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1、某面板堆石坝优化设计研究高东红上海勘测设计研究院有限公司摘要:混凝土面板堆石坝主要是由堆石或砂砾石填筑并由混凝土面板作为防渗体的坝型。本研究通过对某面板堆石坝坝体参数及枢纽布置进行了优化调整，并依据规范对坝坡进行了稳定及渗流计算，结果表明该设计方案经济可行，技术合理，对其他同类型工程具有参考意义。关键词：水利水电工程;面板堆石坝;设计;优化;收稿日期：2017-9-3Received：2017-9-31工程概况某水库是是一座以防洪、供水为主，结合发电等综合利用的中型水库。坝址以上集水面积46.28km,主流河长14.4
2、km，河道平均比降3.46%。水库总库容2119万m,水库正常蓄水位164.00m,死水位117.50,设计洪水位166.21,校核洪水位167.02m,最大库容2119万ni。电站装机容量2X630kW,设计引用流量2X1.48m/so坝顶高程168.30m。2某混凝土面板堆石坝方案优化设计2.1面板堆石坝2.1.1坝体结构参数大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程168.30m,趾板建基面处最大坝高66.3m。坝顶宽度6m,坝顶长度219.7m。上游面设“L”形防浪墙,墙高3.70m,顶部高程169.30m。坝顶下游
3、侧设置不锈钢防护栏杆。上游坝坡为1:1.3,下游坝坡马道之间坡度为1:1.4o坝体自上游向下游依次为盖重区、上游铺盖区、垫层区和特殊建层区、过渡区、主堆石区、砂砾石区、下游堆石区、下游块石棱体区及下游护坡。2.1.2面板、趾板面板大部分面积受压，而面板应变主要与堆石体变形相关，与其厚度关系不大。在满足抗渗性、抗裂性、耐久性的前提下，面板的柔性越好越能适应坝体变形。本工程屮，面板厚度按t=0.3+0.003511(m)计算，厚度取为40cm等厚。趾板通过锚筋锚固于弱风化基岩上，趾板基础进行固结灌浆，其下为防渗帷幕，而板通
4、过趾板与防渗帷幕连成封闭系统。2.2溢洪道溢洪道为正槽式溢洪道，布置大坝右坝肩，轴线与坝轴线交角为13°。顺水流方向包括上游进水渠、溢流堰、泄槽段、挑流鼻坎段。进水渠首部底宽约为70m,至堰前渐变为29m,沿中心线全长约58m。溢流堰顺水流向长20m;横向分3孑L,每孔净宽8m。底板高程150.00m,堰顶高程为159.00m,堰上设弧形工作闸门，上游侧设平板检修门。堰面曲线采用WES曲线，曲线方程为y二0.1109X,堰面后接反弧段，反弧后接一缓坡段和泄槽相接。泄槽段为矩形断面，净宽29叽陡槽纵向底坡为1:2.2,末
5、端接挑流鼻坎。挑坎段顺水流向长度为18.6m,坎顶高程115.00m,鼻坎反弧半径25m,挑角15°。2.3输水建筑物引水建筑物布置于主坝右岸，由电站进水口、隧洞、压力管道等组成。供水发电兼发空隧洞布置于主坝右岸山体内，总长全约639.1m。进水口位于坝上游约260m处，为岸塔式分层进水口。进水塔井筒内在取水口入口处分别设工作门一道，进水塔段长度4.6m,底板高程115.50m,进水塔检修平台高程16&3m,与坝顶高程平齐。进水口后接供水发电隧洞，长570.2mo压力管道由主管和支管组成。钢管中心线高程104.6m。总
6、长59.45。3混凝土面板堆石坝结构优化设计3.1坝坡稳定计算本工程坝基坐落在砂砾石层上，本阶段对坝坡稳定进行了稳定分析计算。计算采用《土质边坡稳定分析程序-STAB2009》进行计算，计算方法采用计及条块间作用力的简化毕肖普法。计算条件工况、1/亠ea11算位置安全系数邓肯-张E-IJL模型参数邓正常工作条件稳定渗流期上游坡7.49下游坡2.79水位骤降期上游坡2.28非常工作施1:朋下游坡2.80条件上游坡2.763.2渗流计算计算仅考虑正常蓄水位164.OOiii与下游水位108.70m的情况，渗水量包括通过坝体
7、的渗水量和坝基的渗水量两部分。通过坝体的渗水量按不透水地基上的斜墙坝进行计算，计算公式如下：H,-h28sin022
8、h一比(112(d-m1h+e)式中:匕、k2为坝身与斜墙的渗透系数。渗透水流通过面板、垫层和过渡层，到达堆石区，类似于斜墙堆石坝的渗流，假定依然符合达西定律。经计算，通过坝体的渗水量为195m/d,通过坝基的渗水量为110m/d,水库总的渗水量305m/d,Fl渗漏量占总库容的0.014%。。4结论(1)本文对某面板堆石坝的总体布置方案进行优化设计，并对坝体各参数进行了优化调整，设计方案经济可行，技术
9、合理。(1)对坝体进行了坝坡稳定、渗流计算，结算结果表明设计方案满足规范要求,本文所提供计算方法对同类型工程具有参考价值。参考文献[1]赵晨麟•优化水利水电工程面板堆石坝设计的研究分析[J]•中国水运(下半月),2017,01:172^173.[2]陈少杰•水库混凝土面板堆石坝建筑结构优化设计[J]•吉林水利，2017,04:4~
