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1、麦洛维黏土心墙坝设计与施工技术研究水利水电施工2009?第4期总第115期麦洛维黏土心墙坝设计与施工技术研究鬟;伍夕国陆曼秋/(中国水利水电第七工程局有限公司)【摘要】麦洛维x-t~.黏土心墙坝通过承包商合理的富有智慧的设计修改提议,大大降低了心墙坝的施工难度,消除了心墙坝原设计存在的严重隐患,也解除了承包商的合同风险.在实施过程中,通过采用各种自我创造的新工艺,新思路加快了施工进度,确保了施工质量.心墙坝在蓄水后的运行情况表明了心墙坝施工质量是优良的.【关键词】麦洛维心墙堆石坝设计施工1概述麦洛维工程在尼罗河坝址处分为左右两条河道,其中右河道为溢流坝及厂坝建筑物,左河道为黏土心墙堆
2、石坝.黏土心墙堆石坝坝轴线长884m,最大坝高67m,总填筑量810万.黏土心墙坝右坝肩的覆盖层为砾石,淤泥和砂,平均厚度约5m,下伏岩石岩性为伟晶岩和花岗片麻岩;左坝肩的覆盖层为淤泥砂,砾石及砂,平均厚度1lm,下伏岩石岩性为花岗片麻岩和侵入性的伟晶岩;坝基的覆盖层为松散的第四纪沉积物,由黏土夹层的特细砂,中细砂,淤泥砂和淤泥等组成,平均厚度4～28m,下伏岩石岩性以花岗片麻岩为主.2坝体结构最终的黏土心墙坝坝体结构主要由防渗系统,反滤过渡系统,坝体堆石料及上下游护坡组成(见图1).图1心墙坝断面图(优化后)黏土心墙坝防渗系统为:基岩帷幕灌浆,覆盖层及黏土心墙内的1_0m厚高塑性黏
3、土防渗墙及上部黏土心墙(1区料,为天然黏土).心墙上下游侧反滤过渡系统:位于黏土心墙两侧的3.0m(上游)/4.0m(下游)宽的细反滤料(2区料,为0.07～2.0mm粒径的天然河砂)一3.Om宽的粗反滤料?42?(3区料,为0.6~40mm粒径的天然砂砾料)一6.0m宽的过渡料(3A,粒径小于300ram的爆破级配石料).坝体堆石料:粒径小于10O0mm的爆破级配混合料(4区料).上下游护坡:上游库区边坡为粒径7001500mm的大块石,主要用于库区水位变化区防冲;下游坡面为粒径300~600mm的块石,主要用于下游面护坡.3设计优化3.1问题的提出根据对黏土心墙坝基础勘探情况.左
4、河道河床沉积层顶部淤积了一层2～3m厚的细砂,由于细砂的低密度和在心墙坝填筑后由此而发生的大沉降量会带来心墙坝的结构稳定问题.工程师本来预计上述细砂在一期左河道导流期间会随着洪水流速的不断加大而被逐渐冲刷掉.苏丹麦洛维工程专辑≥≥攀但是洪水期过后通过对枯水位以下河床的调查显示,上述细砂依然存在.因此必须找到办法来清除上述细砂以确保心墙坝建在一个可靠稳定的基础上.另外,按照原设计(见图2),在上下游戗堤(图2中5区料)之间,将直接在原河床上进行水中填筑6b料(天然砂砾料)至水面以上,并对6b料进行振冲压实.但6b料的振冲压实不可能在整个高度范围内达到合适的压实效果,特别是最上层4m范围
5、内必须在振冲压实以后再次通过冲击压实的方法才有可能达到合适的压实效果.因此原设计中对6b料的施工问题难以找到合适的解决办法.://=\≤0026o50(\,,/,.3)的5O0铂④/⑤\￡F』丛一ORIGINALGROUN2心墙坝断面图(优化前)3.2设计优化措施一定把主坝填筑抢到洪水位高程以上,时间更加充裕.基于上述两方面的问题.承包商与拉美尔咨询工程(3)所有河床表层的淤砂都可以较为容易地在旱地师共同提出了修改的设计理念.即黏土心墙坝的坝基准条件下清除,消除了主坝的不安全因素.备和主坝填筑施工必须在旱地进行,并对心墙坝结构进(4)取消的6b料被堆石料和坝体心墙料替代,
6、堆石行以下优化设计:料和心墙料填筑在旱地进行,填筑和碾压质量都容易控(1)在心墙坝上下游侧增加围堰.该围堰由黏土斜制,可以提供一个较为稳固的坝基,有效避免原设计中墙和铺盖作为防渗系统.并有足够的堰体基础宽度以保将砂料抛填到深水中而发生分离的风险,同时也避免了证围堰基础砂层不会发生管涌或流土破坏.上层范围内必须在进行振冲压实后再进行冲击压实.(2)按照千年一遇的洪水标准设计围堰的顶部高程.(5)防渗墙不用穿过变形模量较低的6b区砂料?作(3)在上下游围堰内侧设置减压井以降低基坑地下用在防渗墙上的应力及应变将会有效减少.水位.减压井的设置对于防止发生管涌或流土以及保持(6)取消了水中抛填
7、的6b砂料及振冲压实环节?能基坑的旱地状态很有效.够保证主坝填筑质量,缩短工期.(4)从围堰结构E.取消原设计中的E下游戗堤.增加上下游围堰;取消原设汁中在河床上直接填筑的6b4黏土心墙坝施工天然砂砾料,改为在旱地条件下进行河床表层的淤砂开挖后.直接填筑心墙坝坝体.4.1坝料制备(5)在基岩中增加20m深的双排帷幕灌浆.降低在(1)黏土料:1区料和1.1区料.软弱岩石体中存在的渗漏可能性.(6)考虑到黏土材料的分散性特性.在黏土心墙(1区料)上下游侧分别增
