工程實(shí)際的各種壩型選擇-非常實(shí)用

壩型選擇內(nèi)容提要一.可供選擇的壩型二.壩型選擇2.土石壩（當(dāng)?shù)夭牧蠅危╊愐?可供選擇的壩型1．混凝土壩、砌石壩類1.拱壩混凝土壩、砌石壩類2.重力壩混凝土拱壩1）常態(tài)混凝土拱壩2）碾壓混凝土拱壩拱壩2.砌石拱壩隔河巖“上重下拱”新型斜封拱壩清江隔河巖混凝土重力拱壩,壩址河谷呈不對(duì)稱“U”形，壩基為寒武系堅(jiān)硬灰?guī)r，下伏不透水軟弱頁(yè)巖。針對(duì)這一地形地質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用“上重下拱”式復(fù)合壩型，即封拱線以上為重力壩，以下為重力拱壩，而封拱線為一曲線(又稱“斜封拱”)，中部(拱冠處)高，向兩側(cè)(拱端)逐漸降低。換言之，拱冠處上部重力壩較低，兩側(cè)上部重力壩較高;而下部重力拱壩上游面為定圓心、定半徑圓弧直立面，下游面為變曲率的三圓心曲面，拱圈在平面上呈三心單曲變截面狀。這種體型使平面拱圈中間曲率較小，呈扁平狀，有利于泄洪消能及減小水流向心集中,同時(shí)可有效解決不對(duì)稱河谷所造成的地形缺陷(左岸拱座地形高程不足)，并能改善壩體拱端應(yīng)力狀態(tài)。該拱壩經(jīng)過(guò)1996年洪水、1998年特大洪水考驗(yàn)，原型安全監(jiān)測(cè)表明大壩運(yùn)行正常,壩體應(yīng)力場(chǎng)既符合一般規(guī)律，又體現(xiàn)了“上重下拱”這一特殊壩型的受力特點(diǎn)，即增加了拱壩的受力范圍，并利用“斜封拱”將上部荷載傳至兩岸基巖，完全實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)預(yù)期。這一新壩型在國(guó)內(nèi)外尚屬首例,為不對(duì)稱河谷上設(shè)計(jì)高拱壩提供了有益借鑒。拱壩線型平面拱圈的線型多種多樣，常用的有拋物線、三心圓、對(duì)數(shù)螺旋線等。雖然體形優(yōu)化的目標(biāo)為壩體(肩)應(yīng)力狀態(tài)良好，最大值滿足規(guī)范要求，且壩體斷面最小，工程量最省，但優(yōu)化過(guò)程難免因人而異。有的設(shè)計(jì)者認(rèn)為，對(duì)數(shù)螺旋線型拱能較好適應(yīng)不對(duì)稱河谷地形，水平拱推力方向容易調(diào)整，壩體表面比較平順；有的則認(rèn)為拋物線拱的交角好，有利于拱座穩(wěn)定，同時(shí)拱端彎矩小。湖北省近期修建的雙曲拱壩，多建于西部“V”形峽谷地區(qū)，河谷寬高比多小于2.0，壩肩地質(zhì)條件均較好，拱座穩(wěn)定較易滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)者普遍以壩體斷面最小，工程量最省為優(yōu)化目標(biāo)，因而異曲同工地選擇了對(duì)數(shù)螺旋線型雙曲拱壩，如長(zhǎng)陽(yáng)縣招徠河、宣恩縣洞坪、利川市龍橋、房縣三里坪、建始縣野三河、恩施市羅坡壩、利川市云口、建始縣閘木水、長(zhǎng)陽(yáng)縣長(zhǎng)豐等雙曲拱壩的平面拱圈均采用對(duì)數(shù)螺旋線型。洞坪拱壩中孔及表孔橫剖面圖云龍河三級(jí)碾壓混凝土三心圓雙曲薄拱壩

最大壩高129m隔河巖大壩洞坪拱壩峽口水電樞紐平面布置圖龍洞拱壩九宮山風(fēng)景區(qū)一天門(mén)超薄拱壩通山縣九宮山風(fēng)景區(qū)一天門(mén)水庫(kù),其攔河壩為組合拱壩，分兩期建成。一期興建下部漿砌塊石單曲拱壩,壩高

10m,最大斷面底厚為4.3m，頂厚2.1m，二期加高12m，加高斷面為定園心三鉸單曲園弧鋼筋混凝土拱壩,拱厚僅0.8m，園心角120°，內(nèi)半徑33.6m，外半徑為34.8m。拱壩兩端均設(shè)重力墩，重力墩上設(shè)開(kāi)敞式溢洪道。該壩新老壩體連接良好，加高斷面厚高比僅0.067，系超薄拱結(jié)構(gòu)，運(yùn)行正常。一天門(mén)超薄三鉸拱壩九宮山一天門(mén)超薄三鉸拱壩碾壓混凝土拱壩我國(guó)于上世紀(jì)80年代末開(kāi)始引進(jìn)碾壓混凝土筑壩技術(shù),最初僅用于重力壩,對(duì)受力較為復(fù)雜的拱壩等超靜定結(jié)構(gòu),尚不敢貿(mào)然嘗試。1994年，貴州省普定率先建成了高75m的RCC重力拱壩，不僅開(kāi)創(chuàng)了拱壩采用碾壓混凝土筑壩技術(shù)的先河，也創(chuàng)造了該壩型當(dāng)時(shí)壩高的世界記錄。隨后大江南北相繼建成一批百米級(jí)壩高的RCC雙曲拱壩。湖北省自2001年底開(kāi)工建設(shè)了當(dāng)年世界最高的招徠河RCC雙曲拱壩，之后10余座百米級(jí)RCC高薄雙曲拱壩應(yīng)運(yùn)而生，如宣恩縣洞坪、五峰縣麒麟觀、利川市龍橋、五峰縣馬渡河、恩施市云龍河、房縣三里坪、建始縣野三河、恩施市羅坡壩、利川市云口、建始縣閘木水、恩施市青龍、鶴峰縣淋溪河、神農(nóng)架林區(qū)龍?zhí)蹲斓入p曲拱壩。湖北省修建的碾壓混凝土拱壩，為體現(xiàn)其快速施工的優(yōu)勢(shì)，一般盡可能少設(shè)立模橫縫，施工縫盡可能以誘導(dǎo)縫代之，對(duì)橫縫和誘導(dǎo)縫的設(shè)置方案，一般都進(jìn)行了認(rèn)真研究；通常采用通倉(cāng)薄層碾壓，上游面采用變態(tài)混凝土防滲，全斷面整體連續(xù)上升。大壩接縫灌漿系統(tǒng)一般設(shè)有重復(fù)灌漿功能；溫控措施相對(duì)簡(jiǎn)單，一般為高溫季節(jié)停止施工，次高溫季節(jié)通河水冷卻，對(duì)骨料進(jìn)行灑水降溫，砂倉(cāng)搭設(shè)遮陽(yáng)棚，倉(cāng)面噴霧降溫，壩體內(nèi)預(yù)埋冷卻水管等。招徠河碾壓混凝土雙曲拱壩招徠河壩肩窯洞式開(kāi)挖招徠河拱壩體型圖湖北部分拱壩湖北部分拱壩砌石拱壩(1)天福廟水庫(kù)位于遠(yuǎn)安縣茍家埡鎮(zhèn)黃柏河?xùn)|支上游，于1978年建成。水庫(kù)大壩由砌石雙曲溢流拱壩和左岸溢流重力壩組成。拱壩壩頂中心角91.5°，平均半徑105.5m，壩頂寬4.2m，底寬20m，壩頂全長(zhǎng)232m，最大壩高63.3m。拱壩頂設(shè)8m×7.4m泄洪閘4孔，左岸重力壩設(shè)13m×11.5m泄洪閘2孔，下游均采用為差動(dòng)鼻坎挑流消能。重力壩兼做拱壩傳力墩，壩頂長(zhǎng)57m（其中溢流段長(zhǎng)32m），最大壩高45.3m，沿水流方向長(zhǎng)63.5m。(2)

(3)芭蕉河二級(jí)水電站位于鶴峰縣容美鎮(zhèn)七泉管理區(qū)雞公洞，于2002年底建成。其擋水建筑物為漿砌石雙曲拱壩。為適應(yīng)兩岸不對(duì)稱的河谷地形，拱圈采用二心圓弧,最大壩高66.0m，壩底厚5.5m，厚高比0.235。壩身采用C15細(xì)石混凝土砌塊石。在河床中部布置5個(gè)7.2m×5.0m（寬×高）泄洪表孔,采用WES堰型；布置1孔3m×4.0m（寬×高）的泄洪中孔，采用壓力短管型式。(4)岳家河二級(jí)水電站位于鶴峰縣鄔陽(yáng)鄉(xiāng)境內(nèi)，于2008年7月16日建成。壩址處地形狹窄，巖層傾角較陡，強(qiáng)度較高。巖溶中等發(fā)育，巖體透水性較弱。大壩為定圓心、定外半徑單曲拱壩，最大壩高為69.8m,采用C15細(xì)石混凝土砌塊石,壩下部設(shè)置C20混凝土墊座，墊座高37.3m,厚15.8m。墊座以上砌石單曲拱壩計(jì)算高度為32.50m。拱頂厚2.50m,外拱圈孤長(zhǎng)50.54m，拱底厚10.81m。壩頂自由溢流，前緣總凈寬30m，壩下釆用水墊消能。(5)桃花山一級(jí)水電站位于湖北省恩施州鶴峰縣燕子鄉(xiāng)，于1998年底建成。攔河大壩為定圓心、定外半徑等厚漿砌石單曲拱壩，最大壩高50.8m。拱壩外半徑53.25m。壩頂厚2.5m，壩底厚13.0m，厚高比0.26。溢流壩段布置6個(gè)泄洪表孔，每孔凈寬9.0m，每孔安裝1扇2.0m×9.0m的平板鋼閘門(mén)控制。堰面采用WES曲線，釆用小挑角跌流消能工，挑角0°。天府廟漿砌石拱壩連拱壩連拱壩的拱圈一般多用單心圓拱，拱中心角一般采用150°～180°,拱圈厚度應(yīng)滿足施工和強(qiáng)度要求。支墩間距與壩高有關(guān)，一般采用15m～25m。支墩厚度與壩高及跨度有關(guān)，頂部較薄，向下逐漸加厚。

(1)香客巖砌石連拱壩香客巖水庫(kù)位于宜都市,于1976年修建。擋水建筑物由砌石溢流連拱主壩與均質(zhì)土副壩組成。砌石連拱壩壩頂總長(zhǎng)160m，最大壩高26.7m，包括14拱及兩岸邊墩，其中河床7拱為溢流壩段，每拱跨度10m，壩頂設(shè)公路橋，路面凈寬7m。連拱壩用條石漿砌外殼，內(nèi)用200#混凝土充填；支墩為變厚單支墩，其間距為10m，厚度4m。連拱面板為等外徑、變內(nèi)徑的半圓圓筒，傾斜坡度為1：0.6，拱底內(nèi)半徑3m，拱頂外半徑4m。非溢流壩段傾斜拱筒的頂部以上設(shè)有高4m、厚0.4m的直立式混凝土半圓防洪墻。溢流壩面采用非真空實(shí)用堰，每孔凈寬8.6m，閘墩厚1.4m，采用弧形鋼閘門(mén)。溢流面采用懸臂鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，末端設(shè)有圓弧挑流鼻坎，下游河床沖刷坑部位設(shè)有消力護(hù)坦。(2)扶蓮塔溢流連拱壩漳河扶蓮塔水電站樞紐位于南漳縣,于1983修建。其擋水建筑物為溢流連拱壩，壩高13m，壩頂長(zhǎng)120m，共七墩六跨，拱圈厚1.4m。右側(cè)為非溢流壩段,沒(méi)有進(jìn)水閘及沖砂閘。香客巖電站連拱壩香客巖水庫(kù)砌石溢流連拱壩扶蓮塔連拱壩混凝土重力壩1）常態(tài)混凝土重力壩（實(shí)體重力壩、寬縫重力壩）2）碾壓混凝土重力壩3）堆石混凝土壩重力壩2.砌石重力壩閘壩1）弧型、平板鋼閘門(mén)閘壩2）翻版門(mén)閘壩（混凝土門(mén)、底鉸鋼門(mén)、斜撐鋼門(mén)）3）橡膠壩

混凝土重力壩丹江口大壩是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自行施工和自行管理的一座大型水利樞紐工程，它的建成為當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了大量的電力資源，提高了漢江的防洪標(biāo)準(zhǔn)；新時(shí)期南水北調(diào)工程啟動(dòng)，作為中線工程的水源地，丹江口大壩將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。葛洲壩工程的修建，集中了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的筑壩技術(shù)。三峽工程的建成，更是對(duì)中國(guó)筑壩技術(shù)的一次集體檢閱，它的建成，標(biāo)志著中國(guó)的筑壩技術(shù)已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平。碾壓混凝土壩是近30年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)筑壩技術(shù)，該壩型具有水泥用量少、施工速度快的特點(diǎn)，因此迅速發(fā)展起來(lái)。碾壓混凝土重力壩（如長(zhǎng)順、大峽等）主要有以下特點(diǎn)：壩體不設(shè)縱縫、少橫縫，混凝土倉(cāng)面大、薄層上升速度快(2~3層/d)，月強(qiáng)度可達(dá)16.0~25.0m/月；防滲形式更多采用富膠凝材料的二級(jí)配上游面混凝土(或變態(tài)混凝土)。三峽大壩廠房壩段典型剖面圖黃龍灘溢流壩典型剖面圖白水峪溢流壩段剖面圖長(zhǎng)順?lè)且缌髦亓蔚湫推拭鎴D混凝土壩的防裂與溫控混凝土溫控防裂技術(shù)大多沿用柱狀澆筑、加冰拌和及水管冷卻。70年代以后采用預(yù)冷骨料、通倉(cāng)澆筑和泡沫塑料壩面保溫等措施。我國(guó)60年代以來(lái)就對(duì)丹江口以及葛洲壩等工程混凝土表面裂縫的形成和發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了研究，混凝土表面保溫是防止表面縫的重要手段，對(duì)易產(chǎn)生表層裂縫的部位，必須保溫，特殊地區(qū)作保溫時(shí)必須加以論證，而碾壓混凝土、MgO微膨脹混凝土在工程上的成功應(yīng)用，簡(jiǎn)化了溫控措施，加快了施工進(jìn)度。舉世無(wú)雙的三峽水利樞紐工程三峽水利樞紐工程由大壩、水電站廠房(含河床左右岸壩后式廠房和右岸地下式廠房)、通航建筑物(含雙線五級(jí)船閘和垂直升船機(jī))等眾多建筑物組成。擋水建筑物釆用混凝土重力壩，壩頂高程185m，最大壩高181m，壩頂長(zhǎng)度2309.5m；泄洪建筑物位居河床中部，相間布置23個(gè)表孔和22個(gè)深孔。表孔堰頂高程158m，單孔凈寬8m；深孔進(jìn)口高程90m，孔口尺寸7m×9m(寬×高)，樞紐最大泄洪能力可達(dá)120600m3/s；左岸和右岸分別布置壩后式電站廠房，安裝14臺(tái)和12臺(tái)700MW水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量18200MW；右岸地下電站布置在右岸山體內(nèi)，安裝6臺(tái)700MW水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量4200MW，三峽水電站總裝機(jī)規(guī)模和單機(jī)容量在國(guó)內(nèi)外已建成的水電站中均為第一；雙線五級(jí)船閘位于左岸，線路總長(zhǎng)6442m，其中主體段長(zhǎng)度1621m，上游引航道長(zhǎng)度2113m，下游引航道長(zhǎng)度2708m，船閘建筑物布置在山體深切的開(kāi)挖槽中，單級(jí)閘室平面有效尺寸280m×34m，檻上最小水深5m，船閘可通過(guò)萬(wàn)噸級(jí)船隊(duì)，年單向通過(guò)能力可達(dá)5152萬(wàn)噸，其規(guī)模世界第一;垂直升船機(jī)布置在河床左岸，承船廂有效尺寸120m×18m×3.5m，一次可通過(guò)一條3000噸級(jí)的客貨輪。三峽工程舉世無(wú)雙，其建設(shè)成果舉世矚目，足以令我國(guó)水利水電工程建設(shè)笑傲全球。三峽水利樞紐葛洲壩水利樞紐丹江口水利樞紐黃龍灘水電站大壩湖北朝陽(yáng)寺馬橋一級(jí)（老壩上加高重力壩）馬橋一級(jí)重力壩（老壩上加高）序號(hào)電站名稱電站所在縣（市）庫(kù)容壩型最大壩高壩頂長(zhǎng)度開(kāi)工年份備注億mmm1三峽宜昌市393混凝土重力壩1811994年12月以其規(guī)模宏大、綜合效益顯著、涉及面廣、影響深遠(yuǎn)而舉世矚目2葛洲壩宜昌市15.8混凝土重力壩471970年12月長(zhǎng)江上第一座大型水電站3丹江口丹江口市339.1混凝土重力壩1171958年9月根治漢江、開(kāi)發(fā)漢江的關(guān)鍵工程．也是南水北調(diào)中線最佳的水源工程．4黃龍灘十堰市12.28混凝土重力壩1075高壩洲長(zhǎng)陽(yáng)縣4.863混凝土重力壩571996年隔河巖梯級(jí)的航運(yùn)反調(diào)節(jié)梯級(jí)6王甫洲老河口市0.0309混凝土重力閘壩33.97崔家營(yíng)襄樊市混凝土重力閘壩318朝陽(yáng)寺咸豐縣1.205混凝土重力壩70.521019929納吉灘來(lái)鳳縣0.3801混凝土重力壩38.52003年5月10白水峪谷城縣1.48混凝土重力壩63.51994年7月湖北部分重力壩序號(hào)電站名稱電站所在縣（市）庫(kù)容壩型最大壩高壩頂長(zhǎng)度開(kāi)工年份備注11松樹(shù)嶺竹山縣0.5748混凝土重力壩65.52002年5月6號(hào)12小漩竹山縣0.3674混凝土閘壩25.513鎖金山五峰縣0.1114漿砌石重力壩67.51991年11月壩基大溶洞、大斷層和強(qiáng)風(fēng)化的綜合處理難度大14白磷巖巴東縣底欄柵壩5.82008.6電站無(wú)水庫(kù)，屬引水式電站工程15興隆潛江市4.85混凝土閘壩19.516陸水赤壁市7.06混凝土重力壩501958年10月大壩特點(diǎn)為混凝土預(yù)制塊砌筑17長(zhǎng)順利川市0.6833碾壓混凝土重力壩691991年18大龍?zhí)抖魇┦?.52混凝土重力壩542003年10月弧形重力壩19金龍灘來(lái)鳳縣0.323混凝土重力壩27.12006年1月20過(guò)渡灣?？悼h0.27混凝土閘壩重力壩39.71993年采用消力池內(nèi)設(shè)置”T“形消力墩的消能方式。湖北部分重力壩序號(hào)電站名稱電站所在縣（市）庫(kù)容壩型最大壩高壩頂長(zhǎng)度開(kāi)工年份備注21玉泉河一級(jí)神龍架林區(qū)0.0084混凝土重力壩30.172006年5月設(shè)置了生態(tài)用水系統(tǒng)22塘口來(lái)鳳縣0.4053混凝土重力壩37.62005年1月戽流消能23楊家壩巴東縣混凝土閘壩24.86324南河(胡家渡)谷城縣0.83混凝土重力壩50266.241958年8月建設(shè)歷時(shí)22年，壩區(qū)有大斷層，承壓水位高25大峽竹溪縣0.2038碾壓混凝土重力壩882004年11月導(dǎo)流洞與發(fā)電洞雙洞合一設(shè)26紅巖二級(jí)竹溪縣漿砌石重力壩22.84027竹橋五峰縣0.0068混凝土重力壩35.72007年9月采用最新發(fā)展的第六代滑輪雙連桿水力自控液控翻板閘門(mén)28田寨河咸豐縣0.1659混凝土重力壩32.52004年12月徑流式水電站，閘壩式廠房結(jié)構(gòu)29白果坪竹溪縣0.0491混凝土重力壩38.82003年12月30孫家灘鄖西縣0.04混凝土重力壩302002年2月湖北部分重力壩序號(hào)電站名稱電站所在縣（市）庫(kù)容壩型最大壩高壩頂長(zhǎng)度開(kāi)工年份備注31仙女湖恩施市混凝土閘壩18.92007年8月32龍王塘恩施市0.0551漿砌石重力壩26.517433東流溪二級(jí)長(zhǎng)陽(yáng)縣0.0934混凝土重力壩462005年3月34南陽(yáng)河興山縣混凝土重力壩3257.51987.1235饒家河神農(nóng)架林區(qū)0.0018重力閘壩13.22009年3月36六里峽房縣0.18614漿砌石重力壩44.51985年10月37古洞口Ⅱ級(jí)興山縣0.0515混凝土重力壩402001年12月38廟子頭谷城縣0.1211混凝土閘壩19.8252.41999.139玉皇灘鄖西縣0.09877混凝土重力壩36.52005年11月40馮家灣竹溪縣0.212混凝土重力壩38.62006年7月湖北部分重力壩湖北部分重力壩序號(hào)電站名稱電站所在縣（市）庫(kù)容壩型最大壩高壩頂長(zhǎng)度開(kāi)工年份備注41夜紅山遠(yuǎn)安縣0.0029砼框格填渣重力壩16.21978年建成頂加充氣式橡膠壩42大河邊咸豐縣0.0947混凝土重力壩22.552009年11月43兩河口神農(nóng)架林區(qū)0.00035漿砌石重力壩331022008.12壩頂水力自動(dòng)翻板閘門(mén)44馬橋?？悼h0.25混凝土重力壩46146.51989.1在原13m壩上加高45響水洞巴東縣混凝土重力壩212008.11六處取水壩,前池重力壩最大高21m大龍?zhí)豆靶沃亓纹鍪亓?1)鎖金山水電站

位于五峰土家族自治縣灣潭鎮(zhèn)境內(nèi)，是一座高水頭、引水式水電站。工程分兩期建設(shè),一期主要修建取水、引水、發(fā)電工程，二期修建刀槍河龔家坪水庫(kù)工程、雙溪河至引水主干隧洞和小灣溪至引水主干隧洞的調(diào)水工程。水庫(kù)由攔河大壩及調(diào)水系統(tǒng)兩大部分組成。龔家坪攔河大壩采用漿砌石重力壩，最大壩高67.5m，壩軸線長(zhǎng)198.75m，布置2孔寬6m溢流表孔,堰頂高程1250.50m。壩體采用厚0.7m～2m鋼筋砼面板防滲，大壩上游設(shè)厚1m～3m鋼筋砼防滲鋪蓋，沿建基面向兩岸成臺(tái)階狀升高。(2)陸水水利樞紐壩址位于赤壁市城區(qū)南端,所在河流系長(zhǎng)江中游南岸一級(jí)支流。工程具有防洪、灌溉、發(fā)電、城市供水、航運(yùn)、養(yǎng)殖、水庫(kù)旅游等綜合效益和水利科學(xué)試驗(yàn)任務(wù),為大（2）型水庫(kù)。樞紐由主體工程主壩、電站、泄洪消能等建筑物，和15座副壩及南北灌區(qū)渠首組成。主壩最大壩高50.0m，壩頂長(zhǎng)234.3m，為三峽工程試驗(yàn)壩，進(jìn)行了預(yù)制安裝筑壩等多項(xiàng)水利科學(xué)試驗(yàn),獲得一些成果，對(duì)水工技術(shù)也有一些新的認(rèn)識(shí)。新峽水庫(kù)漿砌石重力壩堆石混凝土膠結(jié)顆粒料筑壩技術(shù)導(dǎo)則目錄1總則2術(shù)語(yǔ)3原材料3.1一般規(guī)定3.2顆粒料3.3水泥及摻合料3.4骨料3.5外加劑3.6拌合用水4壩體材料性能4.1堆石混凝土4.2膠凝砂礫石5大壩設(shè)計(jì)5.1一般規(guī)定5.2大壩布置5.3壩體設(shè)計(jì)5.4壩體構(gòu)造5.5壩體防滲5.6溫度控制及壩體防裂5.7基礎(chǔ)處理5.8安全監(jiān)測(cè)等等貧膠渣礫料碾壓混凝土概述DL/T5253一20n《貧膠渣礫料碾壓混凝土施工導(dǎo)則》(以下簡(jiǎn)稱《導(dǎo)則》)是根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)改辦工業(yè)〔2008〕1242號(hào)文件《關(guān)于印發(fā)2008年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃的通知》中制定《貧膠凝渣礫料壩(堰)施工規(guī)程》的要求編寫(xiě)的，并根據(jù)2010年9月7日對(duì)規(guī)程送審稿的專家審查意見(jiàn)，更名為《貧膠渣礫料碾壓混凝土施工導(dǎo)則》。貧膠渣礫料碾壓混凝土壩是介于碾壓混凝土壩與面板堆石壩之間的一種壩型，其剖面一般為大致對(duì)稱的梯形。貧膠渣礫料碾壓混凝土的優(yōu)勢(shì)是可利用天然砂礫料或開(kāi)挖石渣料，經(jīng)挖裝機(jī)械或無(wú)動(dòng)力拌和器拌和，采用厚層碾壓，實(shí)現(xiàn)快速施工，并具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)已先后建成福建寧德洪口水電站上游主圍堰、福建尤溪街面水電站下游量水堰、云南大理功果橋水電站上游圍堰護(hù)面、貴州沿河沙沱水電站下游圍堰等多座貧膠渣礫料碾壓混凝土堰。其中，洪口水電站上游貧膠渣礫料碾壓混凝土主圍堰設(shè)計(jì)擋水標(biāo)準(zhǔn)按枯水期10年一遇洪水1350時(shí)/s，設(shè)計(jì)過(guò)水洪峰流量為10年一遇洪水4180耐/s;建成2個(gè)月后，遭遇近50年一遇洪水，洪峰流量約為5500m3/s，堰頂最大過(guò)水高達(dá)sm，翻板壩謂翻板壩，實(shí)質(zhì)上是利用水力自控翻板閘門(mén)擋水或泄水。水力自控翻板閘門(mén)具有不需啟閉機(jī)械及相應(yīng)設(shè)施、不需人為操作、完全由水流及時(shí)自動(dòng)控制的特點(diǎn)。目前，已發(fā)展有液壓控制翻板閘。(1)九宮河水電站九宮河水電站位于通山縣,于2006年建成。其攔河閘為翻板壩。布置10孔10m×5m（寬×高）的水力自動(dòng)翻板閘門(mén)。閘底堰型為實(shí)用堰，高4.45m，堰底寬19.42m，采用鋼筋砼框格填渣（卵石填充）,框格厚1.7m，閘底板與河床同高，下游采用底流消能。(2)六里峽水電站本電站為引水式,位于房縣馬攔河中游,于1993年2月建成。其攔河壩為漿砌塊石重力壩，壩長(zhǎng)129.4m，最大壩高44.5m。溢流壩頂設(shè)有13扇4.4m×3.5m（寬×高）的水力自動(dòng)翻板閘門(mén)，門(mén)體為鋼筋混凝土平面閘門(mén),壩下游采用采用挑流消能(3)兩河口水電站本電站為引水式,位于神農(nóng)架林區(qū),大壩采用埋石混凝土重力壩。最大壩高33m，壩頂長(zhǎng)102m，其中溢流壩段長(zhǎng)70.0m，布置進(jìn)水閘、沖沙閘及生態(tài)基流放水管。溢流壩段堰頂設(shè)10扇10m×5m（寬×高）的水力自動(dòng)翻板閘門(mén)。壩下游采用底流消能。(4)饒家河水電站本電站為引水式,位于神農(nóng)架林區(qū),擋水建筑物為重力壩，最大壩高13.2m，壩頂長(zhǎng)113m,其中溢流壩段長(zhǎng)88m；布置11扇6.25m×2.5m（寬×高）的水力自動(dòng)翻板門(mén)。壩基存在約20m厚的粉質(zhì)淤泥質(zhì)粘土層，采用直徑500mm的預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行處理，間距3m。下游設(shè)消力池和海漫,采用底流消能。九宮河攔河自動(dòng)翻版水閘橫剖面圖高壩洲水電站大壩王甫洲水電站泄洪閘壩

崔家營(yíng)航電樞紐閘壩典型斷面圖過(guò)渡灣水電站閘壩葛洲壩大江沖沙閘布置圖房縣六里峽溢流壩上翻版閘饒家河翻版壩及非溢流壩典型斷面圖底欄柵壩

山溪河道坡度較陡，水流中帶有大量的卵石、礫石及粗砂。為防止大量泥沙進(jìn)入引水渠道，常采用底欄柵壩。這種取水樞紐，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便及造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是欄柵空隙易被堵塞，經(jīng)常需要清理；水流進(jìn)入廊道需要損失一定的水頭。因此底欄柵壩適于較高水頭電站采用。(1)天樓地枕水電站位于恩施境內(nèi)清江干流上游,為引水式電站。取水壩為底攔柵壩，壩長(zhǎng)72m，右岸7m為溢流壩段；中間布置底欄柵取水壩，長(zhǎng)50m，最大壩高18.0m，壩底寬17.0m；取水廊道長(zhǎng)65m，矩形斷面，寬3.6m，首端50m為取水段，頂部與底欄柵相接，頂部開(kāi)口2.0m，柵條長(zhǎng)2.20m;廊道非取水段長(zhǎng)15m，出口設(shè)節(jié)制閘，下游與1號(hào)隧洞連接。左岸15m為溢流壩,設(shè)計(jì)水頭5.85m，溢流面采用冪曲線,末端采用戽流消能。本電站設(shè)計(jì)取水流量達(dá)56m3/s,居全國(guó)同類壩之首。(2)猴子包水電站位于興山縣香溪河上游支流紅花河上,為引水式電站。取水壩為底欄柵壩，最大壩高5.7m，泄流方式為壩頂自由溢流，設(shè)計(jì)引用流量12.0m3/s（含沖沙流量）。取水壩廊道出口接長(zhǎng)83.0m、底坡為1/200過(guò)渡段箱涵，斷面尺寸為2.0m×3.0m（寬×高），廊道出口設(shè)節(jié)制閘,其后接長(zhǎng)208.0m、底坡1/400的箱涵，其斷面尺寸為2.5m×3.0m（寬×高），其后接可連續(xù)運(yùn)用的雙池雙廂式沉沙池，其總長(zhǎng)68m，單池寬3.2m，總寬6.8m。沖沙水頭5.7m。沉沙池后接引水渠道。天樓地枕水電站底欄柵壩橫剖面猴子包水電站底欄柵壩1.堆石壩類土石壩類

2．土壩類1.鋼筋混凝土面板堆石壩堆石壩3．瀝青面板堆石壩2．瀝青面板堆石壩

創(chuàng)同類壩高世界之最的水布埡混凝土面板堆石壩

水布埡混凝土面板堆石壩最大壩高233m，創(chuàng)目前已建同類壩高世界之最。水布埡面板壩施工采用了大量新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，計(jì)有：壩體變形綜合控制技術(shù)，使超高面板壩壩體變形控制在1%量級(jí)；以表面止水為主的新型止水結(jié)構(gòu)體系，保證了壩體防滲安全；對(duì)河床砂礫石覆蓋層予以部分保留并采用強(qiáng)夯處理，有效地提高了覆蓋層的壓縮性能，減少了基坑開(kāi)挖和壩體填筑工作量；采用擠壓邊墻保護(hù)墊層料上游面，取代了墊層料超填、削坡等工序，減少了工程量和投資；壩體填筑先后采用附加質(zhì)量法、GPS高精度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可快速、有效地控制壩體填筑質(zhì)量；趾板采用標(biāo)準(zhǔn)板與防滲板的結(jié)構(gòu)型式，將一部分趾板布置在壩體內(nèi)，減少了趾板的開(kāi)挖；趾板不設(shè)永久伸縮縫、預(yù)留寬槽，可簡(jiǎn)化趾板結(jié)構(gòu)、減少裂縫產(chǎn)生；根據(jù)水工模型試驗(yàn)，調(diào)整上、下游圍堰堰頂高程，控制壩面流速，簡(jiǎn)化壩面渡汛保護(hù)；大壩填筑采用“反抬法”施工，即先填筑壩體下游部分，使大壩下游壩體部分先行完成沉降變形，以減少對(duì)上游壩體的沉降變形的牽扯，從而減少大壩整體變形量。水布埡大壩被國(guó)際大壩委員會(huì)授予面板堆石壩里程碑工程，足以證明我國(guó)已經(jīng)走在世界同類工程建設(shè)的前列。建于深厚覆蓋層上的面板堆石壩在深厚覆蓋層上直接建造面板堆石壩的關(guān)鍵，一是查清砂礫石的空間分布及其物理力學(xué)特性，二是通過(guò)可靠的防滲系統(tǒng)將壩基可變形的柔性防滲系統(tǒng)與岸坡相對(duì)不變形的防滲系統(tǒng)連接成整體，構(gòu)成封閉的防滲系統(tǒng)，三是使其滿足滲透（流）穩(wěn)定、地基強(qiáng)度穩(wěn)定與變形的要求，四是防滲墻需要有一定的剛度，滿足變位與承載力要求。中國(guó)在深厚覆蓋層上已建成16座面板堆石壩，以全封閉防滲墻為主。實(shí)踐表明防滲墻可以與壩體同時(shí)施工，互不干擾，有利于施工安排和加速施工進(jìn)度。中國(guó)已建壩高超過(guò)100m的有云南那蘭（壩高109m）、新疆察汗烏蘇（壩高107.6m）和甘肅九甸峽（壩高136.5m）。湖北省恩施老渡口面板堆石壩壩高96.6m。采用壩身泄洪(壩頂溢流)的面板堆石壩長(zhǎng)期以來(lái)，大凡當(dāng)?shù)夭牧蠅危湫购榻ㄖ镆话阋砸绾榈阑蛐购槎葱问讲贾糜诎哆?。土石壩采用壩身泄洪幾乎成為禁區(qū)，面板堆石壩亦不例外。湖北省建始縣紅瓦屋面板堆石壩壩高48.8m，壩頂長(zhǎng)420m，最大泄量112m3/s。由于左壩肩壩基為深厚粘土層，右壩肩下游分布滑坡體，借鑒為數(shù)極少的工程實(shí)踐，通過(guò)慎重研究論證，采用壩頂溢洪道，成為湖北我省首座壩頂溢流的土石壩。因地制宜選用筑壩材料湖北省混凝土面板堆石壩的筑壩材料涵蓋了超硬巖、硬巖、軟巖和砂礫石，充分體現(xiàn)了面板堆石壩對(duì)地形地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)和充分利用建筑物開(kāi)挖有用料的特點(diǎn)，可縮短工期，節(jié)約投資。湖北鶴峰縣的江坪河混凝土面板堆石壩（壩高219m）壩體主堆石料和次堆石料采用冰磧礫巖料，屬堅(jiān)硬巖石，壓縮模量和抗剪強(qiáng)度較高，飽和單軸抗壓強(qiáng)度范圍值為41.3MPa~107MPa，平均值為71.1Mpa，為首座采用雜基超硬巖在狹窄河谷修建的超高壩。古洞口混凝土面板堆石壩采用砂礫石筑壩、建在砂礫石深厚覆蓋層上，最大壩高117.6m，壩基河床覆蓋層最大厚度23m，壩體清基時(shí)，趾板下游附近92.5m寬的河床砂礫石覆蓋層全部清除，其余僅清除覆蓋層表層1.0~2.0m。大壩建成后的觀測(cè)成果顯示，覆蓋層承受上部壩體荷載后變形很小，壩基砂礫石覆蓋層的利用是成功的。古洞口混凝土面板堆石壩運(yùn)用砂礫料作為墊層料和主堆石料，在當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)壩高100m以上的面板堆石壩中是首創(chuàng)，為我國(guó)面板壩砂礫石筑壩技術(shù)的推廣起到了重要作用。1998年10月，中國(guó)面板堆石壩專業(yè)委員會(huì)在古洞口工地主持召開(kāi)“古洞口混凝土面板砂礫石堆石壩研討會(huì)”，對(duì)古洞口面板堆石壩的砂礫石料應(yīng)用技術(shù)予以充分的肯定。砂礫石面板堆石壩沙礫石是可沖蝕堆石料，易于開(kāi)采，強(qiáng)度高，沉降量小，若能利用可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。湖北興山縣的古洞口面板堆石壩在我國(guó)百米級(jí)面板堆石壩中率先采用沙礫石作為堆石料，對(duì)沙礫石作為墊層料的壓縮、滲透及強(qiáng)度特性進(jìn)行了大量開(kāi)創(chuàng)性研究，為沙礫石用于面板堆石壩填筑積累了經(jīng)驗(yàn)。湖北鄖西縣的陡嶺子面板堆石壩開(kāi)工后，改變?cè)O(shè)計(jì)填筑剖面，將沙礫石填筑于上游堆石區(qū)，而將滯后開(kāi)采的灰?guī)r置于下游堆石區(qū)，贏得了一年準(zhǔn)備工期，第二年春汛前順利填筑到度汛高程。湖北?？悼h的寺坪水電站大壩也是采用沙礫石筑壩的成功例證。多項(xiàng)施工創(chuàng)新技術(shù)（1）無(wú)軌滑模技術(shù)1985年，在我國(guó)采用現(xiàn)代技術(shù)修建混凝土面板堆石壩的初期，宜昌市西北口混凝土面板堆石壩（壩高95m）采用有軌滑模澆筑了一個(gè)面板混凝土的試驗(yàn)條塊，但有軌滑模設(shè)備及配件較多，整體重量大，軌道拆裝費(fèi)時(shí)，且滑模行走受軌道約束，不便于澆筑起始?jí)K和岸邊條塊。因此，自主研發(fā)了一套無(wú)軌滑模，在西北口混凝土面板堆石壩面板混凝土澆筑中首次正式使用。與有軌滑模相比，重量大大減輕、配套裝置簡(jiǎn)單，造價(jià)僅為有軌滑模的1/5，且施工效率提高了3倍，可連續(xù)轉(zhuǎn)角滑升澆筑底部或岸邊條塊。因此，在全國(guó)混凝土面板堆石壩施工中得到了普遍推廣。（2）強(qiáng)夯技術(shù)我國(guó)許多河流有深厚覆蓋層，對(duì)砂礫石地基進(jìn)行處理后，將面板堆石壩建在覆蓋層上是一種安全又經(jīng)濟(jì)的解決方案。水布埡面板堆石壩在國(guó)內(nèi)首次采用強(qiáng)夯技術(shù)處理河床砂礫石覆蓋層，經(jīng)強(qiáng)夯處理，夯后平均夯沉量約40cm，砂礫石的承載力由300kPa提高到600kPa（4m深度內(nèi)）以上，強(qiáng)夯處理對(duì)淺部砂卵礫石層的工程性狀改善明顯，顯著降低了沉降量，減少了挖填工程量，縮短了關(guān)鍵工期，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隨后的保康寺坪混凝土面板堆石壩也采用強(qiáng)夯技術(shù)對(duì)河床砂礫石覆蓋層進(jìn)行了加固處理。（3）擠壓式混凝土邊墻技術(shù)擠壓式混凝土邊墻施工技術(shù)最初在公路建設(shè)中采用，巴西工程師將其用于面板堆石壩取代原噴混凝土保護(hù)墊層料，簡(jiǎn)化了施工程序，加快了進(jìn)度。其主要優(yōu)點(diǎn)有：墊層料同堆石料一樣，為垂直碾壓；取消了墊層料超填及斜坡碾壓；墊層料得到及時(shí)保護(hù)，以防暴雨沖涮。湖北省是國(guó)內(nèi)較早研究將擠壓邊墻技術(shù)應(yīng)用于面板壩建設(shè)的省份，最早的研究始于水布埡大壩，但最先用于工程實(shí)踐的大壩為小溪口。水布埡面板壩典型斷面圖水布埡鋼筋混凝土面板潘口水電站面板壩典型剖面圖西北口面板堆石壩小溪口混凝土面板壩寺坪大壩典型剖面及材料分區(qū)圖車壩河一級(jí)面板堆石壩湖北部分面板壩湖北部分面板壩紅瓦屋混凝土面板堆石壩壩面溢洪道1.均質(zhì)土壩土壩3．斜墻壩2．心墻壩（粘土心墻、瀝青混凝土心墻）湖北土壩三峽茅坪溪瀝青混凝土心墻堆石壩（壩高105m）全國(guó)領(lǐng)先，并居世界前列；大同木板心墻堆石壩也為世界少有；湖北的土壩建設(shè)之多、速度之快，在全國(guó)也是有名的。截至2010年底，湖北省已建成大、中、小型水庫(kù)共計(jì)5900余座，其中大型水庫(kù)66座，居全國(guó)第一，中型水庫(kù)260余座。湖北省的土石壩大多建于20世紀(jì)80年代以前，且以土壩居多。如1954年建成的大坳粘土心墻壩（最大壩高31.7m）、1961年建成的大同木板心墻壩（壩高47.9m）、1964年建成的漳河斜墻土石壩（壩高66.5m）、1966年建成的富水粘土心墻壩（壩高46.8m）、1969年建成的羅田天堂一級(jí)粘土心墻壩（壩高57m）、1970年建成的松滋市西齋均質(zhì)土壩（壩高42.95m）、1973年建成的浠水白蓮河粘土心墻堆石壩（壩高69m）和崇陽(yáng)縣青山粘土心墻壩（壩高62.55m）。均質(zhì)土壩有西齋（壩高42.95m）；復(fù)合土工膜心墻堆石壩有王甫洲（壩高12.6m），混凝土防滲墻砂礫石壩有在建的崔家營(yíng)航電樞紐（壩高15.4m）；瀝青混凝土面板堆石壩有的車壩一級(jí)（壩高66.6m）。我國(guó)第一座100m級(jí)瀝青混凝土心墻堆石壩三峽茅坪溪大壩是當(dāng)時(shí)我國(guó)建成的最高直立型瀝青混凝土心墻堆石壩。大壩位于長(zhǎng)江支流茅坪溪出口，大壩最大壩高105m，壩軸線長(zhǎng)1840m，大壩填筑方量1213萬(wàn)m3，瀝青混凝土4.94萬(wàn)m3，工程于1994年元月開(kāi)工，2003年6月達(dá)到壩頂高程185.0m。瀝青混凝土心墻頂高程184.0m，墻底最低高程91.0m，瀝青混凝土心墻最大高度93m。心墻頂寬0.5m，兩側(cè)均為約1:0.004的斜坡面，至高程94.0m處，心墻寬度漸變?yōu)?.2m。鑒于當(dāng)時(shí)缺少設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，又無(wú)成熟的計(jì)算方法和配套的試驗(yàn)規(guī)程，為確保大壩安全，針對(duì)直立心墻的應(yīng)力應(yīng)變特征及與周邊土體產(chǎn)生“拱效應(yīng)”現(xiàn)象，重點(diǎn)開(kāi)展了瀝青混凝土配合比及其力學(xué)性能研究，并通過(guò)施工期安全監(jiān)測(cè)資料對(duì)瀝青混凝土力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了反演分析及應(yīng)力應(yīng)變分析，保證了瀝青混凝土直立心墻高土石壩的合理性和安全性。茅坪溪土石壩典型斷面圖長(zhǎng)江三峽水利樞紐茅坪溪瀝青混凝土心墻土壩

漳河水庫(kù)漳河水庫(kù)觀音寺大壩典型斷面圖洈水（西齋）均質(zhì)土壩西齋均質(zhì)土壩典型橫剖面大坳粘土心墻壩斷面圖湖北部分土壩序號(hào)名稱縣(區(qū))建成時(shí)間總庫(kù)容(萬(wàn)m3)壩型壩高

湖北省大型水庫(kù)（庫(kù)容1億m3及以上）土壩工程一覽表1漳河荊門(mén)市1964年10月203500粘土斜墻壩66.52高關(guān)京山縣1973年12月20840粘土心墻壩45.53富水陽(yáng)新縣1966年9月166500粘土心墻壩46.84王英陽(yáng)新縣1977年1月58400粘土心墻壩53.65夏家寺黃陂區(qū)1965年10月28900粘土心墻壩26.06梅店黃陂區(qū)1969年3月16158粘土心墻壩31.07道觀河新洲區(qū)1968年10月10960粘土心墻壩38.88霍河竹山縣1989年9月10197粘土心墻壩75.09洈水松滋市1980年7月57600均質(zhì)土壩43.010太湖港荊州區(qū)1958年7月12200均質(zhì)土壩12.0富水水庫(kù)大同水庫(kù)主壩原木板心墻壩橫剖面圖1:3.56001:31:21:2.51:2.751:31:1.51:0.51:0.5200200200200150800說(shuō)明1.高程系統(tǒng)為吳淞高程系。序號(hào)名稱縣(區(qū))建成時(shí)間總庫(kù)容(萬(wàn)m3)壩型壩高湖北省大型水庫(kù)（庫(kù)容1億m3及以上）土壩工程一覽表11鞏河當(dāng)陽(yáng)市1974年8月17300粘土心墻壩49.012紅水河襄陽(yáng)區(qū)1968年8月16130均質(zhì)土壩29.513西排子河襄陽(yáng)區(qū)1966年8月22040均質(zhì)土壩30.114華陽(yáng)河棗陽(yáng)市1966年4月12