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1、沙牌碾压混凝土拱坝的技术创新及成就陈秋华(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072)摘要:沙牌拱坝是目前世界上已建成的最高碾压混凝土拱坝(坝高130m)。针对该坝设计与施工的关键技术问题,在“八五”和“九五”国家重点科技攻关的支持下,开展了100m级碾压混凝土拱坝结构设计、分缝及建坝材料特性、原型观测、快速施工等多项专题研究,形成了一套碾压混凝土高拱坝筑坝技术,并成功地应用在沙牌拱坝中,较好地解决了工程的关键技术问题。本文简要介绍该坝主要的技术创新及成就。关键词:碾压砼;拱坝;坝设计
2、;分缝;建坝材料;快速施工;温度控制;抗裂性能;沙牌水电站中图法分类号:TV64212文献标识码:A文章编号:1003-9805(2006)02-0013-05草坡河上沙牌村牛厂沟附近,厂址在其下游约5km的克充台地,电站尾水汇入已建成的草坡电站水库。坝址距草坡河口约19km,距汶川县城约47km,距成都约136km。沙牌水电站水库正常蓄水位为186610m,死水位为182510m,总库容0118亿m3,电站总装机容量36MW,年发电量1179亿kW·h,年利用小时数为4791h。工程为三等工程,主
3、要建筑物为3级建筑物,设计洪水标准按50年一遇,校核洪水标准按500年一遇,地震基本烈度为Ⅶ度。枢纽工程主要由碾压混凝土拱坝、右岸两条泄洪洞及右岸发电引水隧洞、发电厂房等建筑物组成。沙牌水电站分两期建设,一期工程采用引水式开发,建低闸临时取水,于1995年11月开始施工,1997年5月发电;二期工程采用高拱坝挡水,形成季调节水库,于1997年6月16日开工建设,2002年5月30日碾压到坝顶,2003年5月8日下闸蓄水运行。工程建设业主为华西沙牌发电有限责任公司(投资方为岷江电力股份公司和华西电力集
4、团公司),设计单位为中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,监理单位为四川二滩国际工程咨询有限责任公司,施工单位为中国水利水电第八工程局等。1前言沙牌拱坝是目前世界上已建成的最高碾压混凝土拱坝,是成功迈上100m级以上高碾压混凝土拱坝筑坝技术新台阶的里程碑工程。该坝具有坝高、混凝土工程量大、跨年度施工、坝体应力水平高、温控措施简化等特点,不仅在坝的高度上有了明显飞跃,而且在坝体布置、体型、结构、材料、施工等方面的技术难度更大。针对沙牌碾压混凝土拱坝的设计与施工中的一系列关键技术问题“,八五”国家重点科技
5、攻关立项了“100m级碾压混凝土拱坝结构设计和新材料研究”专题研究“,九五”国家重点科技攻关开展了“高碾压混凝土拱坝结构分缝及建坝材料特性研究”“、高碾压混凝土拱坝原型观测研究”“、高碾压混凝土拱坝快速施工研究”、“连续强制式碾压混凝土搅拌设备研制”等专题研究,取得了大量的研究成果,其中有90%以上的成果已应用在沙牌工程中,许多成果已推广应用到石门子、龙首、蔺河口、招徕河等高碾压混凝土拱坝工程的设计和施工中,取得了较好的技术经济效益及社会效益。2工程基本情况沙牌水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州汶川
6、县境内,是岷江支流草坡河上游的一个梯级龙头电站。电站采用蓄、引相结合的开发方式,坝址位于3拱坝设计及主要参数沙牌水电站坝址处河谷深切,两岸基岩裸露,河收稿日期:2006-02-24作者简介:陈秋华(1965-),男,贵州金沙人,教授级高级工程师,原沙牌工程设计项目总工程师,主要从事水电工程设计及研究工作。13谷形状为V形,基本对称,其宽高比约为117,适合修建混凝土拱坝。坝基岩体主要为花岗闪长岩,岩体完整性好,风化卸荷不强;在坝基中上部高程出露有花岗闪长岩夹片岩,对片岩进行混凝土置换处理后,可以满足
7、拱坝建基面的要求。为有利于简化坝体构造,便于碾压混凝土施工及保证施工质量,从国内外碾压混凝土拱坝施工技术水平和实践经验出发,沙牌拱坝体型设计采用三心圆单曲拱坝。为改善拱坝坝体应力,合理利用地形条件,减轻河床深槽下部开挖和施工难度,在河床底部设置了垫座。拱坝体型的主要几何参数特征见表1。表1拱坝体型几何参数特征技术问题,国家计委确定依托130m高的沙牌拱坝,针对碾压混凝土拱坝的设计与施工中的一系列关键技术问题,在国家重点科技项目(攻关)计划中立项开展”碾压混凝土高拱坝筑坝技术研究”,以推动和促进碾压混
8、凝土高拱坝的建设。5主要的技术创新及成就511典型的碾压混凝土拱坝枢纽布置根据坝址区自然条件,拱坝体型设计采用三心圆单曲拱坝,拱坝坝身不布置泄洪建筑物。在拱坝右岸布置两条泄洪隧洞,1号泄洪洞进水口底高程在184610m处,结合对导流洞的利用,洞身采用涡漩3式内消能竖井泄洪洞,最大泄流量为242m/s。2号泄洪洞进水口底高程为180510m,洞身采用长陡坡,坡度为10%,最大泄流量为211m3/s。发电引水系统布置在拱坝右岸,进水口底板高程为1818m,引水隧洞全长35
