李家河碾压混凝土拱坝设计

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1、李家河碾压混凝土拱坝设计i臻琦(陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001)摘要李家河水库工程枢纽大坝位于“S”形河道中段相对顺直的河段上，最大坝高98．5m，顶厚8m，底厚31m，坝体厚高比0．315，系中厚碾压混凝土抛物线双曲拱坝。工程区季节性温差较大，温度应力控制较为突出。在充分考虑水文气象、地形地质的情况下，选择碾压混凝土筑坝材料和抛物线形双曲拱坝，以简化坝体结构、适应地形地质条件，也加快了施工进度，降低了工程造价。关键词碾压混凝土拱坝；设计；应力分析中图分类号：TV642．4+2文献标识码：B1工程概况游河段。坝址距西安市65km，该工程是解

2、渠道两大部分组成。水库正常蓄水位决西安市东部用水紧张的骨干供水工程884．00m，校核洪水位881．29m，死水位李家河水库位于西安市蓝田县境内，之一。830．00m，最大坝高98．5m，总库容5260水库枢纽位于灞河的一级支流辋川河中李家河水库工程由水库枢纽和输水万m，调节库容4400万m]，供水设计流表2断面形式比较表还缩短了工期。所以采取设置减压阀的措施满足电站安全运行要求。断面形式圆形仿圆形圆拱直墙型(2)断面形式选择开挖量(m)8785941611410引水发电洞的断面进行了圆形、仿圆形、马蹄形及圆拱直墙形断面比较。圆形砼量(m)372943605

3、663断面衬砌厚度0．35m，仿圆形断面衬砌厚投资(万元)679773985度0．35m，马蹄形衬砌厚度0．4m，圆拱直个方案洞身工程投资差别不大，考虑到当采用增加洞径时，为满足电站调节墙形衬砌厚度0．4m。经结构计算知：圆形方案三在地质条件上不如方案二，同时保证计算要求需要洞径3m，相应的石方断面需按构造配筋，马蹄形断面需配‘p25汇流池后供水系统布置复杂，整体投资洞挖量为1．64万rn3，洞身衬砌5402m。钢筋；圆拱直墙形断面需配‘p25钢筋，同不具备优势，而且引水洞施工难度大，同仅开挖和衬砌两项比2．2m洞径引水洞增时需加短筋。各种形式断面的工程量及

4、时厂区上、下游沟道内均为松散弃渣，清加投资约300万元。相应洞身投资见表2。理工程量大。而方案一滑坡体面积较大，当设置调压井时，根据《水电站调虽然圆形断面施工难度比其他几种如果作为电站后背的永久边坡，处理工压室设计规范》(DL／T5058—1996)断面施工难度大，但是工程量小，相应的程量大，存在一定的不确定因素。综合以r^工程造价低，同时引水发电洞工期不是A=K————-———一计算上上原因采用洞线二作为推荐方案。g(仅+—)(风-hwo一3)控制性工期，所以采用圆形断面。2．3洞径及断面型式选择游调压室稳定断面面积78．5m2,需要设置(1)洞径选择3结

5、论直径约10m的调压井，土石方开挖量引水发电洞洞径的选择主要考虑满5343m3，C25钢筋砼浇筑1571m3，调压井足引水流量和电站调节保证计算两个条南沟门水库工程引水发电洞通过多工程直接投资约466万元。件，其中满足调节保证计算按增加洞径、采用设置调压阀方案，需设置‘p6o0洞线比较、调保方案优化选择、隧洞断面设置调压井和设置调压阀三个方案进行的减压阀，结合电站选用卧式水轮发电形式综合比较分析，在满足引水流量、施比较。工要求及电站安全运行的要求前提下，机组的情况，可以通过适当增加机组转当考虑引水流量时，引水发电洞引水动惯量的办法来加以解决，设备价格约节约投

6、资。最终选用进口布置于大坝右流量根据自由出流公式Q=ugt％／—2gH—o进47万元。岸上游约450m处，出口布置在右岸大坝行计算，需要洞径为1．7m。比较以上3个方案，考虑坝后电站引下游约1500m处，洞径2．2m圆形断面方如果按电站调节保证计算，根据《水水系统较长，采用放大洞径的措施满足案。通过南沟门水库工程引水发电洞的电站调压室设计规范》(DL／T5058—1996)电站调节保证计算要求是不经济的。对优化设计可知，引水发电洞的设计应因0设置上游调压室的条件为压力管道中水于设置减压阀和设置调压室使用效果，地制宜，综合考虑工程地形、地质、引水’、J流惯性时

7、间常数约2s～4s。经计算2．2m虽然减压阀效果不如调压室理想，但并发电洞的主要功能及工期因素等，才能．J、、洞径时水流惯性时间常数为14．8，不满不影响工程性能，相对调压室的建设来做到合理的设计。陕西水利"-4足规范要求。可以通过增加涧径或者设说，减压阀价格仅为调压井造价的1／10，(责任编辑：黄灵芝)置调压井、调压阀来保证电站安全运行。取消庞大的调压井建设，不仅节约三材，o量为3．15m／s，多年平均供水量7230万In，化～新鲜基岩上，865m高程以上坝基开挖至MPa；最大压应力为6．64MPa．．电站装机容量4800kW。本工程水库枢纽和微风化～弱风

8、化岩层的中、下部，即根据坝高3．2坝体结构设计供水渠