焦 陽

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

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大石門水利樞紐瀝青混凝土心墻砂礫石壩設(shè)計(jì)

焦 陽

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

大石門水利樞紐瀝青混凝土心墻砂礫石壩,最大壩高130 m。該工程壩址區(qū)地震烈度高(基巖動(dòng)峰值加速度為0.52g，抗震設(shè)計(jì)烈度為Ⅸ度)，河谷狹窄，岸坡陡峭，地質(zhì)條件復(fù)雜。結(jié)合工程地形及場地地震特點(diǎn)，對壩料分區(qū)、防滲結(jié)構(gòu)、壩體結(jié)構(gòu)形式、大壩抗震措施等進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，在保證設(shè)計(jì)方案可行、安全的同時(shí)，做到投資最優(yōu)。

地震烈度；高陡岸坡；瀝青混凝土心墻；抗震措施

1 工程概況

大石門水利樞紐工程位于新疆巴州且末縣境內(nèi)的車爾臣河干流上，壩址位于車爾臣河出山口與支流托其里薩依交匯口下游約300 m處，是一項(xiàng)以灌溉、防洪為主，兼有發(fā)電等綜合利用的水利工程，屬Ⅱ等大(2)型工程，大壩屬1級擋水建筑物，總庫容1.27億m3，調(diào)節(jié)庫容0.99億m3。

2 壩址區(qū)地形地質(zhì)條件

2.1 樞紐區(qū)地形、地質(zhì)條件

樞紐區(qū)位于阿爾金山與沖積洪積扇和沖洪積平原地貌單元交匯部位。此處呈V形峽谷，河流縱坡約12.5‰。壩址出露巖性為下元古界蝕變輝綠巖，右岸基巖出露，壩軸線上下游有少量殘留階地。左岸為Ⅷ～Ⅸ級基座階地，基巖基座的頂面在階地前緣陡坎上出露位置呈山包狀。壩址區(qū)附近現(xiàn)代河床寬10～20 m，壩址區(qū)附近兩岸岸坡陡峻，岸坡坡度多在50°～80°，局部近直立。岸坡段發(fā)育一斷層f17，斷層產(chǎn)狀300°～340°SW∠40°～45°，破碎帶寬度一般1～3 m，以角礫巖、碎裂巖為主，是巖性分界線，其下為侏羅系泥巖、砂巖夾煤層，斷層傾向上游。

庫區(qū)左岸為車爾臣河與托奇米薩依河古河道，古河道較寬，寬2.6 km，兩岸基巖出露，河道內(nèi)沉積了深厚層的砂卵礫石，上部巖性為第四系上更新統(tǒng)Q3砂卵礫石層，厚34～40 m，分布高程為2 364.00～2 342.00 m，且全部位于正常高水位以上；下部巖性為巨厚層的Q2砂卵礫石層，泥質(zhì)半膠結(jié)，根據(jù)鉆探資料，該層厚度達(dá)295 m。庫區(qū)古河道底部低于正常高水位最深205 m。

本工程壩址區(qū)50 a超越概率2%的場地基巖動(dòng)峰值加速度為0.52g；場地地震基本烈度為Ⅷ度，大壩抗震設(shè)計(jì)烈度為Ⅸ度。

2.2 天然建筑材料

壩址區(qū)勘查有C2和C4兩個(gè)砂礫石料場。C2料場位于壩址下游0.3～0.9 km，車爾臣河左岸Ⅸ級階地上。料場有用層儲量85.0萬m3。C4料場位于壩址上游托齊里薩依河左岸Ⅷ～Ⅸ級階地上，距離壩址0.4～2.3 km。料場有用層儲量700萬m3。以上2個(gè)料場巖性均為第四系上更新統(tǒng)沖積含漂石砂卵礫石層，作為壩殼填筑料使用，各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)均滿足規(guī)范技術(shù)要求。

瀝青骨料場P1石料場(灰?guī)r)位于壩址區(qū)西側(cè)山前沖洪積傾斜平原上部，距離壩址區(qū)運(yùn)輸距離15 km，直線距離8.4 km，料場巖性為微晶-細(xì)晶灰?guī)r，主要由粒度細(xì)小的微晶、細(xì)晶方解石所構(gòu)成，巖體完整性好，強(qiáng)風(fēng)化層3 m左右，弱風(fēng)化層巖石和新鮮巖石質(zhì)量滿足瀝青混凝土骨料要求。

3 大壩設(shè)計(jì)

3.1 壩體輪廓設(shè)計(jì)

大石門水利樞紐工程大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，最大壩高130 m，壩頂高程2 304.50 m，壩頂寬12 m，壩頂長205 m，防浪墻頂高程2 305.70 m，上游壩坡高程2 265.00 m以上采用1∶2.75、高程2 265.00 m以下上游壩坡采用1∶2.5，變坡處設(shè)2 m寬馬道，上游圍堰與壩體結(jié)合，上游圍堰壩坡(高程2 229.00以下)采用1∶2.25，下游壩坡1∶(1.6～1.8)，在下游坡設(shè)10 m寬、縱坡為8%的“之”字形上壩公路，下游壩坡平均為1∶2.32。

上游壩坡采用C30素混凝土護(hù)坡，護(hù)坡厚0.3 m，護(hù)坡范圍由高程2 240.00 m至壩頂，即自死水位以下5 m護(hù)至壩頂，圍堰上游面采用厚1.0 m拋石護(hù)坡。下游壩坡在高程2 270.00 m以上設(shè)200 mm厚鋼筋混凝土板，在高程2 270.00 m以下采用厚0.4 m干砌石護(hù)坡，剖面見圖1。

3.2 壩體分區(qū)設(shè)計(jì)

根據(jù)料源和高壩結(jié)構(gòu)功能、壩坡穩(wěn)定要求，以及對壩料強(qiáng)度、壩體滲透性、壓縮性等方面要求，結(jié)合施工情況，對壩體進(jìn)行分區(qū)和壩料設(shè)計(jì)。在保證高壩安全的情況下，盡量利用開挖料，解決狹窄河谷棄渣難問題，節(jié)省工程投資。

壩體填筑分區(qū)從上游至下游分為：上游砂礫料區(qū)、上游過渡料區(qū)、瀝青混凝土心墻、下游過渡料區(qū)、下游砂礫料區(qū)、下游利用料區(qū)、下游貼坡排水區(qū)。

3.2.1 瀝青混凝土心墻設(shè)計(jì)

瀝青混凝土防滲體采用直立的碾壓式瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，墻體軸線在壩軸線上游4.0 m處。心墻采用上窄下寬布置，頂寬0.6 m，底寬1.4 m，厚度采用臺階式漸變；底部設(shè)高2.4 m的放大腳，放大腳厚度由1.4 m漸變至2.6 m。瀝青混凝土心墻基座采用混凝土結(jié)構(gòu)，厚1.0 m，寬6～8 m。心墻頂部與壩頂防浪墻緊密結(jié)合。瀝青采用克拉瑪依90號A級瀝青，粗骨料采用P1灰?guī)r加工制備，細(xì)骨料采用混凝土細(xì)骨料，填料從附近水泥廠購買。心墻與混凝土底座的接觸面上設(shè)1.2 mm厚止水銅片和20 mm厚砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂。瀝青混凝土心墻、混凝土底座連同基巖防滲帷幕，形成1道整體防滲屏障。

瀝青混凝土作為壩體的防滲結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有足夠的防滲性能，且力學(xué)指標(biāo)等應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。為了滿足冬季碾壓式瀝青混凝土心墻施工要求，確定瀝青混凝土配合比為：骨料最大粒徑19 mm，礦料級配指數(shù)為0.4，初選油石比為8%，填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇為1.8。試驗(yàn)表明，在苛刻的室內(nèi)試驗(yàn)條件和-25 ℃氣溫下，瀝青混凝土試塊的結(jié)合面上下層結(jié)合良好，結(jié)合面和非結(jié)合面的密度(孔隙率)均勻，防滲性滿足要求，劈裂變形能力大。夏季瀝青含量為6.8% 左右。通過室內(nèi)試驗(yàn)研究，推薦的瀝青混凝土配合比見表1。

圖1 大石門瀝青混凝土心墻壩標(biāo)準(zhǔn)剖面圖 單位：高程，m；其它，mm

表1 瀝青混凝土配合比表

3.2.2 過渡層設(shè)計(jì)

為了確保過渡層為瀝青混凝土心墻兩邊提供均勻的支撐，過渡料區(qū)上、下游水平寬度均為4 m，過渡層從底部弱風(fēng)化基巖建基面填筑至心墻頂部。過渡料采用C4砂礫料場粒徑小于80 mm的全料，最大粒徑為80 mm，小于5 mm粒徑含量為25%～40%，小于0.075 mm粒徑含量小于5%，滲透系數(shù)不應(yīng)小于10-3cm/s，相對緊密度Dr≥0.85。

3.2.3 壩殼料設(shè)計(jì)

由于壩址區(qū)河谷狹窄，岸坡陡峭，堆石料場開挖難度大，取料困難，且堆石料填筑存在二次倒運(yùn)等問題。通過壩料試驗(yàn)及大壩有限元分析計(jì)算論證，大壩采用壩址區(qū)儲量豐富的天然砂礫料填筑。上游圍堰作為壩體的一部分，填筑料及標(biāo)準(zhǔn)與大壩一致。壩體填筑料采用C2、C4砂礫料場粒徑小于600 mm的全料填筑。碾壓指標(biāo)Dr≥0.85，壓實(shí)后滲透系數(shù)為10-2～10-3cm/s。

由于C2、C4料場砂礫料滲透系數(shù)均在1.6×10-2cm/s左右，壩料滲透性良好；并且在壩料設(shè)計(jì)分區(qū)及在料場開采壩料使用時(shí)，盡可能地將滲透系數(shù)大的壩料用于心墻下游的局部部位，使其壩體內(nèi)部起到自然排水作用。根據(jù)已建成的瀝青混凝土心墻壩的觀測資料顯示，瀝青混凝土心墻壩在壩內(nèi)下游的浸潤線很低。

3.2.4 下游利用料設(shè)計(jì)

根據(jù)壩體分區(qū)要求及可利用料方量，下游利用料采用壩基及各建筑物爆破或開挖的石料(砂巖泥巖等除外)。利用料粒徑小于600 mm，粒徑小于5 mm的含量小于等于20%，小于0.1 mm的含量小于5%，設(shè)計(jì)孔隙不大于22%。

3.2.5 貼坡排水料設(shè)計(jì)

貼坡位于壩下游坡腳處，頂部高程為2 195.00 m，底部坐落于河床基巖上，頂寬5 m，坡度與壩坡相同，為1∶1.6。在河床段貼坡排水體后設(shè)1層4 m厚水平排水體與之相接，水平排水體以0.5%的縱坡向下游延伸至廠房尾水渠。排水料粒徑為5～80 mm。在壩體填筑料與貼坡排水料之間設(shè)2 m厚過渡料作為混合反濾，過渡料要求與心墻兩側(cè)過渡料相同，設(shè)計(jì)相對密度Dr≥0.85。貼坡排水料采用C4料場砂礫料篩分加工而成。

3.3 壩基處理設(shè)計(jì)

3.3.1 壩基處理設(shè)計(jì)原則

壩基處理設(shè)計(jì)原則:① 心墻部位基巖強(qiáng)風(fēng)化層巖石破碎，透水性強(qiáng)，將強(qiáng)風(fēng)化層全部挖除，防滲心墻和過渡層建基于弱風(fēng)化巖面上；② 對瀝青混凝土心墻基座下的基巖進(jìn)行灌漿，以提高基巖的抗沖蝕能力；③ 壩基防滲處理深度按透水率小于3 Lu控制；④ 特殊基礎(chǔ)壩基防滲特殊處理。

3.3.2 壩基處理設(shè)計(jì)

在心墻基座混凝土蓋板范圍內(nèi)進(jìn)行固結(jié)、帷幕灌漿。固結(jié)灌漿孔深8 m，孔距3 m，排距2 m，高程2 240.00 m以下設(shè)4排，高程2 240.00 m以上設(shè)2～3排。帷幕灌漿采用2排，孔距2 m，帷幕灌漿深度需伸入q<3 Lu的相對不透水層以下5 m，灌漿孔均鉛垂設(shè)置。

3.3.3 斷層處理

壩基樁號0+075.00 m、0+155.00 m處有發(fā)育大石門斷層f17，斷層產(chǎn)狀300°～340°SW∠40°～45°，破碎帶寬度一般1～3 m，以角礫巖、碎裂巖、斷層泥為主，是巖性分界線。斷層傾向上游，沿?cái)鄬訋г陂_挖過程中易形成不穩(wěn)定塊體及少量的崩塌體，需對斷層進(jìn)行相應(yīng)的工程處理。斷層下部為侏羅系泥巖、砂巖夾煤層，灰黑色，中厚層狀，巖體破碎，巖層產(chǎn)狀50°SE∠70°。

心墻基座基礎(chǔ)范圍內(nèi)根據(jù)其產(chǎn)狀、規(guī)模和影響程度分別采取混凝土塞置換、加蓋混凝土板或掛網(wǎng)噴混凝土、反濾保護(hù)等綜合措施進(jìn)行處理。為防止斷層滲漏，在壩基樁0+045.00 m～樁0+080.00 m、樁0+148.00 m～樁0+166.00 m處混凝土基座寬度加寬至8 m，設(shè)4排深孔固結(jié)灌漿，灌漿深度15 m，孔距3 m，排距2 m；設(shè)3排帷幕灌漿，上下游2排為水泥灌漿，中間設(shè)1排環(huán)氧灌漿，孔、排距均為2 m；在心墻下游側(cè)壩體范圍的坡面進(jìn)行反濾保護(hù)，設(shè)3 m厚混合反濾層，反濾料要求與心墻兩側(cè)過渡料相同，并與心墻下游側(cè)過渡料連成整體。

4 壩體應(yīng)力變形計(jì)算及分析

大石門水利樞紐瀝青混凝土心墻砂礫石壩結(jié)合壩料進(jìn)行三軸試驗(yàn)，對壩體應(yīng)力變形采用三維有限元法、鄧肯E-B模型進(jìn)行計(jì)算，通過對大壩各種工況的模擬、靜力和動(dòng)力計(jì)算分析，對壩體進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

4.1 瀝青混凝土心墻壩三維靜力有限元分析

為了精細(xì)考慮本工程復(fù)雜的河谷地形條件、大壩材料分區(qū)以及分層填筑對大壩應(yīng)力和變形的影響，本次有限元網(wǎng)格采用了大規(guī)模的網(wǎng)格剖分技術(shù)。此外，為了考慮兩岸和地基巖體的變形特性、大壩和巖體的動(dòng)力相互作用，還將兩岸山體和地基巖體進(jìn)行了整體的網(wǎng)格剖分，這些處理方法將有效提高應(yīng)力和變形的計(jì)算精度。心墻與過渡料之間設(shè)置接觸面單元，參數(shù)見表2。筑壩材料和瀝青心墻料采用鄧肯E-B模型，材料參數(shù)見表3。

表2 接觸面模型參數(shù)表

表3 筑壩材料和瀝青混凝土模型參數(shù)表(4 ℃)

4.1.1 壩體位移

竣工期：壩體沉降最大值為0.494 m；順河向位移最大值為0.11 m(向上游)和0.12 m(向下游)。滿蓄期：壩體沉降最大值為0.456 m；由于水壓力作用，向上游變形區(qū)域和數(shù)值減小，向下游變形區(qū)域和數(shù)值增大，最大值為0.10 m(向上游)和0.18 m(向下游)。

4.1.2 壩體應(yīng)力

竣工期：壩體最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力分別為2.00 MPa和0.85 MPa；滿蓄期：壩體最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力最大值分別為1.90 MPa和0.85 MPa。

4.1.3 心墻位移

(1) 竣工期：瀝青混凝土心墻的最大沉降為0.494 m；瀝青混凝土心墻的壩軸向最大位移為0.079 m(向左岸)和0.064 m(向右岸)。滿蓄期：最大沉降為0.431 m。最大值均位于河谷中央1/2壩高處。壩軸向最大位移為0.083 m(向左岸)和0.071 m(向右岸)。

4.1.4 心墻應(yīng)力

瀝青混凝土心墻最大壓應(yīng)力為2.66 MPa(竣工期)和2.40 MPa(滿蓄期)，主要位于心墻右岸底部；滿蓄期在心墻中間頂部較小范圍內(nèi)出現(xiàn)了0.20 MPa左右的拉應(yīng)力。

4.1.5 心墻與基座滑移變形

竣工期和滿蓄期心墻與基座相對位移最大值見表4。沿基座走向最大位移為5.4 cm，發(fā)生在左岸。

表4 瀝青混凝土心墻與基座連接部位的位移表

4.2 關(guān)于瀝青心墻水力劈裂的研究分析

相對于黏土心墻而言，瀝青混凝土心墻發(fā)生水力劈裂的可能性較小，黏土心墻常用的水力劈裂評判標(biāo)準(zhǔn)(水壓力小于豎向應(yīng)力或壩軸向應(yīng)力)用來評價(jià)瀝青心墻偏于保守。

圖2、3分別給出了滿蓄期心墻上游側(cè)豎向應(yīng)力和壩軸向應(yīng)力與水壓力差值等值線圖。從圖中可以看出，整個(gè)心墻大部分區(qū)域內(nèi)豎向應(yīng)力和壩軸向應(yīng)力均大于水壓力。根據(jù)瀝青混凝土的拉伸試驗(yàn)結(jié)果，心墻抗拉強(qiáng)度平均值為0.62 MPa，綜合計(jì)算結(jié)果，可以認(rèn)為大石門瀝青混凝土心墻不會發(fā)生水力劈裂。但兩岸岸坡陡峭，屬于可能發(fā)生水力劈裂的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)對該部位心墻采取加厚等工程措施。

圖2 滿蓄期心墻豎向應(yīng)力與水壓力差值等值線圖

4.3 瀝青混凝土心墻壩三維有限元?jiǎng)恿Ψ磻?yīng)分析

動(dòng)力計(jì)算采用了等效線性模型，永久變形計(jì)算采用了殘余應(yīng)變勢變形模型。筑壩材料動(dòng)剪切模量系數(shù)K和指數(shù)n采用試驗(yàn)研究成果。筑壩材料和瀝青心墻料材料等效線性模型參數(shù)見表5，筑壩材料永久變形模型參數(shù)見表6。

圖3 滿蓄期心墻壩軸向應(yīng)力與水壓力差值等值線圖

材料Kn心墻料38240.35主砂礫料26460.426

表6 筑壩材料和瀝青心墻料永久變形參數(shù)表

地震動(dòng)輸入采用壩址場地譜人工波，順河向、豎向和壩軸向的地震加速度時(shí)程曲線?；鶐r地震波水平向峰值加速度為0.52g，豎向峰值加速度為水平向的2/3。

4.3.1 堆石體地震反應(yīng)

(1) 動(dòng)位移:壩體順河向最大動(dòng)位移為0.12 m，豎向最大動(dòng)位移為0.033 m，最大值均出現(xiàn)在壩頂附近，符合有限元?jiǎng)恿τ?jì)算的一般規(guī)律。

(2) 加速度:壩體最大順河向加速度為11.24 m/s2，最大豎向加速度為6.02 m/s2，最大值均位于壩頂部附近。

4.3.2 心墻地震應(yīng)力

瀝青混凝土心墻靜動(dòng)疊加最大壓應(yīng)力為2.78 MPa，最大拉應(yīng)力為0.33 MPa。根據(jù)瀝青混凝土心墻的拉伸試驗(yàn)結(jié)果，心墻在4 ℃的抗拉強(qiáng)度平均值為0.62 MPa，心墻應(yīng)力沒有超過其抗拉強(qiáng)度。由于瀝青心墻采用了4 ℃時(shí)的動(dòng)剪切模量，其在低圍壓(壩頂附近)模量值大于壩殼料模量值，導(dǎo)致心墻地震時(shí)拉應(yīng)力范圍較大。

4.3.3 堆石體永久變形

根據(jù)有限元靜、動(dòng)力分析的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，對心墻壩進(jìn)行了三維永久變形計(jì)算。永久變形有限元網(wǎng)格與靜力有限元一致。永久變形計(jì)算模型采用大連理工大學(xué)的改進(jìn)沈珠江殘余變形模型，試驗(yàn)參數(shù)采用本次試驗(yàn)研究成果。

大壩順河向最大永久位移為0.125 m(向上游)和0.25 m(向下游)，順河向最大永久位移發(fā)生在大壩壩頂附近；豎向最大永久位移為0.53 m，約占壩高的0.36%。

4.3.4 心墻震后應(yīng)力

地震后，由于地震變形引起的附加應(yīng)力，心墻應(yīng)力有所變化。瀝青混凝土心墻最大壓應(yīng)力為2.74 MPa，位于兩岸局部位置；最大拉應(yīng)力為0.34 MPa，位于河床部位的心墻頂部，拉應(yīng)力最大值小于心墻的抗拉強(qiáng)度平均值。

表7 大壩三維有限元?jiǎng)恿τ?jì)算極值計(jì)算表

4.4 大壩安全性綜合評價(jià)

綜合大壩各工況的計(jì)算結(jié)果，可以認(rèn)為，大石門水利樞紐瀝青混凝土心墻壩的設(shè)計(jì)方案在技術(shù)上是可行的。但壩址區(qū)地震強(qiáng)度大且場地譜頻帶較寬，對大壩的影響較大，主要表現(xiàn)在：瀝青混凝土心墻壩的上游壩坡安全系數(shù)較小。因此，需要采取抗震加固措施，保證大壩的地震安全性。

5 大壩抗震設(shè)計(jì)

根據(jù)新疆防御自然災(zāi)害研究所做的地震危險(xiǎn)性分析，本工程壩址區(qū)50 a超越概率2%的場地基巖動(dòng)峰值加速度為0.52g；為此，采用常規(guī)抗震處理措施外，還采取了一些特殊的安全措施。

5.1 壩頂安全超高

經(jīng)計(jì)算，本工程壩頂高程主要受地震工況控制，其重點(diǎn)在于合理確定地震安全超高(包括地震壩頂沉陷和地震涌浪高度)。其中地震涌浪高度按照規(guī)范規(guī)定并參考有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值采用1.5 m；地震壩頂沉陷根據(jù)工程統(tǒng)計(jì)和規(guī)范規(guī)定采用2.0 m。

5.2 上、下游壩坡及下游護(hù)坡

壩體上游壩坡為1∶2.25～1∶2.75，特別是上游壩坡高程2 265.00 m以上壩坡放緩至1∶2.75；下游馬道間邊坡為1∶1.6～1∶1.8，下游壩坡設(shè)12 m寬的 “之”字形上壩道路，平均壩坡1∶2.32，其作用除了構(gòu)成下游上壩道路外，還可起到壩坡壓重和放緩下游壩坡的作用，以減小地震情況下的堆石體水平向變形，防止壩體出現(xiàn)較深層的滑動(dòng)。

5.3 大壩壩頂及上部結(jié)構(gòu)

由于壩體的動(dòng)力放大作用，壩體上部的地震加速度較大，壩頂附近地震加速度最大。為提高地震時(shí)壩頂?shù)恼w性和穩(wěn)定性，減少地震引起的永久變形，類比國內(nèi)外強(qiáng)震區(qū)高壩工程實(shí)例，壩頂寬度采用12 m。并在壩內(nèi)上、下游2 262.50 m高程以上至壩頂區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)土工格柵。土工格柵壩高方向上游、下游層間距分別為1.6、2.4 m；并在2 270.00 m高程以上，下游壩坡設(shè)200 mm厚鋼筋混凝土板，以增強(qiáng)壩體頂部的抗震能力。

5.4 提高施工質(zhì)量及壩體填筑指標(biāo)

施工中嚴(yán)格控制填筑層厚、碾壓遍數(shù)、加水量等施工參數(shù)，做好過程控制，確保壩體碾壓密實(shí)，減少地震沉陷。并適當(dāng)提高壩體砂礫石料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，要求砂礫料的相對密度Dr≥0.85，堆石料填筑孔隙率n≤22%。

5.5 加強(qiáng)連接部位設(shè)計(jì)

加強(qiáng)心墻與基座、基座及壩體各分區(qū)與壩基和岸坡的連接；防止壩體，特別是兩岸邊坡部分因地震而出現(xiàn)裂縫。心墻與基座連接部位采用心墻厚度逐漸擴(kuò)大的形式連接，接觸面設(shè)瀝青瑪蹄脂和銅片止水，以提高地震時(shí)的防滲性能。

5.6 設(shè)置下游壓重平臺

為防止壩體下游坡腳部位地震時(shí)產(chǎn)生過大的側(cè)脹而導(dǎo)致壩體中上部失穩(wěn)或產(chǎn)生過大的變形，利用壩基清理及各建筑物的開挖棄料，堆放在壩坡腳與電站尾水渠導(dǎo)墻之間，既可提高壩體抗震性能，又解決了棄料堆放問題。

5.7 加強(qiáng)地震監(jiān)測

在近庫區(qū)布設(shè)4個(gè)地震監(jiān)測子臺，組成近庫區(qū)臺網(wǎng)；在壩頂、壩中部及壩腳處，各設(shè)1臺強(qiáng)震儀，加強(qiáng)地震監(jiān)測。

6 結(jié) 語

大石門水利樞紐瀝青混凝土心墻砂礫石壩最大壩高130 m，在大壩設(shè)計(jì)中遇到了高地震烈度、高陡岸坡、堆石料場開挖難度大等極為不利的地質(zhì)、地形條件組合，通過大石門瀝青混凝土心墻砂礫石壩的設(shè)計(jì)、研究和計(jì)算分析，充分吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，對壩料分區(qū)、防滲體結(jié)構(gòu)、壩體結(jié)構(gòu)形式、大壩抗震措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證大壩方案可行、安全的同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)投資上做到了最優(yōu)，為在高震區(qū)修建高瀝青混凝土心墻壩積累工作經(jīng)驗(yàn)，從而進(jìn)一步推動(dòng)瀝青混凝土心墻壩的發(fā)展。

[1] 大石門水利樞紐工程項(xiàng)目組.新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程壩型比選論證專題報(bào)告 [R].烏魯木齊：新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,2015.

[2] 大石門水利樞紐工程項(xiàng)目組.新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 [R].烏魯木齊：新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,2015.

[3] 大連理工大學(xué)工程抗震研究所.新疆大石門水利樞紐工程筑壩材料試驗(yàn)及混凝土面板和瀝青混凝土心墻堆石壩靜動(dòng)力計(jì)算分析報(bào)告 [R].大連：大連理工大學(xué)工程抗震研究所, 2015.

[4] 長江水利委員會長江科學(xué)院技術(shù)研究中心.新疆大石門水利樞紐工程瀝青混凝土砂礫石壩瀝青混凝土配合比試驗(yàn)研究報(bào)告 [R].武漢：長江水利委員會長江科學(xué)院技術(shù)研究中心, 2016.

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[6] 劉世煌,鄭琳. 瀝青混凝土心墻壩的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控與設(shè)計(jì) [J].西北水電,2016(02):1-5.

[7] 吳浩，趙軼.去學(xué)水電站瀝青混凝土心墻堆石壩設(shè)計(jì)[G]//土石壩工程-面板與瀝青混凝土防滲技術(shù).北京：中國水利水電出版社,2015.

[8] 李江,鐘世華.尼雅水庫壩型選擇及高瀝青混凝土心墻壩可行性研究[G]//土石壩工程-面板與瀝青混凝土防滲技術(shù).北京：中國水利水電出版社,2015.

[9] 彭衛(wèi)軍.復(fù)雜地質(zhì)背景高瀝青混凝土心墻壩立項(xiàng)研究[G]//土石壩工程-面板與瀝青混凝土防滲技術(shù).北京：中國水利水電出版社,2015.

[10] 李永紅,王曉東.冶勒瀝青混凝土心墻堆石壩抗震設(shè)計(jì) [J].水電站設(shè)計(jì),2004(02)：40-45.

[11] 鄧銘江. 新疆壩工建設(shè)進(jìn)展 (精裝) [M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[12] 覃新聞.瀝青混凝土心墻壩設(shè)計(jì)與施工 [M].北京.中國水利水電出版社，2011.

Design of Sand-gravel Dam with Asphalt Concrete Core Wall, Dashimen Project

JIAO Yang

(Xinjiang Water Resources and Hydropower Investigation Design and Research Institute, Urumqi 830000,China)

The sand-gravel dam with asphalt concrete core wall of Dashimen project is 130 m high at maximum. The dam zone of the project is with high earthquake intensity ( PGA of the bedrock is 0.52gand the design aseismic intensity is IX degrees). Here the river valley is narrow, the bank slope is steep and the geological conditions are complicated. In combination with the engineering topography and the earthquake characteristics, design of dam material zoning, impermeable structure, dam structural type and the dam aseismic measures, etc are studied. Cost is minimized while the feasible and safety design scheme is secured .Key words: earthquake intensity; high and steep bank slope; asphalt concrete core wall; aseismic measure

1006—2610(2016)05—0047—06

2016-03-11

焦陽(1985- )，男，陜西省延川縣人,工程師，主要從事水工規(guī)劃設(shè)計(jì)工作.

TV641.4+1

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2016.05.012