某水庫擴(kuò)建工程大壩壩型的研究

【摘要】某水庫擴(kuò)建工程擴(kuò)建方案為加高原大壩，新建副壩，主壩壩型為土工膜斜墻堆石壩，副壩通過混凝土重力壩、面板堆石壩、土工膜斜墻堆石壩三種當(dāng)?shù)夭牧蠅芜M(jìn)行比較研究后，選擇出經(jīng)濟(jì)合理的壩型。

【關(guān)鍵詞】大壩；地材料壩；土工膜斜墻堆石壩；混凝土重力壩；面板堆石壩

1、工程概況

某水庫擴(kuò)建工程由大壩、溢洪道、導(dǎo)流兼放水隧洞三部分組成。擴(kuò)建方案為加高原大壩，新建副壩，加高原溢洪道，新建導(dǎo)流兼放水隧洞。水庫總庫容由原來的68×104m3擴(kuò)建為130×104m3，庫容增加62×104m3，下游控制灌溉面積由原來的3650畝增加至7150畝，灌溉面積增加3500畝。

2、大壩壩型研究

2.1 主壩壩型研究

現(xiàn)狀大壩壩型為土工膜斜墻堆石壩，水庫擴(kuò)建后大壩仍采用原壩線布置形式，為了充分利用原壩體已有堆石體和漿砌石體方量，盡量減少堆石填筑方量和保證壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，擴(kuò)建后主壩仍采用土工膜斜墻堆石壩。

2.2 副壩壩型

副壩壩型研究根據(jù)地形條件、地質(zhì)條件、筑壩材料、施工條件、氣候條件及壩基處理等各種因素，初步擬定3種壩型進(jìn)行定性比較，選定技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。設(shè)計(jì)壩型采用混凝土重力壩、面板堆石壩、土工膜斜墻堆石壩進(jìn)行比較。

（1）混凝土重力壩設(shè)計(jì)

混凝土重力壩壩頂高程1591.50m，壩頂寬度5m，壩頂長(zhǎng)度100m，根據(jù)壩體穩(wěn)定分析，初擬壩體斷面為：頂寬2m迎水面上部3m鉛直，下部邊坡1：0.2，背水面邊坡1：0.35。為滿足交通要求壩后采用開挖料培厚，回填頂寬3m，回填邊坡1：1.6。壩基坐落在弱風(fēng)化層中部。

（2）面板堆石壩設(shè)計(jì)

壩頂寬5.0m，壩頂全長(zhǎng)100m，上游壩坡為1：1.5，下游壩坡為1：1.6，防浪墻頂高程1591.50m，高出壩頂1.0m，防浪墻的結(jié)構(gòu)形式為“L”型，高2.36m，厚0.3m，采用C25F200鋼筋混凝土現(xiàn)澆。壩頂路面為20cm厚的泥結(jié)石路面，路面自上游向下游傾斜，坡度2%，壩頂下游側(cè)設(shè)路沿石，高出壩頂0.2m，材料為C25混凝土。上游壩坡設(shè)置混凝土面板，面板厚度30cm，從面板向下游依次鋪設(shè)10cm厚碾壓砂漿、水平寬度3.0m的墊層料。下游壩坡采用6cm厚的預(yù)制六棱塊護(hù)坡。

（3）土工膜斜墻堆石壩設(shè)計(jì)

壩頂寬5.0m，壩頂全長(zhǎng)100m，上游壩坡為1：2，下游壩坡為1：2，防浪墻頂高程1591.50m，高出壩頂1.0m，防浪墻的結(jié)構(gòu)形式為“L”型，高2.36m，厚0.3m，采用C25F200鋼筋混凝土現(xiàn)澆。大壩壩頂下游側(cè)設(shè)路沿石，斷面尺寸為30cm×60cm，路沿石高出壩頂20cm。路沿石采用C25F200混凝土現(xiàn)澆。大壩壩頂為20cm厚泥結(jié)石路面，為排出雨水，壩頂向下游單向傾斜，坡度為2%。大壩上游壩坡為1：2，采用0.2m厚C25F200混凝土板護(hù)坡，護(hù)坡下鋪設(shè)1.3m厚的砂礫石墊層，砂礫石墊層下鋪設(shè)“兩布一膜”防滲，其規(guī)格為250g/0.5mm/250g，土工膜與下游堆石體之間設(shè)1m厚的砂礫石過渡層。大壩下游壩坡為1：2，下游壩坡采用6cm厚預(yù)制六棱塊護(hù)坡。

（4）壩型研究比較

壩型比較采用混凝土重力壩、面板堆石壩、土工膜斜墻堆石壩進(jìn)行比較。根據(jù)3種壩型的基礎(chǔ)處理、施工、運(yùn)行維修、投資等方面進(jìn)行比較，見表2-1：

綜上，三種壩型均有建壩條件，混凝土重力壩是由混凝土修筑的大體積擋水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整體是由若干壩段組成。主要依靠壩體自重來維持穩(wěn)定的壩?；炷林亓斡幸韵聝?yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：（1）相對(duì)安全可靠。重力壩剖面尺寸大，壩內(nèi)應(yīng)力較低，筑壩材料強(qiáng)度高，耐久性，因而抵抗洪水漫頂、滲漏、地震和戰(zhàn)爭(zhēng)破壞能力都比較強(qiáng)；（2）施工方便。大體積混凝土可以采用機(jī)械化施工，在放樣、立模和混凝土澆注方面都比較簡(jiǎn)單，并且補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)、維護(hù)或擴(kuò)建也比較方便；（3）結(jié)構(gòu)作用明確。重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干壩段，各壩段獨(dú)立工作，結(jié)構(gòu)作用明確，穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算都比較簡(jiǎn)單。

（2）壩體剖面尺寸大，混凝土用量多。造成工程投資偏大，從料場(chǎng)和混凝土的用量看，本工程壩型不適宜選擇混凝土重力壩；（3）壩體體積大，施工期混凝土的水化熱和硬化收縮，產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，因此，在混凝土澆注時(shí)需要有較嚴(yán)格的溫度控制措施。

3、壩型研究結(jié)論

綜合上述，設(shè)計(jì)從基礎(chǔ)處理、施工條件和工程投資方面綜合考慮，推薦采用當(dāng)?shù)夭牧蠅巍?/p>

當(dāng)?shù)夭牧蠅蚊姘宥咽瘔魏屯凉つば眽Χ咽瘔螐氖┕そ嵌瓤炊卟町惒淮螅珡墓こ掏顿Y看土工膜斜墻堆石壩明顯優(yōu)于面板堆石壩，因此設(shè)計(jì)選用土工膜斜墻堆石壩。

作者簡(jiǎn)介：王延文（1983.07--），工程師，現(xiàn)主要從事水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。