中国已建成的最高坝滩双曲拱坝
中国大坝建设现状及发展
速度显著回升 ,新坝型出现而且迅速发展 。一些达
到世界先进水平的工程陆续开工 ,完成了一大批高
坝和大型水电站 ,包括安康重力坝 (高 120 m) 、紧水
滩拱坝 (高 102 m) 、东江拱坝 (高 155 m) 、东风拱坝
(高 168 m) 、隔河岩拱坝 (高 151 m) 、漫湾重力坝 (高
132 m) 、鲁布格土石坝 (高 101 m) 等水电站 。举世
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36 226 座 ,中国 18 820 座 ,占 52 % ,仍居世界首位 。 近 10 a 来 ,从 1990 年开始 ,根据国际大坝委员会的 要求 ,逐年统计了在建大坝情况 (见表 1 、2) 。
从表 1 、2 可以看出 , 全世界在建大坝每年有 1 100～1 700 座 ,中国有 250～310 座 ,约占 1/ 4～ 1/ 5 。全世界每年建成投产的大坝为 199～368 座 , 中国为 72～153 座 。1994 年以后 ,情况稍有变化 , 即 1994 年前中国始终居第 1 位 ,土耳其和日本分为 第 2 、3 位 。此后 1995 年印度跃居第 1 位 , 有 650 座 ,我国 (280) 和土耳其 (145) 分列2 、3 位 。
从我国建坝速度初步分析 , 大体可分成 4 个 阶段 。
第 1 阶段 :1950～1957 年发展初期 ,从治淮起 步 ,根治海河 、开始治黄 。比较著名的大坝在北京有 永定河的官厅土坝 (高 46 m) ,淮河北支流有白沙 (高 47182 m) 、薄山 (高 4814 m) 、南湾 (高35 m) 等 土坝 ,淮河南支流有佛子岭 (高 7414 m) 、梅山连拱 坝 (高 88 m) ,响洪甸重力拱坝 (高 8715 m) 和磨子潭 支墩坝 (高 82 m) 等 。在海河流域各支流上也开始 建设 。1955 年黄河流域开发规划完成 ,首批开工的 有三门峡重力坝 (坝高 106 m) 。
水利工程运行与管理
丹江口水电站位于湖北省丹江口市境内，是长江最大支流汉江上第一座大型水电 站。一期工程混凝土坝坝顶高程162m，装机容量90万kW，1973年建成；2010年 3月二期工程大坝加高至176.6m高程，正常蓄水位170m的水库总库容为290.5亿 m3，是南水北调中线工程的骨干工程。
刘家峡水电站位于黄河上游甘肃省境内，装机容量122.5万kW，大坝为混凝土重 力坝，最大坝高147m，总库容57.8亿m3，工程于1974年建成，是新中国建成的 首座百万千瓦以上的大型水电站。
拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上，是黄河流域装机容 量最大、发电量最多的水电站。电站最大坝高250m，总库容10.79亿m3，总装机 容量420万kW，多年平均年发电量102.33亿kWh。电站支撑西北750kV电网网架， 是―西电东送‖北通道的骨干电源和西北水火电―打捆‖东送的战略性工程。
丰满水电站位于吉林省吉林市境内第二松花江上，是中国最早建成的大型水电站。 1937年日伪统治时期动工，1943年开始发电，1948年东北解放后修复加固，是东 北电网骨干电站。坝高108m，水库库容88.5亿m3，装机容量100.4万kW，年发电 量20.3亿kWh。被誉为“中国水电之母”。
古田溪水电站位于福建省东北部山区的古田溪上，1953年开始动工兴建，由4个梯 级组成，总装机容量27.1万kW。其中一级水库为不完全年调节水库，大坝长 421m，高71m，为我国第一座混凝土宽缝重力坝。
龙羊峡水电站位于青海省共和县与资南县交界处，坝址距黄河源头1681km，1979 年12月开工。电站坝高178m，库容247亿m3，为20世纪80年代已建和在建水电 站中最大的。安装4台32万kW水轮发电机组，总容量128万kW，年设计发电量60 亿kWh。
拱坝
2、鼻坎挑流式
溢流堰顶适当向下游 悬臂挑出，挑流落水点 较自由跌流远，但离坝 仍近，仍需有一定的水 垫，必要时采取河床底 部的防冲措施，仍需限 制单宽流量。
3、滑雪道式
适用于下泄流量 较大，要求下泄水 流落点远离坝址， 或利用厂房顶溢流 的拱坝。 如我国已建的乌 江渡重力拱坝、东 江拱坝、紧水滩拱 坝等都采用这种形 式。
☀
3.24拱坝的泄流、构造及地基处理
∮-1 拱坝的泄流 20世纪50年代才开始利用坝身泄水， 取得许多成功的经验。 • 坝身泄流方式主要有四种：
–自由跌落式 –鼻坎挑流式 –滑雪道式 –坝身泄水孔式
1、自由跌落式
• 结构简单，多用于单宽流量较小的拱坝。 水流落点距坝址较近，坝下冲刷容易危及坝基， 要求有较好的基岩、较深的水垫，并应采取保护措 施。
变圆心、变半径
• 圆心平面位置、半径和中心角均随高程而变化。 • 具有水平和垂直的双向曲率，梁的作用减弱，整 个坝体保持足够的刚度。 • 尽管设计施工都比较复杂，仍被广泛采用。
• 中心角的经验取值： – 顶拱:75-110°； –底拱:50-80°。
• 顶拱两端满足的条件： – 拱端内弧面的切线与河岸等高线的 夹角不得小于30°； –拱端不能悬空； –拱端要嵌入基岩一定深度，约1m。
水压力 温度荷载 自重 扬压力
厚拱坝
（重力拱坝）
∮-2 拱坝的应力分析方法
• 杆件体系
• 圆筒法 • 纯拱法 • 拱梁分载法
• 有限单元法 • 模型试验法 • 壳体结构法
拱冠梁
拱荷载
梁荷载
静水荷载
• 拱梁分载法
• 假定拱坝是由许多水平拱圈和铅直悬臂梁所 组成，荷载由拱和梁共同承担，按拱、梁各 相交点变位一致的条件将荷载分配在拱、梁 两个系统上。 • 为简化计算，用拱冠梁作为所有悬臂梁的代 表，该计算方法即为拱冠梁法。
二滩高拱坝混凝土的特点和裂缝的关系
的品质对混凝土性能亦起着重要作用。 （） １水泥 ： 二滩 大坝 采 用 渡 口水 泥 厂生 产 的 ５５ ２
收 稿 日期 ：９０—０ ２０ ／ ９—１ ２
量 ≤ ６ （ 际 ４０ ％） ２ｄ胶 砂 抗 压 强 度 ≥ ％ 实 ． ２ 、８ ５ ．ＭＰ（ 际 ５ ．１ ａ。 ２５ ａ实 ９６ＭＰ ）
其 他 工程则 从 ０６ ．８条至 ２ 条不 等 ， ０ 详见 表 １ 。
二滩 水 电 站 拦 河 坝 为 混 凝 土 双 曲 拱 坝 ， 高 坝 ２Ｏ 坝顶 弧 长 ７４６ｍ， 顶 宽 １ｍ， 冠 坝底 厚 ４ｍ， ７ ．５ 坝 ｌ 拱 ５ ． ｍ， ５７ 坝体 混凝 土总量 为 ４５ ４ １ 万 。大 坝混 凝 土
凝 土 的性 能 。经 过 多方 比较 论证 ， 主要 采 用 开采 的
定粉煤灰的品质为 ２级灰， 实际上所使用的河 门口
热电厂 的粉煤 灰 ， 细度 介 于 １ 除 —２级灰 的标 准 外 ，
其余 指 标 均 达 到 １ 灰 的要 求 ， 级 即筛 余 量 平 均
９２ ％（ ．３ 规定 ≤８ 、 水 量 比 ９ ．７ ≤１５ 的 ％）需 ２５ ％（ ０ ％ 规 定 ）抗压 强 度 比 ７ ％（ 定为 ≥７ ％ ）烧失 量 、 ８５ 规 ５ 、 ３７ ％（ ．９ 规定 ≤８ 、ｏ 为 ０２ ％（ ％ 的规定 ） ％）ｓ ３ ．８ ≤３ 、 含水量 ００ ％（ ％的规 定 ） ．７ ≤１ 。优质 粉 煤 灰 掺人 混
适合 配制 大体积 贫 混 凝 土 ， 其是 正长 岩 骨 料混 凝 尤
于 １９ 年 ２月 ２ ９５ ３日开浇 ， １９ 年 ８ 至 ９８ 月浇筑到顶。 平均月浇筑强 度 １ Ｏ万 ， 高月强度 达 １ ． 最 ６５万 混凝土质量优良， ０ ６ ２ Ｏ年 月竣工。 Ｏ
我国坝工技术成就
我国坝工技术成就邴 凤 山(中国水力发电工程学会,北京,100761)关键词 坝型优选 碾压混凝土坝 混凝土面板堆石坝 高土石坝 泄水建筑物 地下工程 预应力锚固技术摘 要 建国以来我国水电事业发展很快,坝工技术也随之有长足的进步。
除对常规坝型外,重点对碾压混凝土坝和钢筋混凝土面板堆石坝的设计和筑坝技术,开展了大规模的研究和广泛的应用;对在特定条件下建设高坝方面,如复杂地形、地质条件,高地震烈度区,在狭窄河谷渲泄大洪水等进行过专题攻关;此外还围绕设计与施工中的关键技术问题,开展了多学科的综合研究,均取得了可喜的成就。
建国50年来我国水电事业和坝工建设发展很快,兴建了一大批水电站,如50年代的新安江水电站,60年代的刘家峡、丹江口、三门峡水电站, 70年代的葛洲坝、乌江渡、龚嘴、凤滩等水电站, 80年代的龙羊峡、五强溪、水口等水电站,其坝工技术水平也随之有长足的进步和提高。
90年代在水电建设坝工技术方面又上了新的台阶。
1997年长江三峡工程、黄河小浪底工程和澜沧江大朝山水电站的截流成功,二滩、天生桥一级、李家峡等大型水电站和十三陵、广州、天荒坪等大型抽水蓄能电站相继建成,这一切都说明了我国的水电事业和坝工技术的发展已迈向新的更高征程。
下面分10个方面综述。
1 坝型的优选坝型的优选,是从我国的资源、建筑材料及劳动力优化着眼,达到优化利用资源、改善环境、提高社会和经济效益。
研究新结构,作为坝工技术开发的切入点,全面开展筑坝技术的革新和创新。
坝型的优选,我国自建国初期就十分重视,到80年代中期,在我国的水电建设中,除对常规坝型设计进行概念更新外,重点放在碾压混凝土坝和钢筋混凝土面板堆石坝上。
对这两种坝型的设计和筑坝技术,开展了大规模的研究和广泛的应用,取得了可喜的成就。
2 碾压混凝土坝的快速发展碾压混凝土坝具有节省水泥、施工简易、工期短、造价低的优点。
我国自1986年成功地建成第一座碾压混凝土坝以来,据估计,已建、在建和正在设计的碾压混凝土坝大约有50座左右,是我国坝工发展有前景的坝型之一。
万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝工程综述
第３９卷第１期红水河Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１２０２０年２月ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＦｅｂ．２０２０万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝工程综述高㊀宇１，盘春军２，卢㊀山３（１．大唐宣威水电开发有限公司，云南㊀宣威㊀６５５４００；２．中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，广西㊀南宁㊀５３０００７；３．中国能源建设集团广西水电工程局有限公司，广西㊀南宁㊀５３０００１）摘㊀要：万家口子水电站位于云贵高原喀斯特地区，大坝挡水建筑物为碾压混凝土双曲拱坝，坝基地质复杂，大坝设计极具挑战，采用多种先进技术设计㊁先进工艺技术施工，成功建成目前世界上最高碾压混凝土双曲拱坝，初期蓄水运行监测表明，拱坝运行性态正常㊂关键词：碾压混凝土双曲拱坝；枢纽布置；设计；施工；特点；万家口子水电站中图分类号：ＴＶ５文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０２０）０１－０００１－０６１㊀概述万家口子水电站位于北盘江干流上游革香河上，地处云南省宣威市及贵州省六盘水市交汇地界，距宣威市７０ｋｍ，距六盘水市７７ｋｍ㊂电站是北盘江干流上游的第四个梯级电站，以发电为主，并满足下游工农业生产用水，不具备通航的条件，无防洪要求，挡水大坝最大坝高１６７．５０ｍ，坝顶高程为１４５２．５０ｍ，正常蓄水位１４５０．００ｍ，设计洪水位１４５０．７２ｍ，校核洪水位１４５１．９５ｍ，水库总库容２．７９３亿ｍ３，调节库容１．６９８亿ｍ３，属不完全年调节水库㊂万家口子水电站装机容量为１８０ＭＷ，多年平均发电量为７．１０ˑ１０８ｋＷ㊃ｈ，装机利用小时数为３９４７ｈ，保证出力为３３．３０ＭＷ，装保比为５．４倍，水量利用系数为９１．８６％㊂２㊀地质条件坝址处河流流向为２５ʎ ３０ʎ，两岸岩层走向与河流交角大于７０ʎ，为横向谷㊂河水面宽２０ ３３ｍ，河底面高程１２９５ １３００ｍ，两岸山顶高程在１９００ｍ以上，相对高差６００ ７５０ｍ，为峡谷型河流㊂坝址区从上游至下游主要分布石炭系下统大塘组页岩㊁泥灰岩㊁砂岩互层，石炭系下统岩关组灰岩，泥盆系中统㊁上统宰格群白云岩，岩层倾向上游㊂岩关组灰岩和泥盆系中统㊁上统宰格群白云岩为中等岩溶层，是大坝主要建基岩体㊂岩层发育有ＮＷ向㊁ＮＥ向和近ＥＷ向断层，规模较大的有ＮＥ向Ｆ６㊁Ｆ１２断层，近顺河方向，其中Ｆ１２断层在１３４０ｍ㊁１３９０ｍ高程灌浆廊道揭露，Ｆ６断层在１３９０ｍ㊁１４５２ｍ高程灌浆廊道揭露㊂ＮＷ向主要有Ｆ１０１㊁Ｆ２０１断层，Ｆ１０１㊁Ｆ２０１断层主要出露在坝基上下部分之间的斜坡上和坝基上半部分左侧建基面上，并以３５ʎ ４０ʎ倾角，插入上半部分右侧建基面底部；发育有ＮＷＷ向的层节理和层面溶蚀裂隙，ＮＷ向㊁ＮＥ向切层张性裂隙及ＮＮＷ向㊁ＮＮＥ向卸荷裂隙㊂坝址两岸地下水位低平，枯水期与河水基本持平或略高，平均坡降左岸为０．１２５６，右岸为０．１３５１，岩体１２００ １４８５ｍ高程段以中等透水性为主㊂岩溶发育深度较大，溶蚀发育带底界左岸为１１８０ｍ高程，右岸为１２００ｍ高程，河床为１２０７ｍ高程，基本低于河床枯水位１００ｍ左右㊂河床坝基部位发育有Ｆ１０１㊁Ｆ２０１㊁Ｆ２０２断层，断层及其影响带所围岩体多为Ⅲ类㊁Ⅳ类，局部为Ⅴ类㊂Ｆ２０１断层：出露于坝基下游，在１２８９ｍ高程上距坝基边缘３ ８ｍ，产状３００ʎ ３２５ʎ／ＳＷø２８ʎ ３５ʎ（横切河流，倾向上游），长约１０５ｍ，经岩溶改造后的宽度一般为０．２ ０．５ｍ，局部达２．２ｍ㊂原生的Ｆ２０１断层规模较小，在河水面以下约１５ｍ，沿构造面以岩石破碎为主，间隔出现溶蚀空洞和少量夹泥现象㊂㊀㊀收稿日期：２０１９－１０－２８；修回日期：２０１９－１２－１１㊀㊀作者简介：高㊀宇（１９７０），男，广西容县人，高级工程师，学士，主要从事水利水电工程建设管理工作，Ｅ－ｍａｉｌ：１０４７１０２３４１＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂１㊀红水河２０２０年第１期㊀㊀Ｆ２０２断层：出露于坝基左侧，产状８０ʎ ８８ʎ／ＳＥø４５ʎ ５０ʎ（斜切河流，倾向上游），长约１１２ｍ，经岩溶改造后的宽度一般为０．２ ０．３ｍ，局部达０．５ｍ㊂断层带主要为碎裂岩㊁方解石化压碎岩，经岩溶改造后，主要为钙泥质充填可空洞，局部尖灭㊂Ｆ１０１断层：在１２８９ｍ高程出露于坝基中部，产状２８５ʎ ３００ʎ／ＳＷø３５ʎ ４２ʎ（横切河流，倾向上游），带宽１．４ ４．３ｍ，带内为构造岩，淡红色㊁灰红色，原岩成份为硅质灰岩㊁白云岩㊂胶结物为钙质㊁方解石㊁铁质及石英，岩石表面呈条纹状，整体胶结良好，但沿不整合接触带地下水活动强烈，岩溶发育㊂３㊀枢纽布置及主要建筑物３．１㊀枢纽布置万家口子水电站为Ⅱ等大（２）型工程，挡水大坝为１级建筑物，引水发电系统为３级建筑物，大坝设计洪水重现期１０００年，校核洪水重现期５０００年；枢纽永久建筑物包括碾压混凝土双曲拱坝㊁泄洪及消能建筑物和引水发电建筑物等㊂枢纽布置见图１㊂图１㊀万家口子水电站枢纽平面布置图３．２㊀主要挡水及泄洪消能建筑物３．２．１ 碾压混凝土双曲拱坝碾压混凝土拱坝坝顶高程１４５２．５ｍ，坝底高程１２８５ｍ，最大坝高１６７．５ｍ，最大中心角８７．５３４ʎ，最小中心角３９．５３４７ʎ，中曲面拱冠处最大曲率半径１８７．７５１３ｍ，最小曲率半径６９．２３４１ｍ㊂坝顶上游弧长４１３．１５７ｍ，坝顶厚９ｍ，拱冠处坝底厚３６ｍ，厚高比０．２１５，拱冠梁最大倒悬度为０．１４，坝身最大倒悬度为０．１４，拱坝呈对称布置㊂拱坝体型图见图２㊂２高㊀宇，盘春军，卢㊀山：万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝工程综述㊀图２㊀拱坝体型图㊀㊀大坝内１２９３ｍ㊁１３４０ｍ㊁１３９０ｍ高程设３层帷幕灌浆㊁排水㊁检查廊道，不设爬坡廊道㊂帷幕灌浆洞及帷幕灌浆廊道尺寸均为３．０ｍˑ３．５ｍ（宽ˑ高）㊂坝下游侧１３４０ｍ和１３９０ｍ高程设置２层坝后桥，坝后桥与灌浆廊道通过横向交通洞连接，横向交通洞设在左右岸㊂坝体防渗以碾压混凝土自身防渗为主，以接缝止水和坝体排水等措施为辅，在坝体上游侧设计二级配碾压混凝土作为防渗体，厚度为１／１０倍 １／１５倍坝高，最小厚度为２．０ ３．０ｍ㊂３．２．２㊀坝身泄洪及消能建筑物校核泄洪流量为４９６５ｍ３／ｓ，采用坝身表孔㊁中孔联合泄洪方式，坝顶溢流表孔布置于坝顶中部，共设置３孔，每孔净宽１２ｍ，堰顶高程１４３７ｍ，采用差动式挑流鼻坎，最大挑角θ＝２０ʎ，最小挑角俯角θ＝１０ʎ，ＷＥＳ堰面曲线定型水头Ｈｄ＝１０．８３ｍ㊂坝身设置２孔泄洪冲沙中孔，孔底高程１３６５ｍ，进口尺寸为３．０ｍˑ８．０ｍ，出口尺寸为３．０ｍˑ４．５ｍ㊂水垫塘长度为１７４ｍ，底板高程为１２８５ｍ，校核水位时水垫塘水深为２９．６５ｍ㊂二道坝坝顶高程为１３０８ｍ，采用碾压混凝土坝，见图３㊂３．２．３㊀引水发电建筑物引水发电建筑物布置在右岸，主要包括进水口㊁引水隧洞㊁地面厂房等㊂进水口为岸塔式，顺水流方向长２２．６５ｍ，建基面高程为１３９５．５ｍ，塔顶检修平台高程为１４５２．５ｍ，检修平台的靠山侧回填素混凝土与上坝道路相连㊂引水隧洞采用一洞双机布置方式，全长４８５．３７ｍ，由上平段㊁水平转弯段㊁上弯段㊁斜井段㊁下弯段和下平段等部分组成㊂上平段㊁上弯段采用钢筋混凝土衬砌，洞径为７ｍ；斜井段㊁下弯段和下平段为压力钢管外包混凝土，洞径为６ｍ㊂分岔管直径为４ｍ，长度为４０．３７ｍ（２号机组），外包钢筋混凝土㊂主厂房平面尺寸为６８．２２ｍˑ２３．５０ｍ，从上游至下游依次为机组段和安装间，主变压器布置在厂房机组靠山侧，副厂房位于安装间上游，开关站为ＧＩＳ楼，设置于主变压器屋顶上㊂４㊀工程设计施工主要特点４．１㊀工程设计特点万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝坝高为１６７．５０ｍ，拱坝水推力达２６９．５８万ｔ㊂大坝建成时，国内同类型的大坝沙牌㊁三里坪㊁大花水及象鼻岭水电站的碾压混凝土拱坝坝高分别为１３０ｍ㊁１３３ｍ㊁１３４．５ｍ和１３５．５ｍ，国外同类型最高的老挝南俄５碾压混凝土重力拱坝坝高为１００．５ｍ㊂与国内外已建碾压混凝土拱坝相比，万家口子水电站碾压混凝土拱坝在高度上已经上了一个新台阶㊂３㊀红水河２０２０年第１期图３ 拱冠梁中心剖面上泄洪消能建筑物布置图４．１．１㊀大坝横缝设计特点在高性能碾压混凝土研究基础上，利用大型非弹性温控仿真平台，采用混凝土非线性徐变模型进行仿真计算，开展大坝分缝的多方案研究，最终确定大坝采用６条横缝方案［１］，缝间坝段长４８ ７８ｍ，大部分坝段长约５５ｍ，远超ＳＬ３１４－２０１８‘碾压混凝土拱坝设计规范“中 分缝间距宜为１５ ３０ｍ 的建议值，也比前期建设的碾压混凝土拱坝分缝间距长㊂分缝数量的减少，加快了碾压混凝土的浇筑速度，且减少了后期并缝灌浆的工程量㊂４．１．２㊀泄洪消能设计技术特点校核泄洪流量４９６５ｍ３／ｓ［２］，泄洪落差约１７０ｍ，泄洪功率６６８１ＭＷ［２］，下游水垫塘的单位水体消能率和水垫塘最大动水压力分别达到１０ １４ｋＷ／ｍ３和１５ˑ９．８１ｋＰａ㊂根据理论计算结合水工模型试验，采用 坝身设置溢流表孔及冲沙中孔挑流＋下游水垫塘 的消能方式［２］，在坝顶中部布置３孔表孔，表孔溢流前沿呈圆弧形，每孔净宽１２ｍ，中墩上游端厚度７ｍ，下游端厚度３ｍ，边墩厚度３ｍ，溢流坝段挡水前沿长度５６ｍ，堰顶高程１４３７ｍ，其后接差动式挑流鼻坎；溢流表孔下部布置２孔泄洪冲沙中孔，底板高程１３６５ｍ，采用深孔体型设计㊂进口孔口尺寸３ｍˑ８ｍ（宽ˑ高），出口孔口尺寸３ｍˑ４．５ｍ㊂差动式的表孔挑流鼻坎和宽尾窄缝中孔的结构体系，使水流在空中呈窄高形泄出，充分掺气，并使多股水流在空中碰撞后分散入池，有效地削减了泄洪水流对消力池底板的冲击力，解决了窄河谷㊁大流量㊁高落差的泄洪消能难题㊂４．１．３㊀新老混凝土结合面处理技术特点２０１２年６月大坝碾压混凝土浇筑至１３２３．６ｍ高程后，由于多种原因，２０１２年７月至２０１４年１２月工程停工缓建㊂工程续建后，为解决新老混凝土结合问题，针对已浇筑的混凝土采用三维瞬态有限元法进行温度场及温度应力仿真计算分析研究，着重研究已浇筑混凝土对新浇混凝土应力影响大小及范围，仿真计算表明，结合面附近新浇碾压混凝土在０．３ｍ出现较大拉应力，坝体内部横河向温度应力最大值为４．５４ＭＰａ［３］，顺河向温度应力最大值为４．６０ＭＰａ［３］，大于混凝土温度应力允许值，需要进行工程处理㊂工程续建后对新老混凝土结合面的处理采取 层面清理＋铺设水泥浆和限裂钢筋＋埋设观测仪器 的常规处理方案，针对不同混凝土材料分别配筋，二级配碾压混凝土在结合面以上０．２ｍ内铺设钢筋，三级配碾压混凝土在结合面０．６ｍ内铺设钢筋㊂水库蓄水后，没有出现裂缝及渗水现象，处理效果较好㊂４．１．４㊀岩溶坝基基础处理技术特点大坝坝基开挖至河床设计建基面１２８５ｍ高程时，揭示Ｆ１０１㊁Ｆ２０１㊁Ｆ２０２断层，受断层影响，坝基大部分为Ⅲ类㊁Ⅳ类岩体㊂经有限元计算，坝体最大等效主拉应力为１．５９ＭＰａ［４］，不适宜作为４高㊀宇，盘春军，卢㊀山：万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝工程综述㊀坝基岩体，采取 混凝土置换＋坝肩传力洞＋抗力体大吨位预应力锚索＋抗力体排水平洞（排水孔） 多措施综合整治加固，对河槽坝基Ｆ２０１断层上盘的Ⅳ１Ｂ类岩体全部挖除，坝基下游半部建基面置于１２７６ｍ高程，坝基上游半部建基面置于１２８５ｍ高程，建基面岩体以Ⅲ１Ｂ为主，局部为Ⅳ１Ｂ类，埋深较大难以挖除的Ⅳ１Ｂ类岩体进行高压固结灌浆处理；左坝肩１２８５ １３０５ｍ高程Ⅳ１Ｂ类岩石予以挖除，采用三级配Ｃ２５混凝土回填；右坝肩及下游抗力体１３１５ｍ高程以下Ⅳ１Ｂ类岩石予以挖除，坝基建基岩体为Ⅲ１Ｂ类，采用三级配Ｃ２５混凝土回填㊂同时对左右岸抗力体部分受断层影响的岩体布置传力洞㊁预应力锚索处理，经基础处理后不改变拱坝体型㊂经蓄水运行检验，基础处理方案是成功的㊂４．１．５㊀岩溶渗漏问题防渗处理技术特点坝址区具有岩溶发育深㊁隔水层埋深大㊁地下水位低等特征，存在多层㊁多条透水性好的导水通道㊂在地质研究和三维有限元渗流场计算分析基础上，查明了绕坝渗漏途径和地下水渗流场特性，坝基渗流场的水头分布和建基面上的扬压力主要受坝基排水孔和防渗帷幕控制，不整合面㊁岩溶透水带等是主要渗流通道，对坝基渗流场特性有较大的影响［５］㊂在右岸帷幕端头难以接到正常蓄水位等高地下水位线和小于１Ｌｕ相对隔水层情况下，拟定了 非完全封闭悬挂帷幕＋下游抗力体纵横排水洞及排水孔 的截排结合防渗体系，该体系以控制影响大坝和坝肩稳定的扬压力为主，彻底截断管道性渗漏通道，合理控制绕坝渗漏量㊂实际帷幕设计为左岸第一排帷幕底线伸入１Ｌｕ线，端头接３Ｌｕ线但无法与正常蓄水位等高地下水位相接；右岸部分地段１Ｌｕ线较低，帷幕底线穿过３Ｌｕ线，端头无法与３Ｌｕ线和正常蓄水位等高地下水位相接，不能形成封闭帷幕㊂幕后设计３层排水洞，按两横两纵布置，沿山体内侧纵向排水廊道布置排水幕，以截流两岸绕渗水，减轻绕渗对坝肩抗力岩体的影响，降低渗透压力㊂４．２㊀工程施工特点４．２．１㊀高性能碾压混凝土性能优化设计工程设计对拱坝碾压混凝土性能提出 高强㊁低弹㊁低热㊁高极拉 的要求㊂设计㊁施工㊁科研等单位采用混凝土含气量㊁水泥粉煤灰净浆富裕系数㊁砂浆富裕系数㊁粗骨料绝对体积及浆体比５个特征参数控制理论进行配合比设计，采用中热水泥与第三代高效缓凝减水剂聚羧酸［６］配制混凝土，混凝土拌合料抗分离性能好㊁保塑性好㊁压实性好㊁水化热低，碾压混凝土各项指标完全满足设计要求（见表１㊁表２）㊂表１㊀大坝碾压混凝土配合比表工程部位设计指标水胶比掺合料／％砂率／％外加剂减水剂／％引气剂／（ˑ１０４）混凝土材料用量／（ｋｇ／ｍ３）水水泥掺合料砂石ＶＣ值／ｓ含气量／％表观密度／（ｋｇ／ｍ３）内部１Ｃ３１８０２５Ｗ６Ｆ５００．４７６０３３０．８３．０８１６９１０３７２９１５１４３ ５３．６２４７５上游面Ｃ２１８０２５Ｗ８Ｆ１０００．４６５５３８０．８３．０８９８７１０６８２４１３７６３ ５３．６２４６２㊀注：原材料包括４２．５中热硅酸盐水泥㊁掺合料（Ⅱ级粉煤灰）㊁灰岩人工砂（细度模数２．７０，石粉含量１４％ １８％）㊁粗骨料（人工料，三级配为３０ʒ４３ʒ２７，二级配为６２ʒ３８）㊂表２㊀碾压混凝土主要性能表混凝土编号抗压强度／ＭＰａ２８ｄ１８０ｄ抗拉强度／ＭＰａ２８ｄ１８０ｄ抗压弹性模量／ＧＰａ２８ｄ１８０ｄ抗剪性能绝热温升／ħ线膨胀系数／（ˑ１０－６／ħ）导热系数／（ｋＪ／ｋｇ㊃ｈ㊃ħ）１２１．２３１．７１．６２．９２５．８３４．８层间１．１９／１．９７１９．３６．０６．７０２２３．４３２．８１．７３．１２７．８３７．８层间１．１９／１．７２２０．４６．０６．７８４．２．２㊀碾压混凝土施工工艺特点混凝土拌合：混凝土拌合系统共设４座搅拌站，１号㊁４号为ＨＺＳ１５０型，２号㊁３号为ＨＺＳ２００型强制式搅拌机，同时拌料生产能力为９８５６０ｍ３／月㊂运输入仓：采用两种运输方式，第一种方式是沿水垫塘坡脚㊁上游右侧边坡填筑施工道路，采用２０ｔ自卸汽车直接入仓；第二种方式是利用布置右岸拱肩槽边坡的２条满管卸料入仓，布置在１３５０ １４５２ｍ高程㊂平仓摊铺碾压：１３１８．８ｍ高程以下为通仓平层碾压，此高程以上以３号㊁４号缝为分仓线，采取左中右三仓分仓浇筑，平层碾压，铺料厚度为３４ ３６ｃｍ，振动碾行走速度为１ １．５ｋｍ／ｈ，碾压遍数为无振２遍＋有振６遍＋无振２遍㊂层间控制与层面处理：通过延长拌合料缓凝时间和仓面施工控制，在下层混凝土初凝前完成上层５㊀红水河２０２０年第１期覆盖碾压，施工缝及冷缝层面采用高压水冲毛，均匀铺１．５ ２ｃｍ厚的砂浆，在其上摊铺碾压混凝土㊂浇筑强度：最大浇筑仓面面积４８３３ｍ２，最高峰混凝土浇筑强度为３６３１ｍ３／ｄ㊁５０５６０ｍ３／月㊁３５万ｍ３／ａ㊂模板与升层：采用双向可调标准大块钢模板，模板能够在垂直和水平方向一定范围内进行移动调整，适应大坝沿垂直和水平方向不断变化的曲率，可实现碾压混凝土不间断㊁连续上升施工，每一升层为３ ４ｍ㊂成缝技术：大坝设６条横缝，横缝采用预制混凝土诱导块，在坝体内沿拱圈径向布置，连续叠放两层间隔一碾压层再叠放两层诱导块，缝内预埋重复灌浆系统，设计灌区一般高６ｍ，接缝灌浆面积约１８１６４ｍ２㊂５㊀运行情况万家口子水电站于２０１７年２月９日导流洞下闸蓄水，２０１８年６月２７日关闭中孔抬升水位发电，总体上，大坝整体运行性态正常㊂大坝温度：开始蓄水后，坝体实测温度１７．０ħ １９．０ħ，１４１２．５ｍ高程以下温度约为１７ħ，坝体内部温度逐渐趋于稳定㊂大坝变形：截至２０１８年１２月３０日，据垂线组观测顺河向最大位移为１０．３９ｍｍ，方向指向下游，位于拱冠梁左１３９０ｍ高程处；切向最大位移出现在拱冠梁左１２９３ｍ高程处，为２．５０ｍｍ；大坝坝基最大沉降量为２．９６ｍｍ㊂大坝变形规律表现为往下游及两岸变形，径向位移远大于切向位移，沉降量小，大坝空间变形正常㊂渗流：坝基扬压力强度系数河床部位最大为０．０２，岸坡部位最大为０．３４，坝基扬压力小于设计控制指标㊂坝体渗透压力测值较小，坝基㊁坝体综合渗流量约为３．９Ｌ／ｓ㊂右岸坝肩部位由于断层㊁溶蚀层面发育，坝肩部位存在一定的绕坝渗流水头，有少量的绕坝渗漏量，距离大坝较远，对大坝安全没有影响㊂水垫塘边坡：水库蓄水后水垫塘边坡位移整体表现为两岸往临空面方向变形，但变化量较小，实测最大变形量为１．９２ｍｍ，边坡稳定㊂６㊀结语万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝坝高１６７．５０ｍ，是我国目前已建最高碾压混凝土双曲拱坝，在坝工建设中具有里程碑意义，依托项目建设开展大量科研工作，成功解决了在岩溶地区建设高碾压混凝土拱坝诸多关键技术问题，对推进碾压混凝土拱坝的筑坝技术起到积极的推进作用㊂参考文献：［１］㊀陈飞宇，周伟．万家口子碾压混凝土拱坝结构分缝研究［Ｊ］．水电与新能源，２０１１，９８（６）：６０－６３．［２］㊀李布雳，盘春军，罗秉珠．万家口子水电站泄洪消能布置优化研究［Ｊ］．红水河，２０１０，２９（６）：４８－５０．［３］㊀王富万．万家口子拱坝新老混凝土结合面温度应力分析［Ｊ］．红水河，２０１６，３５（５）：１７－２０．［４］㊀武汉大学．万家口子水电站碾压混凝土高拱坝整体稳定分析与处理措施研究报告［Ｒ］．武汉：武汉大学，２０１０．［５］㊀刘昌军，耿克勤，丁留谦．万家口子水电站拱坝坝基三维渗流场分析及渗控措施研究［Ｊ］．水利水电技术，２００７，３８（３）：２９－３２．［６］㊀莫仁模．万家口子水电站双曲薄壁拱坝碾压混凝土施工优化［Ｊ］．红水河，２０１２，３１（４）：２１－２３．ＳｕｍｍａｒｙｏｆＲＣＣＤｏｕｂｌｅＣｕｒｖａｔｕｒｅＡｒｃｈＤａｍＰｒｏｊｅｃｔｏｆＷａｎｊｉａｋｏｕｚｉＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＧＡＯＹｕ１ＰＡＮＣｈｕｎｊｕｎ２ＬＵＳｈａｎ３１．ＤａｔａｎｇＸｕａｎｗｅｉＨｙｄｒｏＰｏｗｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ． Ｌｔｄ． Ｘｕａｎｗｅｉ Ｙｕｎｎａｎ ６５５４００２．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＧｕａｎｇｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ． Ｌｔｄ． Ｎａｎｎｉｎｇ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０００７ ３．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＧｕａｎｇｘｉＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＢｕｒｅａｕＣｏ． Ｌｔｄ． Ｎａｎｎｉｎｇ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０００１ Ａｂｓｔｒａｃｔ ＷａｎｊｉａｋｏｕｚｉＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｋａｒｓｔａｒｅａｏｆＹｕｎｎａｎ－ＧｕｉｚｈｏｕＰｌａｔｅａｕ．ＴｈｅｄａｍｗａｔｅｒｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓＲＣＣｄｏｕｂｌｅｃｕｒｖａｔｕｒｅａｒｃｈｄａｍ．Ｔｈｅｄａｍｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｇｅｏｌｏｇｙｉｓｃｏｍｐｌｅｘ ａｎｄｔｈｅｄａｍｄｅｓｉｇｎｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｃｈａｌｌｅｎｇｉｎｇ．Ｉｔａｄｏｐｔｓａｖａｒｉｅｔｙｏｆａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｓｉｇｎａｎｄａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｗｏｒｌｄ ｓｈｉｇｈｅｓｔＲＣＣｄｏｕｂｌｅｃｕｒｖａｔｕｒｅａｒｃｈｄａｍｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｗａｔｅｒｓｔｏｒａｇｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｒｃｈｄａｍｉｓｎｏｒｍａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＲＣＣｄｏｕｂｌｅｃｕｒｖａｔｕｒｅａｒｃｈｄａｍ ｌａｙｏｕｔｏｆｈｙｄｒｏｐｒｏｊｅｃｔ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ ＷａｎｊｉａｋｏｕｚｉＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎ６。
世界第一高拱坝的崛起
世界第一高拱坝的崛起几番风雨、几多艰辛。
从上个世纪60年代开始，新中国第一代水电人就开始在雅砻江上书写锦屏的大故事。
作为中国水电建设史上具有里程碑意义的大事件，锦屏一级水电站首批2台机组投产发电，意味着中国水电建设迎来了一个新高度：305米混凝土双曲拱坝的崛起，更加巩固了中国水电世界第一的地位。
新高度，意味着新开始。
就在锦屏一级投产发电之际，《中国能源报》记者再次奔赴雅砻江，试图解读这座世界第一高坝以及这座高坝在中国四川崛起的背后故事。
8月30日，备受瞩目的锦屏一级水电站首批2台机组终于投产发电了。
锦屏之战，这场被雅砻江流域水电开发有限公司（以下简称“雅砻江公司”）总经理陈云华冠之以“关键之举”的战役，再次喜传捷报。
如果说，300米级的高拱坝，在新千年的头一个十年，属于“小湾时代”，那么在锦屏山150公里大河湾里，中国的工程师们将拱坝高度从小湾的292米刷新成锦屏一级的305米，这意味着中国乃至世界拱坝建设史，正式迎来“锦屏时代”。
如今业界流传着一句话：“三峡最大、锦屏最难”。
世界级拱坝，面临的是世界级难题。
就连久经沙场的中国工程院院士王思进都说，他当年最早到这里的时候，脑子里就有一个疑问：这个地方大型工程能不能建？能不能施工？施工当中能不能保障安全？“对于这几个问题，我是有非常大的担心的。
”现在这个工程不仅建成投产发电了，而且从二期蓄水到1800米高程之后的监测情况来看，各方面运行情况表现良好。
中国工程院院士谭靖夷在接受采访时说：“在我看来，锦屏的第一个贡献就在于这个大坝混凝土的质量是优等的。
”然而，这个院士眼里的“优等生”，在其成长的10年里，让来自54家单位的工程师和数万名建设者不知费了多少脑细胞。
左岸鏖战两肩受力不均匀，大坝就会“闪了腰”到锦屏一级参观过大坝的人，都会为她曼妙的身姿和曲线赞叹不已。
然而，站在右岸1885平台上向山对岸望过去，就会发现对岸的山体一片灰白，像“纳鞋底”一样被密密麻麻的4000多根锚索死死地锁住。
中国已建成的最高坝-二滩双曲拱坝
中国已建成的最高坝-二滩双曲拱坝二滩水电站位于中国四川省西南攀枝花市境内的雅砻江下游、距雅砻江与金沙江的交汇口33km，是雅砻江干流上规划建设的21座梯级电站中的第一座。
二滩水电站是一座以发电为主的大型水力发电枢纽。
水库控制流域面积11.64万km2，正常蓄水位1200.0m，发电最低运行水位1155.0m，总库容58.0亿m3，调节库容33.7亿m3，属季调节水库。
电站内装6台550MW的水轮发电机组，总装机容量3300MW，多年平均发电量170亿kW·h，保证出力1000MW，是中国20世纪末建成投产的最大水电站。
枢纽主要建筑物有混凝土双曲拱坝、左岸引水发电地下厂房系统、右岸两条泄洪洞等，双曲拱坝最大坝高240.0m，为中国已建成的最高坝。
二滩水电站1991年9月14日开工，1993年11月大江截流，1998年8月18日第一台机组投产，11月第二台机组投入运行，1999年4月拱坝工程基本完工，其余4台机组在1999年内投产。
二滩水电站自工程正式开工历时8年零3个月全部建成投产。
1 坝址地形地质条件二滩水电站坝址两岸谷坡陡峻、临江坡高300m～400m，左岸谷坡坡度25°～45°、右岸谷坡30°～45°，呈大致对称的“V”型河谷。
河床枯期水位1011m～1012m，水面宽80m～100m，河床覆盖层厚20m～28m.枢纽区基岩由二迭系玄武岩和后期侵入的正长岩以及因侵入活动形成的变质玄武岩组成，均为高强度的岩浆岩、湿抗压强度在170～210MPa之间。
坝区岩体完整性较好，构造破坏微弱，断层不发育，无大的构造断裂及顺河断裂，小断层仅4条，延伸不长、以中高倾角与河床正交或斜交，破碎带宽0.1m～0.6m，结构紧密。
此外，右坝肩中部存在一条因热液蚀变和构造综合作用形成的绿泥石——阳起石化玄武岩软弱岩带，带宽10m左右。
坝址属较高地应力区，河床下部左岸高程954m至976m部位，实测最大应力50.0～65.9MPa，高程1040m附近18.8～38.4MPa.坝区岩石抗风化能力较强，风化作用主要沿结构面进行和扩展，总体风化微弱。
04第四章__拱坝
下游面，可根据拟定的TA，TB、 TC定出
下游面曲线。也可
通过假定厚度沿高度按二次或三次曲线变化，用拟定的
几个厚度定出厚度沿高度的变化曲线 T ( z ) ，则下游面的
曲线等于上游面的曲线加上 T ( z ) 。
■单曲拱坝，拱冠梁上游面是铅直线，下游面 是倾斜直线或几段折线。
双圆心拱坝平面图 1–坝轴线；2–坝顶； 3–左侧圆心；4–右侧圆心
二、拱冠梁的形式和尺寸
包括：坝顶厚度 Tc 、坝底厚度 TB 和剖面形
状。
●在 U 形河谷中，可采用上游面铅直的单
曲拱坝，在V形和接近V形河谷中，多采用具
有竖向曲率的双曲拱坝。
1.《水工设计手册》公式
根据混凝土强度
Tc 2c R轴 (3R f / 2E)
姆拱坝，坝高约12m 。13 世纪伊朗修建的库力特拱坝，
●二战后，高拱坝在意大利、西班 牙、瑞士、法国、美国等国家取得 了更快的发展，如：H＝236m的莫瓦桑拱坝、 H＝262m的瓦依昂拱坝、第一座抛物线拱坝－
埃默森、第一座椭圆拱坝－莱图勒斯、第一座
对数螺旋线拱坝-乌格郎斯等。
●近 30 年来， 前苏联先后建成了 4 座 H ＞
1/2
（ m ）
TB 0.7L H /[ ]（m）
T0.45 H 0.385HL0.45 H /[ ]（m）
式中 TC 、 TB 、 T0.45H—— 分别为拱冠梁顶厚、底厚和
0.45H高度处的厚度，m；
c ——顶拱的半中心角，rad；
R轴——顶拱中心线的半径，m； Rf——砼的极限抗压强度，kPa； E ——砼的弹性模量，kPa；
三、拱坝的类型
（1）按材料和施工
常规砼拱坝、碾压砼拱坝、砌石拱坝。
中国已建成的最高坝-二滩双曲拱坝(精)
1 坝址地形地质条件
二滩水电站坝址两岸谷坡陡峻、临江坡高300m～400m，左岸谷坡坡度25°～45°、右岸谷坡30°～45°，呈大致对称的“V”型河谷。河床枯期水位1011m～1012m，水面宽80m～100m，河床覆盖层厚20m～28m.枢纽区基岩由二迭系玄武岩和后期侵入的正长岩以及因侵入活动形成的变质玄武岩组成，均为高强度的岩浆岩、湿抗压强度在170～210MPa之间。坝区岩体完整性较好，构造破坏微弱，断层不发育，无大的构造断裂及顺河断裂，小断层仅4条，延伸不长、以中高倾角与河床正交或斜交，破碎带宽0.1m～0.6m，结构紧密。此外，右坝肩中部存在一条因热液蚀变和构造综合作用形成的绿泥石——阳起石化玄武岩软弱岩带，带宽10m左右。坝址属较高地应力区，河床下部左岸高程954m至976m部位，实测最大应力50.0～65.9MPa，高程1040m附近18.8～38.4MPa.坝区岩石抗风化能力较强，风化作用主要沿结构面进行和扩展，总体风化微弱。拱坝建基面主要为弱偏微风化或微风化至新鲜的正长岩、变质玄武岩、微粒隐晶玄武岩和细粒杏仁状玄武岩，岩体多为块状至整体结构、局部为镶嵌至碎裂结构，结构面闭合。
中国已建成的最高坝-二滩双曲拱坝<
二滩水电站位于 中国 四川省西南攀枝花市境内的雅砻江下游、距雅砻江与金沙江的交汇口33km，是雅砻江干流上规划建设的21座梯级电站中的第一座。
二滩水电站是一座以发电为主的大型水力发电枢纽。水库控制流域面积11.64万km2，正常蓄水位1200.0m，发电最低运行水位1155.0m，总库容58.0亿m3，调节库容33.7亿m3，属季调节水库。电站内装6台550MW的水轮发电机组，总装机容量3300MW，多年平均发电量170亿kW·h，保证出力1000MW，是中国20世纪末建成投产的最大水电站。枢纽主要 建筑 物有混凝土双曲拱坝、左岸引水发电地下厂房系统、右岸两条泄洪洞等，双曲拱坝最大坝高240.0m，为中国已建成的最高坝。
二滩水电站
二滩水电站1.概述二滩工程是二十世纪建成的中国最大的水电站。
总装机容量330万kW，单机容量55万kW。
二滩拱坝坝高240m为中国第一高坝。
在双曲拱坝排行中，高度居亚洲第一、世界第三；承受总荷载980万t，列世界第一。
总泄水量22480 m3／s，在高坝中为世界第一。
最大的导流洞。
左、右岸两条导流洞，其衬砌后断面高23m、宽17.5m，为世界第一。
最大的泄洪洞。
断面高13.5m～14.9m，宽13m，最大流速达45m／s，均居全国第一。
进水口高度为80m，调压室高度70m，均居全国第一。
亚洲最大的地下厂房洞室群。
由厂房、主变压器室、尾水调压室三大洞室及压力管道、尾水管、尾水洞、母线洞、交通洞、通风洞、排水洞（廊道）、进风竖井、排风竖井、电梯、竖井、电缆斜井等组成庞大洞室群。
地下洞室开挖量3 70万m3。
其中，厂房长280m、宽25.5m、高65m。
漂木由过木机洞过坝，过木设施设计最大年过木能力达110万m3。
混凝土浇筑创全国记录，年浇筑226万m3、月浇筑24.5万m3。
拱坝年浇筑155.2万m3，月浇筑16.36万m3，在高坝施工浇筑中分别列世界第3、4位。
二滩水电站位于雅砻江下游河段二滩峡谷区内，两岸临江坡高300m～400 m，左岸谷坡25°～45°，右岸谷坡30°～45°，雅砻江以N60°W方向流经坝区。
河床枯水位高程1011m～1012m，水面宽80m～100m。
坝址处于川滇南北向构造带的中段西部相对稳定的共和断块上，断块内部不存在发震构造，历史上无强震记载，经国家地震局审定，二滩坝址区地震基本烈度为Ⅶ度。
二滩水电站以发电为主，水库正常高水位为1200m，发电最低运行水位11 55m，总库容58亿m3，有效库容33.7亿m3，属季调节水库。
电站内安装6台5 5万kW水轮发电机组，总装机容量330万kW，多年平均发电量 170亿kW· h，保证出力100万kW。
双曲拱坝名词解释(一)
双曲拱坝名词解释(一)双曲拱坝名词解释1. 双曲拱•双曲拱是一种具有双曲线形状的拱形结构。
•双曲拱在工程领域被广泛用于支撑大跨度的桥梁、隧道和拱坝等结构。
•例如，在建设大型水坝时，双曲拱被用作水坝的支撑结构，以抵抗水压和地震力的作用。
2. 拱坝•拱坝是一种利用拱形结构承受水压的水利工程构筑物。
•拱坝通过将水流压力转移到山体两侧的岩石或土壤上，来保持坝体的稳定和安全。
•例如，三峡大坝是世界上最大的拱坝之一，它利用双曲拱结构支撑坝体，以保证大坝在水压和地震力下的稳定性。
3. 支承结构•支承结构是指承受或分散载荷的构件或装置。
•在双曲拱坝中，支承结构起到支撑和分散水压和其他外力作用的作用。
•例如，双曲拱坝的支承结构包括坝墩、拱脚等部件，它们通过承受并传递来自水压的力量，确保整个拱坝的稳定和安全。
4. 水压•水压是由水的重力和水面上方的水柱压力引起的压力。
•在拱坝中，水压是指拦截水流形成的水体对拱坝下方的压力。
•例如，当水流通过拱坝时，水压会对拱坝产生压力，这种压力会通过双曲拱的支撑结构传递到岩石或土壤中。
5. 地震力•地震力是地壳运动引起的力量，通常通过地震波传递。
•在双曲拱坝中，地震力是指地震产生的水平和垂直方向上的力量。
•例如，当地震发生时，双曲拱坝需要承受地震力的作用，双曲拱的形状和支承结构可以减少地震力对拱坝的破坏程度。
以上是关于双曲拱坝的一些名词解释及例子。
双曲拱坝作为一种重要的水利工程结构，在大型水坝的建设中发挥着重要的作用。
通过对双曲拱、拱坝、支承结构、水压和地震力的解释，读者可以更好地了解双曲拱坝的特点和工程应用。
地理备课资料――二滩水电站简介
【地理备课资料】――二滩水电站简介二滩水电站是一座以发电为主的大型水力发电枢纽，它的坝型为混凝土双曲拱坝，最大坝高240米，是中国已建成的最高坝，它的高度在世界同类型坝中居第三位。
二滩水电站地下厂房、主变室、尾水调压室组成的地下洞室群为亚洲之最。
二滩水电站工程二滩水电站位于四川省西南部攀枝花市境内的雅砻江下游，距雅砻江与金沙口33公里，是雅砻江干流上规划建设的21座梯级电站中的第一座。
电站装机容千瓦，是我国20世纪末建成投产的最大水电站。
二滩水电站由国投电力公司、四川省投资集团公司和四川省电力公司投资，内银行和世界银行及国际财团的贷款兴建，是我国第一个全面实行国际竞争性招负责制、按国际FIDIC合同条款进行建设的水电工程。
二滩水电开发有限责任公司是二滩水电站的建设和运营业主，勘测设计单位是国家电力公司成都勘测设（CHIDI），二滩建设咨询工程公司（EEC）作为工程师单位负责二滩水电站的美国哈扎咨询公司（HARZA）和挪威顾问团（AGN）共同组成专家组对二滩水进行咨询。
二滩水电站地理位置图二滩水电工程创下多项为中外水电行业瞩目的记录：1. 20世纪建成的中国最大水电站，总装机容量达到330万千瓦；2. 240米高的溢流式双曲拱坝为中国第一高坝，在同类型坝中排世界第三位；3. 由地下厂房、主变压器室、尾水调压室组成的地下洞室群为亚洲之最；4. 堪称世界第一洞的左右岸两个大断面导流洞，高23米，宽17.5米，两洞分别长为1089米和1167米；5. 1997年创下了水电站年浇筑混凝土226万立方米的全国记录；双曲拱坝年浇筑混凝土155. 2万立方米的世界记录。
6. 1998年创下我国水电安装年度投产两台机组110万千瓦的全国最高记录，1999年实现安装投产四台机组220万千瓦，再创我国年投产最高记录；7.双曲拱坝坝身泄洪量为世界之最，16500立方米/秒；泄洪洞水流流速为世界之最，45米/秒；8. 机组涡壳水压实验达到3.46兆帕，为中国之最。
普定水电站--中国首座碾压混凝土拱坝
水利史话收稿日期：2018-08-10流雅砻江的下游河段上，距攀枝花市46km ，是雅砻江由河口上溯的第2个梯级电站。
工程以发电为主，兼有其他综合利用效益。
二滩水电站于1987年列入国家计划，由中央和地方合资建设，部分建设资金利用世界银行贷款。
1991年9月主体工程正式开工，1998年8月电站正式并网发电，2000年11月通过了工程竣工验收。
坝址控制流域面积11.64万km 3，多年径流量527亿m 3。
水库正常蓄水位1200m ，总库容58亿m 3，调节库容为33.7亿m 3，属季调节水库。
枢纽主要水工建筑物按1000年一遇洪水设计，按5000年一遇洪水校核。
挡水建筑物为混凝土双曲拱坝，最大坝高240m ，居20世纪末世界已建同在拱坝坝身的表孔、中孔、底孔和右岸泄洪洞组成。
电站总装机容量3300MW ，保证出力1000MW ，多年平均年发电量170亿kW·h ，是中国20世纪建成的最大水电站。
枢纽工程由挡水、泄水、引水发电系统以及过木道等建筑物组成。
在工程勘测设计工作中，针对工程的关键技术问题，开展了大量的科学研究工作。
特别是在1985—1990年，开展了“高混凝土坝计算方法和设计原则”“高混凝土坝岩体稳定性评价及可利用岩体质量研究”“高混凝土坝泄洪消能的研究”等专题的国家重点科技攻关，不仅使工程设计方案得到了进一步的优化，而且提高了中国高混凝土坝的设计和科研水平。
在建设过程中，工程质量、进度和投资均得到了有效的控坝混凝土系统、地下结构开挖与支护、大型水轮发电机组的制造与安装、计算机在线实时监控等方面，全面采用了国际上的先进技术。
例如，施工中使用两座意大利CIFA 公司生产的4×4.5m 3混凝土搅拌楼，每座生产能力360m 3/h ；采用3台30t 辐射式缆机进行混凝土浇筑；在地下工程的大洞室、高边墙施工中，由于高地应力及可能发生岩爆问题，采用了大量175t 级预应力锚索及喷钢纤维混凝土。
我国水能水利资源发展现状
－、中国水能资源特点与水电建设成就中国水能蕴藏量1万kW以上的河流300多条，水能资源丰富程度居世界第一。
全国水力资源普查结果表明，我国水能蕴藏量为6.76亿kW，相应的年电量可达6.02万亿kW.ｈ，总计约占世界总量的1/6。
全国可划分为12大水电基地（表1）。
1.中国水能资源的特点中国水能资源有三大特点。
一是资源总量十分丰富，但人均资源量并不富裕。
以电量计，我国可开发的水电资源约占世界总量的15％，但人均资源量只有世界均值的70％左右，并不富裕。
到2050年左右中国达到中等发达国家水平时，如果人均装机从现有的0.252kW加到1kW，总装机约为15亿kW，即使6.76亿kW的水能蕴藏量开发完毕，水电装机也只占总装机的30％－40％。
水电的比例虽然不高，但是作为电网不可或缺的调峰、调频和紧急事故簧用的主力电源，水电是保证电力系统安全、优质供电的重要而灵活的工具，因此重要性远高于30％～40％。
二是水电资源分布不均衡，与经济发展的现状极不匹配。
从河流看，我国水电资源主要集中在长江、黄河的中上游，雅鲁藏布江的中下游，珠江、澜沧江、怒江和黑龙江上游，这七条江河可开发的大、中型水电资源都在1000万kW以上，总量约占全国大、中型水电资源量的90％。
全国大中型水电100万kW以上的河流共18条，水电资源约为4.26亿kW，约占全国大、中型资源量的97％。
按行政区划分，我国水电主要集中在经济发展相对滞后的西部地区。
西南、西北11个省、市、自治区，包括云、川、藏、黔、桂、渝、陕、甘、宁、青、新，水电资源约为4.07亿kW，占全国水电资源量的78％，其中云、川、藏三省区共2.9473亿kW，占57％。
而经济相对发达、人口相对集中的东部沿海11省、市，包括辽、京、津、冀、鲁、苏、浙、沪、穗、闽、琼，仅占6％。
改革开放以来，沿海地区经济高遮发展，电力负荷增长很快，目前东部沿海11省、市的用电量已占全国的51％。
这一态势在相当长的时间内难以逆转。
第五章 水利工程概论
讲：张晓
你眼中的水利工程？
第五章 水利工程概论
我国水资源现状
优点：水资源丰富，可开发利用的水能资源居世界首位。 优点：水资源丰富，可开发利用的水能资源居世界首位。 水资源理论蕴藏量为6.76亿千瓦，其中可开发量3.78亿千 瓦（占全世界可开发水能资源总量的16.7％） ，年发电量 19200亿千瓦时。 缺点： 缺点：水资源在时间和地域上的分布经常与对它的需要不 一致。（南多北少，春夏多秋冬少） 。（南多北少 一致。（南多北少，春夏多秋冬少） 中国七大江河
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鱼嘴
飞沙堰
宝瓶口
5.1.1灌溉工程 5.1.1灌溉工程
2、灌溉水源：我国灌溉水源的分类及其各自所 、灌溉水源： 占比例如下图：
取水工程（渠首工程） 取水工程（渠首工程）
渠首的主要作用是引进河道或水库中的水以满足灌溉 渠首的主要作用是引进河道或水库中的水以满足灌溉 发电、工业和生活用水需要， 、发电、工业和生活用水需要，是农田水利工程中的重 要建筑物之一。 要建筑物之一。
水利水电工程分类
分类
按其承担的任务分类 （1）水力发电工程 （2）农田水利工程 （3）防洪工程 （4）供水排水工程 （5）港口及航道工程 （6）环境水利工程 注：综合水利工程为一项工 程同时兼有几种任务。 按其对水的作用分类 （1）蓄水工程 （2）排水工程 （3）取水工程 （4）输水工程 （5）提水工程 （6）水质净化工程 （7）污水处理工程
5.2.2水电站建筑物
1 坝式电站 坝式电站——河床式水电站 河床式水电站 在河道平缓的河段上，为避免大量淹没，建低 坝或闸。 主要特征：水头低，因此引用流量大 。水电站 产房既用来发电同时也用来挡水。。
第五章 水利工程概论
水工建筑物考前复习资料
1.我国水电建设之最:最高面板堆石坝(水布垭面板堆石坝,高233m)最高碾压砼坝(龙滩水利枢纽,高216.5m)在建最高双曲拱坝(锦屏一级水利枢纽工程,高305m)在建世界上最大的水电站(三峡水电站,于2009年完工,总装机容量为2240万KW)水工建筑物作用:挡水建筑物(用以拦截江河,形成水库或壅高水位和为抗御洪水或挡潮)泄水(宣泄多余水量,排放泥沙和冰凌,或为人防,检修而放空水库,渠道等,以保证和其他建筑物的安全)输水(为满足灌溉,发电和供水的需要,从上游向下游输水用的建筑物)取水(输水建筑物的首部建筑)整治(用以改善河流的水流条件,调整水流对何尝及河岸的作用,以及防护水库, 湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷)专门(为灌溉,发电,过坝需要而兴建的建筑物)水工建筑物:为满足防洪,发电,灌溉,供水,航运等任务在河流的适宜段修建的建筑物。
水利枢纽:对于开发河川水资源来说,常须在河流适当地段集中修建几种不同类型与功能的水工建筑物,以控制水流并便于协调运行和管理,这一多种水工建筑物组成的综合体为库容:1总库容(校核洪水位以下的水库容积)2设计调洪(设计洪水位与汛前限制水位)3防洪(防洪高水位与汛前限制水位间的水库容积)4兴利(设计蓄水位和死水位之间)5校核调洪(校核洪水位与汛前限制水位)我国水资源特点:1总量较多,但相对缺乏2时空分布不平衡(时间上:年内,年际分布不均.空间上:南丰北欠.长江以南人口54%,水资源82%,长江以北人口43.2%,水资源14.4%)防洪工程措施:1上拦:治本,拦蓄洪水控制泄量2下排:治标,疏通河道,提高行洪能力3两岸分滞:设蓄滞洪区分洪减流4应着重关注水土保持5同时建立洪水预报,预警系统和洪水保险制度水利工程的优点:兼顾发电,灌溉,洪水,养殖,旅游,治理旱涝灾害等。
缺点:1库区(淹没,滑坡坍塌,水库淤积,生态变化,水温变化,水质变化,气象变化,诱发地震,卫生条件恶化)2水库下游(水清引起河道冲刷,原河道水量的变化,河道水温和水质的变化)2.不同级别水工建筑物设计区别:1设计基准期:水工建筑物在正常的施工与运行的条件下,不失效地完成预定功能的基本年限(aⅠ级挡水建筑物设计基准期按100年考虑b其它永久建筑物采用50年c临时建筑物按预定使用年限及可能滞后的时间确定d特大型挡水水工建筑物的设计基准期应专门研究确定)2抗御灾害的能力.如防洪标准,抗震标准,坝顶超高等3安全性.如建筑物的强度和稳定安全指标,限制变形的要求等4运用可靠性.如建筑物的供水,供电,通航的保证率,闸门等设备的可用性等5建筑材料.如使用材料的品种,质量及耐久性等3.重力坝的类型:1按坝体的高度(高坝:H>70m中坝:30m≤H≤70m低坝:H<30m)2按坝体的结构形式:实体重力坝,宽缝重力坝,空腹重力坝和预应力重力坝,装配式重力坝等3按筑坝材料:分砼和浆砌石重力坝4按施工方法:分浇筑砼和碾压砼重力坝5按是否溢流:溢流.非溢流地基处理:根据地质条件及受力情况,进行地基开挖,防渗,排水,加固及断层软弱带的处理等以保证大坝的稳定,强度以及防渗性碾压砼坝的防渗措施:1在坝上游面采用常态砼作防渗层2在坝上游面3m范围内,采用高胶凝碾压混凝土形成防渗层,起加强防渗作用3上游面用6cm厚的沥青砂浆作防渗层,再在其外表面用6cm厚的钢筋砼预制板保护,预制板与坝体之间以钢筋连接,兼做沥青砂浆灌注的模板4.上游面采用预制砼板,板背面加设防水土工织物5在坝的上游面喷涂2mm合成橡胶防渗薄膜。
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中国已建成的最高坝-二滩双曲拱坝二滩水电站位于中国四川省西南攀枝花市境内的雅砻江下游、距雅砻江与金沙江的交汇口33km，是雅砻江干流上规划建设的21座梯级电站中的第一座. 二滩水电站是一座以发电为主的大型水力发电枢纽.水库控制流域面积11.64万km2，正常蓄水位1200.0m，发电最低运行水位1155.0m，总库容58.0亿m3，调节库容33.7亿m3，属季调节水库.电站内装6台550MW的水轮发电机组，总装机容量3300MW，多年平均发电量170亿kW·h，保证出力1000MW，是中国20世纪末建成投产的最大水电站.枢纽主要建筑物有混凝土双曲拱坝、左岸引水发电地下厂房系统、右岸两条泄洪洞等，双曲拱坝最大坝高240.0m，为中国已建成的最高坝.二滩水电站1991年9月14日开工，1993年11月大江截流，1998年8月18日第一台机组投产，11月第二台机组投入运行，1999年4月拱坝工程基本完工，其余4台机组在1999年内投产.二滩水电站自工程正式开工历时8年零3个月全部建成投产.1 坝址地形地质条件二滩水电站坝址两岸谷坡陡峻、临江坡高300m～400m，左岸谷坡坡度25°～45°、右岸谷坡30°～45°，呈大致对称的“V”型河谷.河床枯期水位1011m～1012m，水面宽80m～100m，河床覆盖层厚20m～28m.枢纽区基岩由二迭系玄武岩和后期侵入的正长岩以及因侵入活动形成的变质玄武岩组成，均为高强度的岩浆岩、湿抗压强度在170～210MPa之间.坝区岩体完整性较好，构造破坏微弱，断层不发育，无大的构造断裂及顺河断裂，小断层仅4条，延伸不长、以中高倾角与河床正交或斜交，破碎带宽0.1m～0.6m，结构紧密.此外，右坝肩中部存在一条因热液蚀变和构造综合作用形成的绿泥石——阳起石化玄武岩软弱岩带，带宽10m左右.坝址属较高地应力区，河床下部左岸高程954m至976m部位，实测最大应力50.0～65.9MPa，高程1040m附近18.8～38.4MPa.坝区岩石抗风化能力较强，风化作用主要沿结构面进行和扩展，总体风化微弱.拱坝建基面主要为弱偏微风化或微风化至新鲜的正长岩、变质玄武岩、微粒隐晶玄武岩和细粒杏仁状玄武岩，岩体多为块状至整体结构、局部为镶嵌至碎裂结构，结构面闭合.坝基水文地质条件简单、无集中涌水和渗水，基础岩体渗透性微弱、具有随深度增加而减弱的垂直分布特征，但不均一，相对不透水层的埋深变化较大.枢纽处在川滇南北向构造带的中段西部相结稳定的共和断块上，断块内不存在发震构造，历史上无强震记载、坝址区地震基本裂度为Ⅶ度.拱坝及枢纽主要建筑物按Ⅷ度设防.2 拱坝体形二滩双拱坝最大坝高240m、拱冠顶部厚度11m，拱冠梁底部厚度55.74m，拱端最大厚度58.51m，拱圈最大中心角91.5°，拱顶弧长774.69m.二滩拱坝体形为抛物线形双曲拱坝.平面上拱端曲率较小而趋扁平化，加大拱推力与岸坡的夹角、有利坝肩稳定，同时通过调整拱圈的曲率和拱厚使应力更趋均匀合理.由于坝址河床两岸地形并不完全对称，左半拱和右半拱采用不同的曲率半径，顶拱中心线曲线半径在349.19m～981.15m范围.纵向曲率是考虑施工期独立悬臂坝块高度按允许产生的自重拉应力1.5MPa来控制，适当加大纵向曲率并保持坝面的连续性而使坝体获得较好的应力分布.相应的上游坝面最大倒悬度为0.18.坝体设置三层孔口：7个表孔、6个中孔和4个放水底孔.为满足大坝监测、灌浆、排水、交通等要求，在坝内沿高程设置了基础廊道，上、下检查廊道和交通廊道共4层廊道.拱坝共分39个坝段，不设纵缝，坝体混凝土通仓浇筑.3 拱坝控制应力与坝肩稳定分析二滩拱坝坝体混凝土分成A、B、C三区，其设计强度分别为35MPa、30MPa、25MPa，设计龄期为180d.坝体应力分析按拱梁分载法，坝基变形特性采用伏格特地基模型.蓄水前对大坝的应力状态进行复核计算.基本荷载组合工况下，上游面最大主压应力6.66MPa，发生在1205m高程拱冠；最大主拉应力0.99MPa，发生在1130m高程右拱端.下游面最大主压应力8.82MPa，发生在1010m高程左拱端，最大主拉应力0.15MPa，发生在980m高程拱冠附近.在采用拱梁分载法进行坝体应力计算时，还进行了有限元地基取代伏格特地基的坝体应力计算和模拟施工过程的分析计算、有限元一等效应力法的应力分析以及三维非线性有限元分格和结构模型试验等. 二滩拱坝坝基岩体岩性坚硬，多属块状和镶嵌结构.坝肩稳定分析采用刚体极限平衡法进行稳定计算，用敏感性浮值分析来判别稳定条件和影响失稳的主要因素.稳定分析的荷载主要考虑拱推力(含坝体自重)、岩体自重与渗透压力等，渗透压力按不考虑防渗排水作用时最大可能值的100%、50%、33%、25%四级浮动.各种分析方法成果均表明，渗透压力对拱座稳定的影响相当显著，对底滑面作用更突出，当渗透压力由最大可能值降至50%时，安全系数成倍增加.加强和做好排水措施至关重要.此外，在坝肩稳定分析中，还用三维有限元分析岩体内的点抗剪安全度进行校核，并分别用脆性破坏和塑性破坏岩体力学参数进行地质力学模型试验，综合评价坝肩的稳定条件.4 坝基处理和渗流控制二滩拱坝坝基岩石条件较好，在满足拱坝结构应力和坝肩稳定的条件下，按不同部位分别对待，保留了部分经灌浆处理后可作为坝基的弱风化中段岩体.左岸拱座水平嵌深22m～50m、平均32.6m；右岸拱座水平嵌深26～59m、平均39.1m.对坝基中存在的部分软弱(破裂)岩石(面积约占10%)和断层破碎带按不同深度开挖(局部槽挖)后用混凝土进行置换.置换开挖的深度一般5m～6m，绿泥石——阳起石化玄武岩软弱带置换深度达15m.此外，由于坝基开挖爆破松动和开挖面暴露时间较长而引起岩体松驰的影响，对坝基进行了全面固结灌浆处理.坝基固结灌浆共13.7万m，按不同部位的岩体质量和坝踵、坝趾、防渗帷幕线等不同要求，分为三个常规灌浆区和三个特殊灌浆区.常规灌浆区布孔间排距3m×3m，孔深8m～18m，灌浆压力0.4～1.5MPa，使用525＃普通硅酸盐水泥；特殊灌浆区布孔间排距1.5m×1.5m，孔深13m×25m，其Ⅰ、Ⅱ序孔用525＃普通硅酸盐水泥，灌浆压力分别为0.7～1.5MPa和1.0～2.0MPa，Ⅲ序孔用比表面积6900～8300cm2/g的超细水泥浆液，灌浆压力1.5～3.5MPa.固结灌浆施工中，采用了无盖重灌浆和有盖重引管灌浆两种方式.有盖重引管灌浆是从灌浆孔预埋1英寸的水平灌浆钢管引至坝基外，待混凝土浇筑一定厚度后施灌.有盖重高压引管灌浆的目的是为了保证吃浆量低的部位和无压灌浆后，表层0～5m不满足要求部位的灌浆效果.引管灌浆压力2～4MPa，最高达4.5MPa.固结灌浆检查标准除压水试验吕荣值外，还用声波检查，并以声波检查值为主，其标准为：正长岩Vp≥4500m/s；玄武岩Vp≥5000m/s；表层5m局部范围Vp≥4000m/s.满足高拱坝对基础的力学及变形性能要求.二滩坝基水文地质条件简单，基岩透水性微弱，渗流控制按“防排结合、以排为主”的原则布置.在拱坝坝基和下游二道坝基础各设置一道防渗帷幕.拱坝帷幕中心线近似平行坝轴线，左岸深入拱座山体然后折向上游与地下厂房防渗帷幕连成一体，右岸从坝头折向上游与泄洪洞进口防渗帷幕相接.拱坝基础排水系统由两道排水幕、坝内集中井和深井泵房组成.第一道排水幕在防渗帷幕中心线下游约15m处、沿左、右坝肩不同高程各设置4条排水平硐与坝内集水廊道、集水井相接，排出的水由深井泵房集中抽排.第二道排水幕位于坝趾贴角处，排水进入下游水垫塘.除此而外，坝后抗力体的排水平洞和水垫塘排水廊道、排水暗沟和二道坝的排水，通过水垫塘深井泵房集中抽排.5 泄洪消能建筑物二滩工程设计洪水重现期为1000年，洪峰流量20600m3/s，校核洪水重现期5000年，洪峰流量23900m3/s.为了适应高水头、大流量、泄洪频率和狭窄河段的特点，二滩工程的泄洪布置采用坝身7个表孔、6个中孔和右岸两条泄洪洞共三套泄洪设施组合的方案.三套泄洪设施可以多种运行方式组合，互* 钩浜捅赣茫 榛羁煽俊Ｈ 仔购樯枋┑男沽魅牒拥阊睾*道纵向分开，且出流末端采用不同的消能工、扩散水流减小冲刷.表、中孔联合泄洪，其水舌上下碰撞消能、充分掺和分散水流.坝身孔口布置在拱坝中间河床坝段.7个表孔沿坝顶呈径向布置，每孔尺寸11m×11.5m(宽×高)，设弧形闸门控制水流.表孔中间闸墩首部宽11m、尾部宽2m，孔口呈扩散状，两边墩为不扩散的直线型，以防水流扩散冲击岸坡，出口采用大差动俯角跌坎加分流齿坎的消能形式、单号孔跌坎堰面俯角30°，双号孔俯角20°，中间5孔每孔设置两个紧靠闸墩的分流齿坎，两个边孔只靠边墩各设一个分流齿坎.通过大差动跌坎加分流齿坎，出口水流纵、横向充分扩散，大大减小了对水垫塘的冲击动压.水工模型试验表明，冲击动压比不设齿坎的情况要减小80%以上.7个表孔在设计洪水位时泄量为6300m3/s，校核洪水位时泄量达9800m3/s.6个中孔布置在表孔闸墩的下部，为上翘型压力短管，出口采用挑流，出口断面尺寸6m×5m(宽×高)，出口底部高程1120m～1122m，弧门工作水头80m.为避免径向布置水流集中的影响并使水流纵向分散，6个中孔分为对称的三组(1＃和6＃、2＃和5＃、3＃和4＃)，其上挑角分别为10°、17°和30°，平面上分别向两岸偏转1°、2°和3°.中孔全长均用钢衬.6个中孔在设计洪水位时泄量6260m3/s，校核洪水位时泄量6450m3/s.坝后消能防冲建筑物包括水垫塘和二道坝及二道坝下游护坦.水垫塘长300m，复式梯形断面，底宽40m.水垫塘末端的二道坝为混凝土重力坝，溢流段宽100m，顶部高程1012m、最大坝高35m、坝内下游侧设灌浆廊道和排水廊道.两条泄洪洞呈直线平行布置在右岸，两洞中心距40m，系短进水口龙抬头明流隧洞，断面尺寸为13m×13.5m(宽×高)的园拱直墙式，长度分别为882.5m和1253.2m，进口底板高程1163m，洞身纵坡分别为7.9%和7%，出口底高程1040m，泄洪落差160m，出口采用挑流消能.设计泄洪能力2×3700m3/s，校核洪水时泄量达2×3800m3/s，最大流速为45m/s.除采用高强硅粉混凝土衬护外，分别在两条泄洪洞中设置5道和7道掺气设施，掺气设施采用带U型槽的挑坎.出口水流经挑坎扩散后落入下游河床.6 拱坝施工二滩工程施工导流采用河床围堰、两岸隧洞导流的方式、导流建筑物按重现期30年的洪水13500m3/s设计，左、右岸各设一条导流洞，长度分别为1089m和1167m，断面为园拱直墙型，宽17.5m、高23m上、下游围堰为土石围堰，填筑高度分别为56m和30m，围堰基础防渗采用高压旋喷灌浆，基坑内基本无渗水.坝基开挖采用梯段爆破，边坡系统喷锚、边开挖边支护.两岸边坡和右岸部分坝基用予裂爆破，其余坝基均用予留保护层的方法施工.拱坝混凝土施工的全过程采用计算机模拟程序进行监控，保证了施工计划的实施.6.1 混凝土原材料和配合比水泥采用攀枝花市渡口水泥厂生产的525＃硅酸盐大坝水泥，28d胶砂抗压强度平均达59.39MPa；7d水化热259.19KJ/kg.粉煤灰采用攀枝花市河门口热电厂生产的粉煤灰，外加剂为国产ZB-1萘系高效减水剂和AEA202引气剂.骨料是正长岩，质地坚固、新鲜、粒型好、质量稳定，砂子细度模数平均2.85(2.58/3.17)，石粉(＜0.074mm)含量平均4.3%，砂子含水率平均6.25%(3.7%/8.8%).为保证混凝土的设计强度、耐久性和满足施工和易性及温控的要求，对拱坝各分区混凝土的配合比主要参数作了严格规定，见表1. 表1 混凝土设计强度及配合比主要参数最大水胶化(W/C+F)全级配湿筛后(F/C+F)A区≥2835152300.45B区≥2430152300.49C区≥2025152300.53锚索墩梁≥293576200.45注：大坝全级配混凝土试件为45cm立方体，湿筛后试件为20cm 立方体；有锚索间墩和大梁混凝土龄期为90d，全级配试件为30cm 立方体.拱坝A、B、C各分区混凝土均用四级配(最大骨料粒径152mm)，A 区主要用于靠基础部位的强约束区和孔口周围，占混凝土总量的22.4%；B区用于坝体中部，占62.6%；C区用于坝上部左右两边，占15.0%.坝体混凝土不分内外，不设纵缝.实施施工使用的混凝土配合比见表2，抽样试验结果见表3.表2 混凝土施工配合比部位级配水胶比水泥粉煤灰水砂石子减水剂引气剂/(kg/m3) /(kg/m3) /(kg/m3) /(kg/m3) /(kg/m3) (%) (%)A区四级配0.447 1315985571 1711 0.70 0.0120 B区四级配0.467 1278559316880.700.0120C区四级配0.486123528561816700.700.0120有锚索的墩梁三级配0.4301954910514960.700.0080表3 混凝土抽样试验结果180d抗压弹模部位抗压抗拉(Cv)抗渗指标S抗渗系数/(K/cm·s-1)10-6GpaA区55.944.230.129＞S120.482×10-912330.850.884.120.134＞S120.593×10-9 12129.0C区49.034.010.100＞S120.691×10-9 116锚索墩梁54.894.370.15213029.10注：锚索墩梁混凝土龄期为90d；抗压强度合格率100%、保证率99%；混凝土绝热温升值＜27℃；混凝土具有20με左右的微膨胀性能.6.2 人工砂石骨料生产根据混凝土高峰生产强度，骨料加工设计生产能力为1000t/h，主要由予初碎、初碎和闭路式二、三、四次破碎筛分车间和粗、细砂处理塔以及细砂棒磨车间、后筛分楼及相应的皮带运输机等设施组成，设备先进配套.正长岩料场位于左坝肩上游约600m的金龙沟下游侧，高程1330～1555m，储量约470万m3.骨料加工厂因地制宜、布置在石料场下部临河山坡1320m～1300m高程，近200m长，总宽约50m～60m的三个近乎平行的台阶上，包括二次破碎后的闭路生产系统和成品储料竖井.该区域与石料场之间最大高差250m，开挖石料沿金龙沟滚落至集料平台、进入40m深的进料竖井、经颚式予初碎机破碎成粒径＜450mm的料(生产能力1200t/h)，洞内皮带机运至洞口1320m高程的旋回式初碎机、破碎成粒径＜250mm的半成品料(生产能力1000t/h)，储存于1.5万m3的人工推料场.半成品料进入闭路式生产系统，经二碎、三碎和四碎、分别生产出粒径≤152mm以下各级骨料，经冲洗筛分后、粗骨料按4.8mm/19mm、19mm/38mm、38mm/76mm、76mm/152mm分成四级，细骨料分粗砂(1.2mm/4.8mm)和细砂(0.074mm/1.2mm)两级，部分细砂由棒磨机生产补充.各级成品骨料分别储存于10个不同直径(D＝7m～15m)、不同深度(52m～67m)的储料竖井中，总储量10万t、可供混凝土高峰生产6天左右.成品粗细骨料经储料竖井下的地下输料廊道用皮带机(宽2m、长280m)运送到拌和楼顶部进行二次筛分和脱水，然后分别送入拌和楼储料仓(在输料廊道内同时进行预冷).该系统的主要特点是：①从石料开采、破碎加工到骨料储存运输、沿陡坡从上到下成台阶布置，利用地下洞运输、储存和予冷骨料，不仅解决了垂直运输问题、大大节省了运输时间，而且减少了骨料予冷的难度、减少了资源消耗，且人工砂石料的含水量也比较稳定.②采用五级破碎和闭路生产工艺、提高了生产效率，且易于调节各级骨料的生产；砂子分粗细两级，更有利于控制级配、细度模数和含水率.骨料加工厂的实际生产能力达日平均生产18000t各种粒径的成品骨料，可供8000m3混凝土用量，保证混凝土连续均衡生产.6.3 混凝土拌和、运输及浇筑两座拌和楼布设在左坝肩上游约50m、高程1205m、8＃公路内侧扩大的平台上，每座拌和楼装4台4.5m3自落式拌和机，四级配混凝土每拌一次约需3min，二座拌和楼理论生产能力为720m3/h、利用系数0.65，每月可生产28万m3混凝土，用于拱坝和其它主体建筑物.混凝土运输距离30m～50m，5～6部侧卸式罐车(9m3)运料、再由辐射式缆机吊运到仓面，从吊运入仓到返回一个循环时间约5min，每台缆机平均生产能力108m3/h.三台辐射式缆机承担大坝混凝土运输和辅助工作，每台缆机吊重30t，跨度1275m，右岸为固定端，左岸移动端可沿扇型轨道(长332m)爬坡15°行走，除右岸38＃和39＃坝段外，三台缆机可覆盖所有的大坝混凝土浇筑仓面.38＃和39＃坝段的浇筑，仍由缆机将混凝土吊运到37＃坝段，再用Rotec皮带机转运到仓面.拱坝共分39个坝段，每个坝段宽约20m，通仓浇筑，浇筑块最大面积1200m2(20m×60m)，每块浇筑高度3m，共1980块.河床最高坝段有80块.大坝模板为定型钢支架悬臂模板、可调节前俯后仰，调节最大角度分别为32°和20°，面板为21mm厚的胶合板，模板尺寸用3.6m×3.15m及其它尺寸.模缝采用球面键槽模板，面板为钢板冲压成直径80cm、深15cm的球面、球面间距20cm，然后固定在上述模板的面板上.这种模板可减少横缝接缝灌浆的阻力、且抗剪作用均匀、拆装方便.一般情况下，一个浇筑块由2台缆机供料，配2台平仓机、2台振捣台车(每台带有8个直径152mm长600mm的插入式振捣棒、间距80cm，每30s可完成约3m3混凝土的捣固)，另配5～6个不同规格的手持式振捣棒、用于台车难于到达的部位.混凝土浇筑铺层厚度50cm，每层浇筑历时＜3小时，并及时覆盖上一层混凝土，每块分6层浇筑.收仓12h后喷水养护，初凝后终凝前用低压水(压力＜1巴)冲洗水平施工缝表面、去除乳皮，上块混凝土浇筑前用高压水(压力为400巴)冲洗.坝块拆模后，混凝土侧面挂多孔水管，由上至下喷淋养护.每个坝块混凝土浇筑、首先在下层水平施工缝面上铺上称之为接触层的混凝土，然后在其上浇筑原级配混凝土.接触层混凝土用一、二级配混凝土铺垫，相应厚度为10cm.对于基岩面则是先浇一层50cm厚的二级配混凝土、然后在其上浇筑四级配混凝土.二滩拱坝混凝土共415万m3，从1995年2月23日开始浇筑至1998年8月底完成坝体浇筑，历时42个月，平均月浇筑强度10万m3，高峰期曾连续9个月浇筑13.3万m3，其中5个月过15万m3，最高月浇筑达16.5万m3、年浇筑量155.2万m3.已浇筑混凝土钻孔检查，A区混凝土芯样180d抗压强度为54.6MPa， 28d劈拉强度2.97MPa，28d芯样波速＞4500m/s，钻孔压水吕荣值一般为零；龄期为284～452天的244个芯样，其平均抗压强度60.06MPa、劈拉强度6.2MPa，容重2597kg/m3.B区混凝土龄期为124～267天的217个芯样，平均抗压强度55.8MPa，劈拉强度4.13MPa，容重2589kg/m3，芯样渗透系灵敏K＝0.957×10-10，抗渗指标＜S15.C区混凝土两个钻孔的检查结果为：龄期337～376天，芯样抗压强度57.6MPa，劈拉强度4.17MPa，压水试验吕荣值0.30.钻孔检查还表明，水平施工缝接触层的粘结性能良好，芯样结合层面有80%没有断开，芯样波速为其相应孔壁平均波速的94.89%，接触层压水试验的吕荣值绝大部分为零(仅一个侧点达1.28).室内抗剪试验结果，接触层抗剪强度与本体混凝土抗剪强度比值＞98%.混凝土与基岩的结合性能也是相当良好的.已建成的二滩双曲拱坝体型控制良好，经36730个实测点计算分析，拱坝体形中误差为±22.4mm，平均偏差±18.22mm，表面规整平顺，满足设计要求.6.4 混凝土温控措施二滩拱坝采用中热大坝水泥并掺30%的优质煤灰，不仅可降低水泥用量，且实测资料表明，比不掺粉煤灰的混凝土绝热温升降低7～8℃.施工中生产低温混凝土、严格控制入仓浇筑温度和浇筑间隔时间以及坝块的后冷和养护都是防止和减少坝体混凝土裂缝的主要温控措施.二滩拱坝经分析论证后将坝体分为约束区(Ⅱ区)和非约束区(Ⅰ区)实施温控，所谓约束区是指距基岩t/4或距老混凝土(龄期达14d及以上者)t/8以内的区域，这里t是大坝在基岩处或老混凝土处的径向厚度、即浇筑块长度.要求约束区入仓浇筑温度≤10℃，允许最高温升到28℃，非约束区入仓温度≤12℃，其中非关键部位(如C区混凝土)≤14℃，允许最高温升到34℃～36℃.为满足混凝土入仓温度的要求，控制出机口混凝土温度8.5℃～9℃，为此，首先对骨料予冷、然后加冷水(3℃～5℃)及冰屑拌和混凝土.骨料予冷是在长280m的输料廊道皮带机上、用4℃冷水不断喷淋浸泡，可将25℃的骨料冷却至6℃左右，然后经二次筛分脱水后进入拌和搂储料仓，仓内通4℃～5℃的冷气保温；砂子在廊道内用冷气风冷至15℃左右.夏季高温时(38℃)、照样生产低温混凝土(8℃～9℃)，不过拌和时几乎全用冰屑.通常情况下加冰量为总用水量的40%.设两座制冰楼，各装8台生产能力1t/h的制冰机，总计生产能力16t/h.每座制冰楼设100m3的冰库，满足全年生产低混凝土.混凝土后冷采用埋设PE塑料冷却水管(外径32mm，内径28mm)替代原设计采用的钢管(外径25mm，壁厚1.5mm～1.8mm)，PE管铺设方便、接头少、易修复.主管与分管并联，主管供水压力0.7MPa、流量100L/min，保证每根分管压力0.35MPa、流量20L/min.后冷分一期冷却和二期冷却，一期冷却主要是降低水化热温升，起削峰作用，控制最高温升.冷却水温13℃～15℃，控制冷却速率不超过1℃/d，将坝块温度降至22℃.二期冷却是将坝块温度从22℃降至接缝灌浆温度(14℃～16℃)，冷却水温6℃～8℃.二期冷却需考虑混凝土强度发展情况，防止约束区连续冷却太快.二滩拱坝分块浇筑的层间间隔时间要求3～14d，超过14d的下层混凝土作老混凝土对待，实际间隔时间一般为7d左右，此时混凝土温度处于回降时段.此外，针对二滩坝区干燥多风、日照强烈、日温差大及降雨集中的特点，要求加强混凝土的养护和仓面保护，拆模后喷淋湿养护不少于28d.6.5 接缝灌浆二滩拱坝分39个坝段，接缝灌浆按高程分为19个灌区，共计需灌422条缝.接缝灌浆温度要求：有孔口的坝段(17～24坝段)在高程1145m以上16℃，以下14℃；其余坝段高程1061m以上16℃，以下14℃.接缝缝面为球面键槽，灌浆方式采用予留水平灌浆槽和预埋连接在灌浆槽上的进、回浆管的面出浆方式.浆液采用水灰比为0.45:1的单一配比浓浆，加0.25%的ZB-1高效减水剂，浆液2h析水率(2～3)%、Marsh Funnel粘度值37s～39s，可灌性较好，结石强度高(28d抗压强度36～37MPa).灌浆控制标准为：出浆口压力≤0.35MPa或缝的增开度≤0.5mm，出浆浓度与进浆浓度一致且缝面不再吸浆后、压力维持30min即可结束.考虑到二滩大坝混凝土早期已具有足够的强度且自身体积变形具有一定的微膨胀特性，接缝灌浆一般按2个月控制，实际施工各缝两侧混凝土的龄期最小55d，最大663d，接缝灌浆全年施灌.二滩拱坝接缝灌浆的实测温度在14℃区域平均温度12.3℃，16℃区域平均温度14.7℃，平均超冷1.7℃～1.3℃.接缝张开度最小0.7mm、最大4.39mm、平均1.85mm，18灌区因在水库已蓄水后设施受水库蓄水影响，接缝张开度较小、平均0.21mm.水泥灌入量平均单耗为18.96kg/m2，平均每毫米张开度单耗为10.25kg/m2·mm.灌浆后，经钻孔(骑缝及跨缝)检查结果，回收芯样中有56.5%含缝芯样完全胶结在一起，浆液在缝内的充填率达99%以上，结石厚度0.6mm～3.44mm，压水试验吕荣值基本为零，仅个别值达0.59.孔内声波测试值在4200m/s以上，含缝方向与不含缝方向基本一致.7 安全监测及拱坝工作性态根据二滩拱坝和地基特点，监测设计重点监测拱坝变形与基础渗流情况，同时进行应力、应变、温度、横缝开度、上、下游水位、地震反应等其它观测项目.电站自1998年5月1日下闸蓄水已经历了1998年和1999年两个汛期的水位升降.1998年水库最高蓄水位至1183.70m，1999年汛期，最高蓄水位已达到1199.5m，接近大坝设计正常高水位.采集的大坝监测数据经分析，大坝及枢纽建筑物运行正常.7.1 坝体及坝基变位监测坝体及坝基变形监测，是分析和掌握大坝工作状戊最为重要的监测项目.二滩监测设计采用垂线、大地测量、多点位移计、引张线/伸缩仪等方法对大坝及基础的水平位移进行监。