黄石滩水库混凝土面板堆石坝设计论文

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1、黄石滩水库混凝土面板堆石坝设计论文摘要：本文结合黄石滩混凝土面板堆石坝的关键设计工作，对坝体分区、坝料选择和断层区趾板基础处理等问题进行了大量研究，力求做到工程安全，结构完善，降低造价，便于施工。关键词：混凝土面板堆石坝黄石滩坝料设计基础处理1工程概况黄石滩坝址位于汉江支流付家河中游峡谷段，控制流域面积348km2，多年平均径流量1.1亿m3,水库总库容4177万m3。面板坝高75.6m,面板面积1.75万m2.freel3。明流导流泄洪排沙洞一条,断面尺寸为5×6.5m至5×7.1m,洞长322.3m。开敞式溢洪道一座，溢洪道总长

2、205m。此外还有一座设计流量8~10m3/s的压力输水洞。工程2001年10月开工，目前大坝已竣工。枢纽总体布置参见图1。图1黄石滩水库枢纽总体布置2坝体设计大坝顶宽8m，长210m，最大坝高。河床高程355m，坝顶高程423.6m。坝体填筑总方量为68.5万m3。坝体填筑料从上游向下游依次为垫层区(包括垫层小区)、过渡区、主堆石区、次堆石区。大坝分区参见图2。垫层区、过渡区、主堆石区筑坝料采用饱和抗压强度为98.2MPa、软化系数为0.65的辉长—闪长岩爆破料；次堆石区料采用主堆石区同种材料，或用饱和抗压强度为76.9MPa、软

3、化系数为0.52的绿泥石片岩，两种材料作比较,组成第一、二方案，同时采用瓜园绿泥石片岩筑坝作为第三方案进行不同材料分区的大坝变形、应力比较，大坝填筑主要参数见表1。表1大坝填筑料设计参数填筑分区岩石性质最大粒径(mm)干密度(kN/m3)孔隙率(%)填筑厚度(mm)洒水量(%)18t振动碾碾压遍数垫层区碎石河砂混合料8021.41950098过渡区爆破碎石料30021.1220500106主堆石区爆破料80020.7221.51000208次堆石区爆破料80023.123.5100020~256~8垫层小区碎石河砂混合料4022.0

4、416.540099垫层区、过渡区填筑料要求为新鲜、坚硬、软化系数大、耐久性强、颗粒级配良好的石料。经碾压密实后，具有低压缩性和半渗透性。垫层区材料渗透系数为10-4~10-3cm/s，粒径小于5mm的含量为35%~45%，粒径小于0.1mm的含量7%。过渡区材料渗透系数10-3~10-2cm/s，粒径小于5mm的含量为16.5%,粒径小于0.1mm的含量5%。主堆石区要求石料级配良好,耐久性强,特别是坝体靠上游1/3范围内,岩石软化系数大,饱和抗压强度在100MPa以上。碾压后材料渗透系数10-2~10-1cm/s，粒径小于5mm

5、的含量为11.4%,粒径小于0.1mm的含量3.5%。为防止泄洪时河水回流，冲刷大坝下游坡脚，坝脚处砂卵石开挖至基岩，设大块石堆体，顶高程362m，高出下游最高水位1.2m。图2黄石滩水库大坝分区图3筑坝材料性质坝址附近有筑坝材料两种，它们是：距坝址0.7km的瓜园料场,可开采量324万m3，但无用层剥离量也高达110万m3，系变质岩绿泥石片岩，强度较高但片理发育，碾压试验其破碎率高达13.6%。另外距坝址12km处的二里料场,.freel3)C(kPa)φ()KnRfGFD瓜园料主堆干样2.3117333.924990.080.8

6、0///主堆饱和2.312138.101980.320.740.220.204.67砂砾石垫层饱和2.169740.245770.680.810.360.050.36主堆饱和20.32239.215890.210.830.300.073.644辉长岩垫层饱和2.1312043.865910.530.730.330.095.32主堆饱和2.0013440.196220.340.850.260.114.45表2.2DuncanE-B模型参数试样名称坝料名称试样状态ρ(g/cm3)φ()Δφ()KnRfKbm瓜园料主堆干样2.3157.2

7、116.004990.080.80//主堆饱和2.3140.822.411980.320.74980.23砂砾石垫层饱和2.1650.248.745770.680.813430.41主堆饱和23.049.2310.375890.210.832480.21辉长岩垫层饱和2.1353.577.535910.530.733040.46主堆饱和2.0052.059.606220.340.851530.344坝体变形与应力采用以上参数，使用双屈服面模型可以计算出不同筑坝材料分区时对大坝应力与变形的影响，结果表明，既使将片理状岩石放置在次堆石区

8、，影响也是很大的，参见表3。表3大坝分区材料与应力变形关系计算参数单位全瓜园料场绿泥石填筑主堆石辉长岩次堆石绿泥石全二里料场辉长岩填筑施工期最大沉降cm132.473.428.6蓄水期最大沉降cm141.975.9竣工期水平位移上cm