胶凝砂砾石新坝型在街面量水堰中研究与应用.pdfVIP

胶凝砂砾石新坝型在街面量水堰中的研究和应用 何光同李祖发俞钦 5 0001) (福建省水利水电勘测设计研究院福州市东大路18号35 【摘要】论文介绍了福建街面水电站混凝土面板堆石坝下游量水堰(和坝体结合兼做下游围堰) ．1：程研究和应用胶凝砂砾石新坝型的情况．研究的主要内容有材料配合比、材料及强度特性、材料拌 制及碾压工艺等，率先在国内将研究成果应用于工程实际，于2004年】2月3日建成了街面量水堰胶 凝砂砾石坝。用14天时间完成了总方量4177m3，堰高13．5m的胶凝砂砾石坝，迈出了国内新坝型建 设的第一步．积累了宝贵的经验，为新坝型的进一步推广应用打下了基础。 【关键词】街面量水堰胶凝砂砾石配合比强度特性材料拌制碾压工艺 胶凝砂砾石坝的设计理念和施工工法介于混凝土面板堆石坝与碾压混凝土坝之间．是利用天然砂 砾彳i混合料或开挖弃渣料，掺入少量胶凝材料，胶结成具有一定强度的干硬性坝体。目前碾压混凝土 重力坝和混凝七面板堆石坝是我国水利水电工程中的两个主流坝型。但由于混凝土面板堆石坝需大量 开挖如!场．对环境损上1：人。蜘!顶难以设置溢洪道；碾压混凝土重力坝对坝基要求相对较高，在工程地 质条件差的如j址难以应用等缺点。因此，有必要在国内研究，应用和推广胶凝砂砾石坝新坝型。 1．概况 街面水电站混凝土面板堆石坝坝轴线位于尤溪上游均溪和文江溪汇合口上游的均溪出口河段上， 距汇合口约200m。坝顶长度500．5m，宽8m。坝顶高程294．5m，最大坝高126m。大坝上游面坡度为1： 1．4，，-卜．游面坡度为1：1．35。下游采用胶凝砂砾石量水堰和坝体结合兼做下游围堰。下游量水堰设计 量水堰基础岩性为重结晶坚硬泥岩，岩体较坚硬完整。典型断面见(图1-1)。 下游量水堰采用胶凝砂砾石方案，设计强度180天龄期C7．5，VC值控制在3～lOS，容重大于 2300kg／m2。胶凝砂砾石碾压层厚0．6m．本工程具有丰富的天然砂砾石料和开挖废弃料，用天然砂砾 料直接配置胶凝砂砾石。 2．断面设计及强度分析 通过大量配合比室内试验表明，用天然砂砾料掺入少量胶凝材料可配置出接近Rcc强度的CSG料， 根据国外CSG坝建设经验，初步拟定上下游边坡坡度各为1：O．5的断面进行有限元分析和常规的刚 体平衡计算。以坝高50m的工程为例，在齐坝顶水头、自重和全部扬压力作用下，当基础弹模与坝体 弹模之比B值小于3．5(相当弱风化基岩)时，坝底不出现拉应力，相应的主压应力为1．79Mpa；当 32 、 13值约为1．O(相当强风化基岩)时，坝踵不出现拉应力，相应的主压应力为2．64Mpa，仅为强风化 岩体允许坑压强度的10％左右。坝顶上游端最大水平位移2．8册，坝体交形小。研究表明拟定上下游 边坡坡度各为l：O．5的断面是合适的，强风化作为建坝基础，其较低的弹模对于减少或避免坝体出 现拉应力是有利的。强风化基岩做为建基面是合适的。 街面量水堰由于有两种工作状态，其一是作为下游围堰，在旖工期挡下游水；其二是作为坝下游 量水堰和坝体结合形成复合坝型，在大坝运行期挡上游水和堆石。设计拟定的断面型式上下游坡度均 为l：0．4。上游面与堆石坝体同步施工。无需立模，下游面在赶工期的情况下省去了立模工艺，按 稳定自然坡成型，实际坡度为l：O．96。经有限元法分析和复核计算，满足无拉应力或少拉应力和应 力分布均匀的要求。 为了防止下游面受到文江溪支流的水流冲刷，下游面用浆砌块石护面。 图1-1 3．防渗结构 街面胶凝砂砾石料的室内试验渗透系数为lO-510川之间，具有一定的抗渗能力，作为下游围堰 不一定需要设置专门的防渗体，但是作为永久性的下游量水堰，需要设置必要的防渗措施。街面量水 堰具有双向挡水功能，承担围堰功能时要求下游挡水，防渗结构应布蓝在下游8{!!|，承担量水堰功能时 要求将防渗结构布置在上游侧。经多方案比较住量水堰中部结合基础防渗帷幕和钻孔取芯．沿坝顶中 ‘ 心线坝体全断面连同基础作潦浆防渗帷幕，起剑双向挡水的作川