龙马水电站面板堆石坝设计

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1、龙马水电站面板堆石坝设计摘要：龙马水电站面板堆石坝最大坝高135m，其特点是坝址、料场岸坡陡峻，趾板开挖、料场开采、坝料运输道路施工难度大。坝料主要来源于料场和溢洪道开挖料，根据坝料特点进行了分区设计；对坝料进行了室内试验及现场碾压试验，根据试验结构确定了坝体填筑标准。关键词：坝体分区坝坡稳定应力和变形基础处理面板堆石坝龙马水电站1坝体分区设计龙马水电站面板堆石坝最大坝高135m，坝顶长315m，坝顶宽10m，坝顶高程643.0m，上游设防浪墙。上游坝坡1:1.4，下游坝坡1:1.35，分别在603.0m、563.0m高程设

2、两台2.5m宽马道。上坝料为坝址下游左岸的旧家箐料场、右岸清水河料场和溢洪道开挖料，其主要成分为石英砂岩。面板顶部厚度0.3m，渐变至面板底部，厚度为0.7m。面板分缝分块根据地形、有限元计算的坝体变形、施工条件进行分块，垂直缝间距12m。根据运行期间对坝体各部位的要求，坝体材料进行分区设计。分区的原则是：对料场开挖料的特性认真研究，在保证工程安全、经济的前提下，充分利用建筑物开挖的有用料；各区坝料从上游到下游满足水力过渡要求，相邻区下游坝料对其上游区有反滤保护作用；蓄水后坝体变形尽可能小，从而减小面板和止水系统遭到破坏的可

3、能性。根据料源及对坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等要求，将坝体从上游到下游分为垫层区、过渡区、主堆石区、下游次堆石区，并在面板上游设坝前覆盖料。2A区为面板下的垫层区，考虑施工机械设备施工需要的最小宽度，确定垫层水平宽度为3.0m；3A区为垫层下的过渡区，亦考虑施工要求，水平宽度为4.0m；3B区为主堆石区，为级配良好的砂岩堆石料；3C区为次堆石区，位于坝体下游部位，可利用建筑物开挖料和砂泥岩料。下游坝面块石护坡，厚度1m。1A区为上游坝脚粘土铺盖区，1B区为上游坝脚回填石渣盖重区。1.1垫层料工程区天然砂砾料

4、储量较小，垫层料采用料场弱风化以下岩体轧制而成。对垫层料的设计有如下要求：应有较高的变形模量及抗剪强度，能维持自身的稳定，对面板起到良好的支撑作用；垫层料应具有半透水性质，在面板及接缝开裂破坏时，可以起到限制坝体的渗漏量并保持自身抗渗稳定，对细粒料起到反滤作用，渗漏发生时通过细粒料堵塞渗流通道自愈，起到一定的挡水作用；施工中不易分离，便于平整坡面，使面板受力均匀。垫层料的宽度按以上要求并考虑抗震、施工要求确定；级配根据工程经验和试验结果确定，最大粒径80mm，特殊垫层料最大粒径30mm。小于5mm含量30%～50%，小于0.

5、075mm含量不大于8%。经过试验，压实后渗透系数为（1.46～7.15）×10-3cm/s，相对密度不小于0.8。垫层料设计干密度为2.24g／cm3，孔隙率不大于18%。1.2过渡料在垫层料与主堆石料间设过渡料区，料源为料场开挖的弱风化以下岩石，物理力学指标要求与垫层料相近，即具有低压缩性、高抗剪强度，对垫层料能起到反滤保护作用。根据垫层料的级配确定过渡料区的级配，最大粒径为300mm，小于100mm含量大于15%，小于1mm含量不大于3%。过渡料设计干密度为2.18g／cm3，孔隙率不大于20%。经过试验，渗透系数为（

6、2.36～5.7）×10-1cm/s。1.3堆石料上游主堆石料区为水压力的主要承载区，为避免面板产生较大的变形，要求有较高的压缩模量及良好的透水性，筑坝石料应有较高的干、湿抗压强度，在面板浇筑后，即使水库蓄水坝体的变形增量也不大。可用于主堆石区的料源有弱风化、微风化及新鲜的砂岩。下游堆石料区位于上游堆石区下游，坝料要求较主堆石区低，为充分、灵活利用建筑物开挖料，下游堆石料分为三个区：底部要求与主堆石区底部类似并具有足够的透水性，顶部高程据下游最高水位确定为550.00m；上部采用建筑物开挖的强风化砂岩料（湿抗压强度应大于40

7、MPa），对石料的抗压强度要求稍低；下游区为维持坝坡稳定，抵抗风化侵蚀，保护其上游侧的软岩料区，对石料的抗压强度要求仍较高，采用弱风化及以下砂岩填筑。堆石料最大粒径为800mm，小于5mm含量不超过15%，小于0.075mm含量不大于5%。堆石料设计干密度为2.16g／cm3，孔隙率不大于21%。1.4坝前覆盖料区面板上游的坝前覆盖料区由堵缝材料和保护料组成，当面板较低部位（不具备检修条件）出现裂缝、周边缝止水破坏等原因产生大的渗漏水时，堵缝材料随水流进入渗漏通道堵缝自愈。堵缝材料采用粘土，顶部高程由水库放空的最低水位560

8、.00m确定，宽度在满足施工要求的前提下根据工程经验确定为10m；保护料采用工程弃渣料，坡度由边坡稳定控制，确定为1:2.5。图1面板堆石坝最大横剖面图.L.编辑。2坝料试验成果①原岩物理力学试验成果表明，溢洪道岩样大部分岩石的节理、裂隙孔洞发育，岩石为弱风化及其上部，故孔隙率、最大吸水率