对于东坑岭水电站拱坝优化及结构设计

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1、小水电2010年第1期(总第151期)规划设计东坑岭水电站拱坝优化及结构设计程功文(温州市水利电力勘测设计院浙江温州325011)【摘要】介绍东坑岭水电站拱坝体型的优化过程，并对其进行了基础处理和结构设计，取得很好的效果。表3个【关键词】坝设计优化基础处理结构设计塌等不良物理地质现象，有零星的陡岩和少量不稳1工程概况定岩块等。东坑岭水电站位于飞云江流域玉泉溪上游支流坝址岩体右坝肩、河床及左坝肩下部以弱风化蛘丝坑，坝址距文成县26km，水库总库容为为主，左坝肩585m以上有0～2m的覆盖层。坝址119．61万rn3，是1座以发电为主的小(1)

2、型水风化深度差异较大。库。枢纽工程由大坝、发电引水隧洞、发电厂房组3．4水文地质条件成。其中大坝坝型为C15混凝土混合线型双曲拱孔隙透水层分布于第四系松散地层和全风化坝，最大坝高41．2m，坝顶弧长105．2m。带，地下水为孔隙潜水，厚度一般不超过5～6m，属较强透水～极强透水层，水量随季节变化明显，2大坝特征水位及特征参数主要补给来自大气降水。地下水多沿基岩面渗出，大坝死水位：585m相对隔水层埋深1225m，基础的渗透性受构造大坝正常蓄水位：603m控制较明显，呈各向异性，地下水位变幅也较大。大坝设计洪水位：605．57m大坝校核洪水位

3、：606．189m4大坝设计坝基岩石弹性模量：1．8×104MPa大坝设计主要包括大坝体型优化设计、灌浆设岩石泊松比：0．2计、坝基断层、裂隙处理、坝肩处理设计及结构坝体弹性模量：1．6X104MPa设计。坝体容重：2．4t／ms4．1大坝体型优化设计坝体线膨胀系数：1．0X10一1)大坝优化时平面布置原则3坝址工程地质①大坝开挖时达到地质建议开挖线。②拱端切线与可利用基岩等高线的夹角应大3．1地形地貌于3O。。坝址区属中低IIJ峡谷，河谷两岸山体海拔高程③局部倒悬度满足施工要求，整体倒悬度应满在700～1100m左右，河床高程在563～5

4、67m之问，河谷底宽8～13m，呈“V”型断面；山坡地足稳定要求。在满足上述条件的情况下，应尽可能减小拱半形变化较大，河流以下切作用为主。河谷中除有少径，加大中心角，以改善应力状况并使坝体工程量量薄层的砂卵石层外，无阶地无漫滩，坝址区在地貌形态上属构造剥蚀中低山峡谷类型。减小。3．2地层岩性2)拱冠梁断面拟定坝址区地层由第四系松散堆积层及白垩系下统坝顶厚度考虑到顶部非溢流段悬臂梁的稳定及馆头组粉砂岩和侏罗系上统磨石山组流纹质凝灰岩溢流段、溢流堰的布置，经优化，拱冠梁处坝顶厚组成，比较单一。度取2．1965ITI。3．3物理地质现象3)拱坝优

5、化平面布置参数坝址物理地质现象不发育，不存在滑坡、大崩采用混合线型的体型方式布置拱坝，通过应力·57·规划设计SMALLHYDROPOWER2010Nol，TotalNo151分析，确定拱冠梁断面及拱坝平面布置参数。拱坝设计》(浙江大学水工结构研究所)，拱坝混和线型优化成果参考《文成县东坑岭水电站拱坝体型优化优化方案体形参数如下(见表1)。表1拱坝平面布置参数表4．2坝型选择2)拱坝应力控制标准本工程坝址处河谷为“V”字型，可采用拱坝拱坝应力控制标准根据《混凝土拱坝设计规和重力坝2种坝型。范》(SL282-2003)确定(见表2)。根据《混

6、凝土拱坝设计规范》(SL282-2003)，3)荷载组合及应力计算成果对于“V”型河谷，宜采用双曲拱坝，故对混凝土工况一：正常蓄水位603．0Ill+淤沙压力双曲拱坝同混凝土重力坝作了比较。经技术经济比+温降较，双曲拱坝比重力坝投资减少约350万元，同时工况二：设计洪水位605．6l"lq+淤沙压力双曲拱坝施工经验也较多，因此在坝型上推荐混凝+温升土双曲拱坝。工况三：死水位585．0m+淤沙压力+温升4．3坝体材料比较工况四：死水位585．0m+淤沙压力+温降选用细骨料C15混凝土砌块石双曲拱坝和C15工况五：校核洪水位606．189m+淤

7、沙压力+混凝土双曲拱坝2种坝体材料进行比较。由于混凝温升土砌块石材料利用了当地块石价格较低的特点，同应力计算成果如下(见表3)。时混凝土拱坝C15混凝土弹性模量及线膨胀系数均表3拱坝应力计算成果(单位：MPa)比混凝土砌块石大，因此混凝土砌石拱坝比混凝土拱坝造价低；经比较分析，混凝土砌石拱坝比混凝控制应力／工况工况一工况二工况三工况四工况五土拱坝节省造价约79万元。但由于混凝土拱坝比最大拉应力1．13o．871．190．850．97混凝土砌石拱坝施工速度约快5个月，并且混凝土最大压应力2．873．973．951．204．02拱坝为整体防渗，

8、防渗效果较好，因此推荐混凝土拱坝。从表3可以看出，各控制工况下的最大主拉应4．4拱坝应力分析力为1．19MPa，最大主压应力为4．02MPa；主拉力1)采用浙江大学水工结构所编制