2010-09-17 15:12 来源于网络 【大 中 小】【打印】【我要纠错】
1工程概况
卫星水库位于义乌市境内后溪上游,距廿三里镇9km.工程于2000年8月进场开工,于2003年6月完工。拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶宽6.2m,坝顶长301m,最大坝高为52.5m,上、下游坝坡均为1:1.3.水库控制集雨面积为5.37k㎡,总库容为546.37万m3,正常库容500万m3,相应水位185.66m.它是一座以供水为主,兼顾防洪、灌溉的水利工程。
2坝顶结构设计
卫星水库坝顶结构采用上、下游双挡墙的型式,坝体下游悬臂挡墙底部高程为180.8m,顶部高程为187.0m,高6.2m,上游防浪墙的建基面高程(坝顶临时滑模高程)为185.8m,高出正常蓄水位以上0.14m。大坝坝体在高程180.6m-186.8m之间为静碾区填筑,上游1米宽垫层区铺筑厚度为40厘米,采用16t振动碾静碾8遍;下游挡墙立板边1米宽采用Ⅰ区料铺筑,厚度为20厘米,采用小型手扶式振动碾碾压8遍;上游垫层区和下游挡墙I区料之间为I、Ⅱ区混合料区,铺筑厚度为40厘米,采用16t振动碾静碾8遍。上游垫层区设计孔隙率n≤21.5%,混合料区设计孔隙率年n≤22.5%,下游挡墙立板边Ⅰ区料设计孔隙率n≤21.5%。
本工程坝顶结构设计不同之处在于以下两方面:
1、国内面板坝坝顶滑模临时高程以下坝体填筑均采用动碾,本工程滑模高程以下5.2m则采用I、Ⅱ区混合料静碾;
2、本工程滑模施工的坝面作业平台宽度为6.6m,比混凝土面板堆石坝一般作业平台宽度少2.4m。
3合理性分析
3.1工程措施的合理性分析
面板混凝土浇筑平台的一般宽度大于9m,而本工程的混凝土浇筑平台宽度为6.6m,作业平台宽度的缩窄,无疑是给施工增加了难度。通过设计、业主、监理和施工单位共同努力,改变牵引设备锚固方式,使卷扬机机座与下游挡墙连为一体,简化滑模设施,并采用两台5t的卷扬机并排牵引,面板浇筑采用跳仓浇筑顺序,工程翻斗车运输入仓浇筑。通过精心施工和合理安排,最终使面板浇筑保质按时完成,并获得业主和监理的一致好评。
国内面板坝的静碾区均设置在上游防浪墙建基面(坝顶临时滑模高程)以上,并不提具体的设计指标,而本工程却设在上游防浪墙建基面以下5.2m,所以对静碾区的指标设计显得非常重要。随着碾压设备的改进,面板堆石坝的填筑质量越来越好,沉降量越来越小,由于下游挡墙浇筑需一个半月时间,相当于给静碾区填筑前预留了一个半月沉降时间,使坝体沉降趋于稳定,为坝体静碾区和动碾区沉降趋于一致创造了有利的条件,从而使面板在坝体自身沉降的作用下能均匀受力。为慎重起见,要求施工单位对坝顶静碾区做碾压试验。通过对碾压试验结果的分析,参照类似工程的坝体填筑指标,并结合工程实际,提出了如上所述的设计指标。
表1碾压试验成果汇总表
填筑料源 | 填筑料视比重 | 碾压部位 | 铺料厚度cm | 碾压遍数 | 沉降量mm | 含 水 率 % | 干容重kn/m3 | 孔 隙 率 % | d60/d10 | d302/(d60.d10) | |
石粉碎石级配料 | 2.63 | 上游垫层区 | 1#坑 | 38.8 | 8 | 52 | 3.50 | 20.79 | 20.95 | 38.7 | 2.58 |
2#坑 | 3.18 | 20.76 | 21.06 | 48.39 | 1.45 | ||||||
2#料场爆破轧制料 | 2.62 | 混合料区 | 1#坑 | 43.8 | 8 | 47 | 2.83 | 20.27 | 22.63 | 17.33 | 1.64 |
2#坑 | 4.71 | 20.47 | 21.87 | 15.63 | 1.23 | ||||||
石粉碎石级配料 | 2.63 | 下游挡墙垫层区 | 1#坑 | 21.8 | 8 | 45 | 9.0 | 20.83 | 20.78 | 40.0 | 2.95 |
2#坑 | 7.0 | 20.64 | 21.52 | 32.1 | 1.59 |
3.2经济分析
该坝顶结构设计中下游挡墙的混凝土方量为2235m3,合计费用89.4万元;但由于下游挡墙的增设,使坝体填筑方量减少,减少方量占总填筑量的14.5%,减少宽度3m,工程量减少7.25万m3,节省费用217.5万元;总投资节省128.1万元。
4结语
混凝土面板堆石坝是土石坝的主要坝型之一,由于堆石为自由排水材料,在堆石体内不可能形成浸润线和孔隙水压力,安全稳定性能好,在混凝土面板堆石坝下游增设挡墙对工程的质量、投资、工期、效益均有好处。对于中、小型面板堆石坝,有以下几点可供设计参考:
1、坝顶临时滑模高程处的作业平台宽度可适当缩窄,可由9m缩至6m;
2、根据工程实际,静碾区可置于坝顶临时滑模高程以下一定的部位,只要设计合理,措施得当,可取得和振动碾压一样的效果,碾压参数参考值:上游垫层区设计孔隙率n≤21.5%,混合料区设计孔隙率年n≤22.5%,下游挡墙立板边Ⅰ区料设计孔隙率n≤21.5%;
3、坝顶下游采用高挡墙(5~6m)型式,可节约填筑
工程量约13%~17%,又可满足坝体稳定要求。
卫星水库自从2003年4月28日下闸蓄水至今,水库已达到正常蓄水位,根据业主的跟踪观测,水平位移累计沉降量为20.95mm,垂直位移累计沉降量为46mm,沉降量小,渗漏量为0.1L/S。这说明大坝总沉降绝大部分在施工期完成,并运行良好。卫星水库的坝顶结构设计给中、小型面板坝的传统设计方法提供了一种新思路。
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