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时间:2018-09-13
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1、面板坝坝顶结构设计新思路研究 卫星水库位于义乌市境内后溪上游,距廿三里镇9km.工程于XX年8月进场开工,于XX年6月完工。拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶宽,坝顶长301m,最大坝高为,上、下游坝坡均为1:水库控制集雨面积为㎡,总库容为万m3,正常库容500万m3,相应水位它是一座以供水为主,兼顾防洪、灌溉的水利工程。 卫星水库坝顶结构采用上、下游双挡墙的型式,坝体下游悬臂挡墙底部高程为,顶部高程为,高,上游防浪墙的建基面高程为,高出正常蓄水位以上。大坝坝体在高程之间为静碾区填筑,上游1米宽垫层区铺筑厚度为40厘米,采用16t振动碾静碾8遍;下游挡墙立板边1米宽采用Ⅰ区料铺
2、筑,厚度为20厘米,采用小型手扶式振动碾碾压8遍;上游垫层区和下游挡墙I区料之间为I、Ⅱ区混合料区,铺筑厚度为40厘米,采用16t振动碾静碾8遍。上游垫层区设计孔隙率n≤%,混合料区设计孔隙率年n≤%,下游挡墙立板边Ⅰ区料设计孔隙率n≤%。 本工程坝顶结构设计不同之处在于以下两方面: 1、国内面板坝坝顶滑模临时高程以下坝体填筑均采用动碾,本工程滑模高程以下则采用I、Ⅱ区混合料静碾; 2、本工程滑模施工的坝面作业平台宽度为,比混凝土面板堆石坝一般作业平台宽度少。 工程措施的合理性分析 面板混凝土浇筑平台的一般宽度大于9m,而本工程的混凝土浇筑平台宽度为,作业平台宽度的缩窄,
3、无疑是给施工增加了难度。通过设计、业主、监理和施工单位共同努力,改变牵引设备锚固方式,使卷扬机机座与下游挡墙连为一体,简化滑模设施,并采用两台5t的卷扬机并排牵引,面板浇筑采用跳仓浇筑顺序,工程翻斗车运输入仓浇筑。通过精心施工和合理安排,最终使面板浇筑保质按时完成,并获得业主和监理的一致好评。 国内面板坝的静碾区均设置在上游防浪墙建基面以上,并不提具体的设计指标,而本工程却设在上游防浪墙建基面以下,所以对静碾区的指标设计显得非常重要。随着碾压设备的改进,面板堆石坝的填筑质量越来越好,沉降量越来越小,由于下游挡墙浇筑需一个半月时间,相当于给静碾区填筑前预留了一个半月沉降时间,使坝体
4、沉降趋于稳定,为坝体静碾区和动碾区沉降趋于一致创造了有利的条件,从而使面板在坝体自身沉降的作用下能均匀受力。为慎重起见,要求施工单位对坝顶静碾区做碾压试验。通过对碾压试验结果的分析,参照类似工程的坝体填筑指标,并结合工程实际,提出了如上所述的设计指标。 表1碾压试验成果汇总表 填筑料源 填筑料视比重 碾压部位 铺料厚度cm 碾压遍数 沉降量mm 含水率% 干容重kn/m3 孔隙率% d60/d10 d302/ 石粉碎石级配料
5、 上游垫层区 1#坑 8 52 2#坑 2#料场爆破轧制料 混合料区 1#坑 8 47 2#坑 石粉碎石级配料 下游挡墙垫层区 1#坑
6、 8 45 2#坑 经济分析 该坝顶结构设计中下游挡墙的混凝土方量为2235m3,合计费用万元;但由于下游挡墙的增设,使坝体填筑方量减少,减少方量占总填筑量的%,减少宽度3m,工程量减少万m3,节省费用万元;总投资节省万元。 混凝土面板堆石坝是土石坝的主要坝型之一,由于堆石为自由排水材料,在堆石体内不可能形成浸润线和孔隙水压力,安全稳定性能好,在混凝土面板堆石坝下游增设挡墙对工程的质量、投资、工期、效
7、益均有好处。对于中、小型面板堆石坝,有以下几点可供设计参考: 1、坝顶临时滑模高程处的作业平台宽度可适当缩窄,可由9m缩至6m; 2、根据工程实际,静碾区可置于坝顶临时滑模高程以下一定的部位,只要设计合理,措施得当,可取得和振动碾压一样的效果,碾压参数参考值:上游垫层区设计孔隙率n≤%,混合料区设计孔隙率年n≤%,下游挡墙立板边Ⅰ区料设计孔隙率n≤%; 3、坝顶下游采用高挡墙型式,可节约填筑 工程量约13%~17%,又可满足坝体稳定要求。 卫星水库自从XX年
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