【摘要】老鴉山水庫(kù)根據(jù)壩址的地形地質(zhì)條件、天然建筑材料、經(jīng)濟(jì)等多方面確定的壩型，主要對(duì)壩體各基礎(chǔ)、心墻以及壩體等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和介紹。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；瀝青砼心墻石渣壩；設(shè)計(jì)

1、工程概況

老鴉山水庫(kù)位于潼南五桂鎮(zhèn)方坡村老鴉溝，壩址以上集雨面積3.6km2，距五桂鎮(zhèn)政府駐地4.0km，距潼南縣城50.0km。壩址所處地貌為造剝蝕—侵蝕深丘地貌，河谷形態(tài)呈“U”型，谷底高程294.40m，寬約65.0m，出露地層為第四系（Q4）覆蓋層和侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3sn）紫紅色、紫褐色砂質(zhì)泥巖、泥巖與灰紫色泥質(zhì)粉砂巖，巖層產(chǎn)狀為265°～286°∠2°～4°，單斜構(gòu)造。水庫(kù)不存在庫(kù)水向庫(kù)盆外滲漏問(wèn)題，庫(kù)岸穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件較好，具備成庫(kù)條件。

2、壩體設(shè)計(jì)

老鴉山水庫(kù)壩基巖性為砂質(zhì)泥巖、泥巖，屬極軟巖，強(qiáng)度低，易軟化，工程區(qū)附近粘土料缺乏，石料相對(duì)充足，壩型經(jīng)過(guò)（重力壩、土石壩）綜合比較，選擇了碾壓石渣心墻壩作為推薦壩型。

2.1工程主體布置

老鴉山水庫(kù)大壩為碾壓式瀝青砼心墻石渣壩，壩軸線方向?yàn)槲鞅?東南方向，壩軸線坐標(biāo)為左壩肩G1點(diǎn)：X=3298885.718m，Y= 570033.221m（北京54坐標(biāo)系，下同）；右壩肩G2點(diǎn)：X=3298813.488m，Y= 570135.240m。

該壩正常水位為312.5m，設(shè)計(jì)洪水位314.32m，校核洪水位315.06m，死水位305.50m，防浪墻墻頂高程317.00m，壩頂高程315.80m，最低建基面高程287.60m，最大壩高28.20m，壩頂寬度5.0m，最大壩底寬度126.06m，壩頂長(zhǎng)度125.0m。

壩體上游壩坡坡比1：2.25、1：2.5，下游坡比1：2、1：2.25、1：1.5，上游設(shè)一級(jí)馬道（302.50m）；下游設(shè)二級(jí)馬道（307.50m、297.50m），馬道寬2m。

瀝青砼心墻石渣壩共分6個(gè)區(qū)，I區(qū)為上游壩殼，Ⅱ區(qū)為下游壩殼，Ⅲ區(qū)為上游過(guò)渡層，Ⅳ區(qū)為下游過(guò)渡層，Ⅴ區(qū)為下游堆石排水區(qū)，Ⅵ為上下游蓋重區(qū)。上游采用C20預(yù)制砼塊護(hù)坡，下游采用C20砼框格內(nèi)植草皮護(hù)坡，心墻上、下游側(cè)過(guò)渡層水平寬度均為2m。

瀝青砼心墻厚度根據(jù)《土石壩瀝青砼面板和心墻設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL501-2010）確定為0.5m，在心墻與砼接觸段局部加大，擴(kuò)大段高2.5m，局部擴(kuò)大段按坡度1：0.2控制，心墻與砼基座接觸處設(shè)置成弧形，以增加瀝青砼心墻與砼基礎(chǔ)的接觸面積，弧形的矢高為0.2m。瀝青砼心墻與基礎(chǔ)連接處設(shè)置砼基槽，基槽最大垂直深度2m，基槽兩側(cè)邊坡開(kāi)挖坡度為1：0.5，砼為C20，防滲標(biāo)號(hào)為W8。

2.2壩體基礎(chǔ)處理

2.2.1覆蓋層處理

壩址出露地層為第四系（Q4）覆蓋層，紫紅色粉質(zhì)粘土，厚0.5～5.8m，如采取壩基覆蓋層作為壩基層，需要對(duì)覆蓋層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證和工程處理，其工程投資較大，且增加了安全隱患（壩基處理不當(dāng)，存在壩基滲漏），因次，該水庫(kù)采取覆蓋層全部清除方案（規(guī)模較小，清除工程量不大，為減小工程隱患）。

2.2.2壩基防滲處理

基礎(chǔ)垂直防滲采用帷幕灌漿，沿心墻砼基座布置，在進(jìn)行帷幕灌漿之前先進(jìn)行固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿為雙排，排距2.0m，孔距為2.0m，深入基巖5～8m。

帷幕灌漿為單排，孔距2m，位于兩排固結(jié)灌漿孔中間，孔深要求深入基巖相對(duì)隔水層（q≤10Lu）以下5.0m。左、右岸將壩基防滲帷幕延伸至正常蓄水位與地下水位線相交處，形成岸幕。

2.3壩體設(shè)計(jì)

2.3.1心墻砼基座

瀝青砼心墻底部設(shè)置砼基座與基巖連接，為保證砼基座與基巖的整體性，同時(shí)也確保心墻與砼基座連接的可靠性，要求砼基座安全嵌入強(qiáng)風(fēng)化基巖以下2m，待澆筑砼底板后對(duì)基巖進(jìn)行固結(jié)灌漿和錨固處理?；讓?.0m，高2m，兩側(cè)坡比1：0.5，心墻與基座采用弧形連接，半徑為1.5m。

2.3.2瀝青砼心墻參數(shù)

規(guī)范規(guī)定：“心墻的最大厚度一般取壩高的1/70～1/110”。參考國(guó)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)，老鴉山水庫(kù)大壩壩高28.20m，心墻最大底部厚度為0.4m，考慮機(jī)械施工的需要的尺寸定為0.5m，因此采用0.5m等厚心墻。為提高心墻底部和砼基座接觸面積，在底部2.5m范圍內(nèi)對(duì)心墻厚度按1：0.3的坡度進(jìn)行擴(kuò)大，到接觸面心墻厚度擴(kuò)大為1.5m，然后以0.2m深弧形與C20砼基座連接，在心墻和C20砼基座之間涂抹瀝青瑪蹄脂膠結(jié)層并設(shè)止水銅片。為了防止心墻沉陷與防浪墻脫離，壩頂以下墻體與瀝青砼防滲心墻連接處心墻尺寸擴(kuò)大至0.9m，擴(kuò)大段高1.0m，采用一道止水銅片。

本工程瀝青砼主要技術(shù)性能指標(biāo)為：設(shè)計(jì)容重≥2.38g/cm3；孔隙率<3%，滲透系數(shù)<1×10-8cm/s，內(nèi)摩擦角≥270；凝聚力≥0.4MPa；水穩(wěn)定系數(shù)不小于0.85，瀝青砼骨料最大粒徑19mm。力學(xué)性能滿足應(yīng)力變形要求。

2.3.3筑壩堆石料要求

結(jié)合水庫(kù)周邊料場(chǎng)情況，對(duì)筑壩堆石料作如下合計(jì)要求：

1）上游壩殼料（碾壓石渣）采用從料場(chǎng)開(kāi)采的砂巖料，下游壩殼料采用砂巖和開(kāi)挖泥巖（主要用于下游壩面，作為種植土）料。主要設(shè)計(jì)指標(biāo)為：級(jí)配良好，粒徑小于5mm的顆粒含量為5%～15%，最大粒徑不大于6O0mm或填筑厚度的2/3，0.075mm以下的顆粒含量不小于3%，填筑時(shí)不得發(fā)生粗料集中架空現(xiàn)象；透水性良好，滲透系數(shù)不小于1.6×10-1cm/s； 設(shè)計(jì)孔隙率20%～25%，設(shè)計(jì)干密度為2.0g/cm3。

2）過(guò)渡層堆石料要求

過(guò)渡層材料的最大粒徑與瀝青砼粗骨料的最大粒徑之比不能大于8，以使瀝青砼在受水平荷載后，瀝青砼不會(huì)壓入過(guò)渡層孔隙之中。根據(jù)碾壓試驗(yàn)（受碾重限制），可對(duì)過(guò)渡料的級(jí)配作進(jìn)一步調(diào)整。

過(guò)渡料主要設(shè)計(jì)指標(biāo)為：粒徑在80mm以下的連續(xù)級(jí)配，級(jí)配良好，最大粒徑不宜大于80mm；小于5mm的顆粒含量為25%～35%，0.075mm以下的顆粒含量不大于5%；透水性良好，滲透系數(shù)不小于3.0×10-2cm/s；設(shè)計(jì)干密度為2.1g/cm3；孔隙率不大于17.9%。

3）排水體設(shè)計(jì)

排水設(shè)施采用組合式排水（褥墊式排水+棱體排水體）。棱體排水體頂高程297.50m，寬度為2m，內(nèi)坡1：1，外坡1：1.5；褥墊式排水用硬質(zhì)灰?guī)r塊石料平鋪在壩基上，在周圍設(shè)置厚0.5m碎石反濾層，排水區(qū)上游側(cè)延伸至心墻下游過(guò)渡層，頂部高程293.10m。，排水體材料、反濾層料采取外購(gòu)，參數(shù)滿足規(guī)范要求。

3、設(shè)計(jì)總結(jié)

近年來(lái)，瀝青砼心墻石渣壩建設(shè)較多，壩體施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)在于心墻（防滲能力強(qiáng)、良好的塑性和柔性），心墻質(zhì)量是壩體成功與否的關(guān)鍵，隨著已建工程的逐步交付，施工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，壩體質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，作為一種實(shí)用性較強(qiáng)的壩型，老鴉山水庫(kù)瀝青砼心墻石渣壩的工程設(shè)計(jì)對(duì)其它壩型有一定的借鑒意義。

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