榆树沟溢流混凝土面板堆石坝

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1、榆树沟溢流混凝土面板堆石坝凤炜1（1.新疆农业大学水利与土木工学院，新疆乌鲁木齐830052）摘要：榆树沟溢流面板堆石坝是我国第一座在填筑堆石体上设置溢洪道的工程，其坝高67.5m，坝顶长300m，坝坡为1:1.4，坝体填筑方量57万立方米。由于简化了枢纽布置、充分使用了当地材料，从而加快了施工进度、降低了工程造价，取得了显著的经济效益。该坝体溢洪道于2002年7月27日实现了过流泄洪，目前累计泄洪达35天之久，工程运行正常。本文将对坝体溢洪道有关研究成果、设计和施工问题予以简单介绍。关键词：溢流混凝土面板堆石坝，坝体溢

2、洪道，溢洪道榆树沟水库位于新疆哈密地区榆树沟河中游河段上，据哈密市50km，是一项以工业供水、灌溉并兼顾改善生态环境的中型水利工程。枢纽由混凝土面板堆石坝、坝体溢洪道、导流兼输水洞等建筑物组成。1工程概况1.1枢纽布置坝址区多面平均径流量为0.49×108m3，多年平均流量为1.57m3/s，年内平均变化较大。设计洪水重现期为50年，相应洪峰流量126m3/s；校核洪水重现期为1000年，相应洪峰流量398m3/s。水库正常蓄水位：1994.7m；死水位1953.0m，调节库容848×104m3。榆树沟水库工程由混凝土面

3、板堆石坝、坝体溢洪道和导流输水洞组成。为避免溢洪道布置在基岩上引起高边坡的开挖，将溢洪道布置在右岸阶地以上填筑密实的堆石坝体上，这不仅降低了溢洪道的落差。同时，也为避免导流输水洞与溢洪道工作时的交叉干扰，将导流输水洞调整布置在河的左岸。这样的枢纽布置运行管理方便，安全可靠，减少施工干扰，并降低了工程投资。1.2混凝土面板堆石坝1作者简介：凤炜（1962-），女，满族，籍贯辽宁，副教授，研究方向为当地材料坝及水工结构，Email:fengwei_bn@qq.com。通讯地址：新疆乌鲁木齐农大东路311号，新疆农业大学水利与

4、土木工程学院，邮编：830052混凝土面板堆石坝最大坝高67.5m，坝顶高程1998.50m，防浪墙顶高程1999.70m，坝顶长306m，坝顶宽6m，见图1。为降低填筑工程，在坝顶两侧分别设置高3.5m的防浪墙和高2.5m的下游挡墙。坝体上下游坡均为1:1.4。坝体按常规分区，垫层区水平宽度为3m，宽度为3m；在坝轴线以下设利用料区，以充分利用坝区各种开挖料。混凝土防渗面板在1970.00m高程以下为40cm等厚，1970.00m以上为30cm等厚；在河床部位较长板块采用钢筋混凝土面坝，在两侧阶地上坝高小于40m的坝段

5、上，一律采用素混凝土的分离式面板。面板和趾板采用强度标号C45高性能混凝土，抗冻标号F300，抗渗标号S10。大坝另一特点是结合滑塌体的处理，全部采用清理滑塌体的开挖料填筑坝体，而未另设料场。图1坝体典型横剖面2坝体溢洪道2.1坝体溢洪道地基变形控制和渗流控制102.1.1坝体溢洪道地基坝料的选择：由于溢洪道是布置在堆石坝上的混凝土结构，它对地基的变形非常敏感，因此堆石坝体填筑时必须达到合适的相对密度，使其具有较大的变形模量，以控制溢洪道的变形在安全的数量级内。表1给出了一些工程的原型观测成果，它表明：①　堆石坝体施工时

6、的沉降量很小，蓄水期的沉降量更小。如以沉降量与坝高之比表示相对沉降，一般的工程施工期均不超过0.5%，而运行期仅接近或小于0.1%；②　堆石体的压缩模量均较大，大多数工程垂直压缩模量都接近或大于100MPa，这表明现代施工方法填筑的坝体，具有低压缩性，投入运行后变形量不大。表1一些已建工程堆石体变形模量观测值工程名称河谷宽高比岩性堆石级配变形模量MPa碾压参数Cu<25mm%<5mm%EvEw层厚m碾重t遍数塞沙纳2石英岩2125101453100.9104默其松2.2流纹岩2230102256501.0108阿里亚5玄

7、武岩6125451000.8104安其卡亚1.8角闪岩142781380.6104谢罗罗4.6花岗岩382512761.0116袋鼠溪片岩>5050301400.9104西北口灰岩104510910.8128关门山安山岩82551630.81512根据上述经验，榆树沟溢洪道下部的坝体填筑按以下措施进行：l采用最大粒径小于200mm；小于25mm的颗粒含量大于25%（P<25mm>25%）；小于0.1mm颗粒含量为零（P<0.1mm=0）的坝料填筑；l坝料的渗透系数不得小于A×10-2cm/s，以保证坝体的自由排水性能；l

8、填筑相对紧密度大于0.85；填筑范围距泄槽底板面10m；l施工时采用15吨拖挂式振动碾碾压，其遍数不得少于8~10遍。铺料厚度为100.8m，并充分洒水。2.1.2坝体溢洪道地基变形估算对于堆石坝体变形的估算，目前多采用非线性有限元法和工程类比等方法估算，前者由于计算模型本身和计算参数的准确性等问题，一般仅用于方案比