稳定及应力计算 (25)

4.4 护坦及左、右导墙结构设计 (27)

4.5 闸墩结构设计 (32)

4.6 坝顶桥梁设计 (35)

5坝体构造 (37)

5.1 坝顶布置 (37)

5.2 坝内廊道布置 (38)

5.3 坝体分缝及止水 (39)

5.4 坝体混凝土强度等级分区 (40)

6基础处理设计 (41)

6.1 坝体地基开挖 (41)

6.2 固结灌浆 (41)

6.3 帷幕灌浆 (41)

6.4 坝基及坝内排水 (42)

6.5 坝基一般地质缺陷处理 (42)

7工程缺陷及其处理 (42)

1 挡水建筑物结构布置

1.1 挡水建筑物结构布置修改

挡水建筑物主要修改部分为：

改预应力闸墩为常规闸墩；

变底流和戽流相结合消能为短护坦底流消能；

左岸非溢流坝建基面抬高。

1.2 枢纽布置

1.2.1 坝线及坝型选择

1.2.1.1 坝线选择

根据地形地质条件，坝轴线宜靠近已建的滚水坝，如此，可以利用滚水坝作为上游围堰的一部分，同时可以减少围堰工程量加快施工进度，也可以保证施工期下游灌溉和生活用水的供给。经综合必选，坝轴线选定在原滚水坝滚水坝下游30m处，左岸延伸一定的距离后，向上游偏折24°的角度；右岸坝轴线直线延伸过挖除后的F10和F4断层交汇带基础再向上游偏折37.07°的角度。

1.2.1.2 坝型选择

坝址枯水期河床宽约310m，河面宽阔，两岸地形不对称，右岸坡稍陡，约35°，左岸地势开阔，岸边有高程约36m的Ⅰ级阶地，阶地上为坡度约10°的山坡。两岸风化程度不一，右岸强风化下限3.5m～9m，左岸强风化下限5m～13m，风化较深，不具备修建拱坝的地形条件。河床基岩裸露，厚1m～2m的弱风化岩石下为微风化——新鲜黑云斜长片麻岩、混合岩化花岗岩及角砾状混合岩，岩性致密较坚硬，适宜建混凝土重力坝。

右岸坝型做了砼坝与土坝两种坝型的比较。综合分析比较，右岸岸坡坝段推荐采用常态混凝土重力坝，且坝轴线向上游偏转。

河床式厂房左侧坝段需布置低干渠进水口，弱风化下限埋深约8m，因低干渠渠首电站布置需要，其挡水坝段只能采用混凝土重力坝。低干渠坝段以左岸坡坝段，覆盖层厚0.5m～2.5m，基岩风化深度逐步加大，为全一强风化黑云斜长片麻岩、混

合岩化花岗岩(土)，厚5m～13m。该处地形平缓开阔，地面高程36m～75m，坡角10°～15°。全风化土层属中压缩性低液限粘性土，渗透系数K＝5.8×10-4～6.7×10-5cm/s，具较好防渗性能，可作为土坝基础。左岸坝型做了砼坝、土坝和浆砌石坝3个方案的比较，采用土坝比混凝土坝将节约静态投资2000万元以上；土坝比浆砌石坝将节约投资400万元以上，故左岸岸坡坝段采用土坝。

1.2.2 枢纽总布置

水电站采用河床式布置，主要由挡水建筑物、泄水建筑物、发电厂房及灌溉进水口等建筑物组成。水库正常蓄水位54m，水库总库容1.22亿m3，总灌溉面积64.55万亩，枢纽电站装机容量80MW，最大坝高34.5m，属二等大(2)型工程。本工程选定的洪水标准：挡水建筑物及河床式厂房坝段正常运用洪水标准采用洪水重现期100年；非常运用洪水标准重现期：混凝土坝采用1000年、土坝采用2000年；消能防冲设计洪水标准重现期采用50年。

枢纽主要由挡水建筑物、泄水建筑物、发电厂房及灌溉进水口等建筑物组成。挡水建筑物包括左、右岸混凝土重力坝段、土坝接头坝段和均质土坝段；泄水建筑物布置在偏右岸主河槽位置，共13个坝段，12孔溢流孔，总长256.5m；发电厂房包括河床式厂房坝段及低干渠渠首电站厂房；灌溉进水口为低干渠和中干渠进水口。混凝土坝坝顶高程58.5m，最大坝高34.5m；均质土坝坝顶高程59m，最大坝高22m。

2 设计依据

2.1 工程等别

a) 工程等别及建筑物级别

枢纽工程以灌溉、供水为主，兼顾发电等综合效益。水库正常蓄水位54.00m，水库总库容1.22亿m3，总灌溉面积64.55万亩，枢纽电站装机容量80MW，最大坝高34.5m。根据中华人民共和国《防洪标准》(GB50201-94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定，本工程属二等大(2)型工程。

永久性主要建筑物有：拦河坝(混凝土坝、土坝)、泄水建筑物、枢纽发电厂房、灌溉进水口等属2级建筑物。低干渠渠首电站厂房属4级建

筑物。

永久性次要建筑物有：厂区挡土墙、消能建筑物左、右导墙属3级建筑物。

b) 设计洪水标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定，本工程选定的洪水标准为：挡水建筑物及河床式厂房坝段正常运用洪水标准采用洪水重现期100年；非常运用洪水标准重现期：混凝土坝采用1000年、土坝采用2000年；泄水建筑物的消能防冲设计洪水标准重现期采用50年。低干渠首电站正常运用洪水标准重现期采用20年，非常运用洪水标准重现期采用100年。

c) 地震烈度

根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度小于0.05g(50年超越概率10%)，相应本工程区地震基本烈度小于6度。根据DL5073-2000《水工建筑物抗震设计规范》，本工程抗震设防类别为丙类，设计烈度按6度采用。

2.2 基本资料

a) 水文气象

坝址控制流域面积4082km2

多年平均降雨量1540mm

多年平均流量117m3/s

历史最大洪水流量(宝桥站) 25400m3/s

多年平均含沙量0.193kg/m3

多年平均输沙量73.36万t

多年平均输沙率23.26kg/s

历年最高气温39.7℃(1980-04-23)

历年最低气温0.1℃(1974-01-02)

多年平均气温23.9℃

多年平均风速23.5m/s

流域平均相对湿度80%

b) 水库特征