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        七星湖水庫重力壩設(shè)計(jì)

        2021-04-04 08:17:14
        建材發(fā)展導(dǎo)向 2021年5期
        關(guān)鍵詞:混凝土設(shè)計(jì)

        陳 磊

        (黔南布依族苗族自治州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,貴州 都勻 558000)

        七星湖水庫為綜合利用水庫,主要工程任務(wù)是防洪和水景觀功能。主壩重力壩樞紐布置由重力壩(非溢流壩段) +溢流壩(河床溢流段) +壩身泄洪兼放空底孔組成[1]。

        1 重力壩布置

        大壩為混凝土重力壩,壩體材料采用C15三級(jí)配混凝土。壩軸線長(zhǎng)88.67m,壩頂寬5.00m,壩頂高程824.00m,河床建基面高程為789.00m,最大壩高35m,最大壩底寬度26.00m。壩體分左、右岸擋水非溢流壩段和河床溢流壩段,其中,溢流壩段長(zhǎng)9.0m,左、右岸擋水壩段分別長(zhǎng)44.7m和35.0m[2]。

        主壩區(qū)位于都勻向斜近核部西翼,都勻斷層北段上盤,地層單斜,巖層走向與區(qū)域構(gòu)造形跡一致,河床及兩岸巖層總體走向近南北向,傾向東(傾向上游),產(chǎn)狀NE0°~20°/SE∠50°~65°。受區(qū)域構(gòu)造影響,壩區(qū)主要發(fā)育順河床斷層F1。該斷層走向NW65°,傾向SW,傾角70~75°,切割地層P2,為平移、壓性斷層;根據(jù)地表地質(zhì)測(cè)繪,左岸地層相對(duì)右岸地層向上游平移約30m,地表未見明顯破碎帶,推測(cè)破碎帶寬度約1~2m,影響帶寬度約4m。七星湖水庫大壩壩址區(qū)出露為二疊系上統(tǒng)吳家坪組(P2w)地層。由上游至下游依次出露P2w2-2薄至中厚層燧石灰?guī)r夾含泥質(zhì)硅質(zhì)巖及頁巖;P2w2-1薄至中厚層含硅質(zhì)泥巖夾頁巖;P2w1-2中厚至厚層灰?guī)r;P2w1-1薄硅質(zhì)巖,夾粘土頁巖、炭質(zhì)頁巖及含燧石灰?guī)r[3]。

        2 大壩穩(wěn)定計(jì)算

        1)斷面設(shè)計(jì)

        根據(jù)斷面分析及地質(zhì)情況,大壩擬定斷面設(shè)計(jì)如下:上游為鉛直面,下游壩坡817.00 m高程以上鉛垂,817.00 m高程以下為1:0.75坡度。壩體材料采用C15三級(jí)配混凝土。壩頂寬5.00m,壩頂高程824.00m,河床建基面高程為789.00m,最大壩高35.00m,最大壩底寬度26.00m。斷面圖如下:

        2)計(jì)算原理

        根據(jù)《重力壩壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL319-2005),采用抗剪斷公式計(jì)算壩體抗滑穩(wěn)定。

        抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算公式:

        混凝土與巖體抗剪斷強(qiáng)度值小于巖體與巖體抗剪斷強(qiáng)度值,壩體抗滑穩(wěn)定受砼巖抗剪斷指標(biāo)控制,重力壩壩基開挖至弱風(fēng)化中部基巖,壩基巖體與巖體抗剪斷參數(shù)設(shè)計(jì)采用值:f′=0.7,c′=0.5Mpa。

        3)計(jì)算成果及分析

        計(jì)算壩段 壩底寬度計(jì)算工況 c`(mpa) f` K` 備注正常蓄水位 0.5 0.7 3.39非溢流壩段(789.00m) 26.00設(shè)計(jì)洪水位 0.5 0.7 3.41校核洪水位 0.5 0.7 3.35>3滿足要求>3.0滿足要求>2.5滿足要求正常蓄水位 0.5 0.7 3.36溢流壩段(789.00m) 26.00設(shè)計(jì)洪水位 0.5 0.7 3.40校核洪水位 0.5 0.7 3.36>3滿足要求>3.0滿足要求>2.5滿足要求

        壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算,采用抗剪斷強(qiáng)度公式,計(jì)算結(jié)果見下表:由上表計(jì)算成果可知,擬定剖面壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

        3 大壩應(yīng)力計(jì)算

        根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319-2005,應(yīng)力計(jì)算公式如下。

        ①壩基上下游壩面的垂直應(yīng)力計(jì)算公式

        ②上下游面水平正應(yīng)力

        上游面水平正應(yīng)力:

        下游面水平正應(yīng)力:

        應(yīng)力分析成果詳見下表。

        計(jì)算壩段 計(jì)算工況 上下游面垂直正應(yīng)力(KPa)σyu σyd非溢流壩段(789.00m)正常水位 91.36 563.99設(shè)計(jì)洪水位 85.55 550.08校核水位 62.85 564.94施工完建(空) 21.12 886.97溢流壩段(789.00m)正常水位 33.32 640.81設(shè)計(jì)洪水位 8.58 650.36校核水位 104.51 808.27施工完建(空)808.10 91.71

        由上表計(jì)算結(jié)果可知:溢流壩段與非溢流壩段抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。壩基最大壓應(yīng)力為0.874Mpa,小于地基承載力3Mpa;大壩各項(xiàng)應(yīng)力均滿足規(guī)范的要求[4]。

        4 結(jié)語

        1)本次擬定的大壩體型滿足規(guī)范要求。

        2)為滿足壩基抗滑穩(wěn)定,水庫大壩需在壩踵設(shè)置混凝土齒墻,該措施安全可靠,便于施工,相對(duì)較經(jīng)濟(jì)。

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