芹山电站面板堆石坝施工期坝体过水渡汛设计汇编.docVIP

芹山电站面板堆石坝施工期坝体过水渡汛设计 吴云鑫 （浙江省水利厅建设处,浙江 杭州310009） 摘? .对设计过程中河道水面曲线的推求、下游坝坡水力.??? 关键词：混凝土面板堆石坝；过水保护；钢筋网保护；水力计算 ??? 芹山电站是穆阳溪第一级水电站.穆阳溪位于福建省东北部，全长132ｋｍ，坝址以上453ｋｍ２，该电站位于周宁县泗桥乡芹山村附近.水库总库容为2.65亿7万ｋＷ.??? .拦河坝最大坝高122ｍ，坝顶长286.5ｍ，上、下游坝坡分别为11.4和1∶1.35.坝体堆石填筑量249.35万ｍ３. 1导流（渡汛）方式与标准??? 18.0ｍ３/s，多5.68亿ｍ３.每年3～9月降水量占全年降水量的82.4%.??? .??? 导流建筑物为Ⅳ级，土石围堰的洪水标准10年一遇，其相应流量为355ｍ３/s.第二年661ｍ高程，其相应库容小于1000万ｍ３，该水位时，导流360ｍ３/s，坝体施工期临时断面渡汛标准为20年一遇，其相应流2230ｍ３/s.第三年汛前，坝720ｍ高程，其相应库容远大于1000万ｍ３，该水位时，导流隧洞泄流量为895ｍ３/s，坝体施工期临时渡汛标准为50年一遇2?850ｍ３/s.2施工期坝体过水保护措施??? 15万ｍ３/月以3个月左右，分析山区河流洪水特点，临时坝体. 2.1过水围堰设计??? .上游围堰顶宽13.5ｍ，最大堰高16.2ｍ，迎水侧、背水侧边坡分别为1∶2和1∶1.75，堰体.堰顶为厚40?ｃｍ混凝土盖顶，围堰顶部设高1.9ｍ的自溃堰.背水坡采用双层8钢筋，双向间距为10ｃｍ；外层钢筋网采用22钢筋，斜向主筋间距50ｃｍ，横向主筋间距为120ｃｍ.由⊥22锚筋接0.4ｍ×0.4ｍ×0.6ｍ混凝土锚150ｃｍ，240?ｃｍ.下游堰脚处设宽4ｍ50ｃｍ的混凝土压脚，将内层钢筋网与其固定；为防止扬压力对混凝土压脚的抬动，L＝1.5ｍ、间距为1ｍ×1.5ｍ的排水孔，孔径为45ｍｍ.2.2临时坝体的过水保护措施??? a. 下游边坡部位.30ｃｍ和60ｃｍ90ｃｍ和120ｃｍ，同时采用砂浆锚杆将横向主筋与岸.??? b. 垫层区、过渡层区..??? c. 坝顶区域.20ｍ区域范围内放置长4ｍ、直径800ｍｍ的铅丝石笼形成压顶，同20ｍ区域范围内放置2ｍ×1ｍ×1ｍ的填石钢筋笼，坝顶其它部位，在碾压密实后0.4ｍ.3过水水力计算??? Q１，导流洞泄Q2，坝体渗流量Q3.下面介绍过流设计洪水时各流量的计算方法.3.1过坝流量Q1??? 根据S/H＞10，河道天然水流流态可近似看做明渠非均匀流.通过假定临时断面坝顶过,采用分段求和法自下游控制断面1—1起往上游推算渠道非均匀流水面曲线，求6—6（见图1，图中hk为临界水深）的水深hs,再按宽顶堰溢流公式求得的Ｑ１，2］）.上述方法是在缺乏详细河道地形资料情况下采用.??? 经一系列计算得水面曲线结果，见表1. 3.2导流洞泄流量Q2??? 根据上游围堰堰前水位计算求得导流洞泄流量Q2＝466ｍ３/s（计算方法见文2］）.3.3坝体渗流量确定??? 3］：Ks为渗透系数；????? n为堆石体孔隙率；????? A为材料特征系数，取A＝5；????? D为堆石材料换算成圆球的半径，ｃｍ；????? W0为单位宽度的入渗流量，ｍ３????? B为过流堆石体平均宽度，ｍ；????? L为平均渗径长度.Q3＝74ｍ３/s，Ｑ１+Q2+Q3＝2230ｍ３/s，与设计洪水流.3.4下游坝坡过水水力计算??? .具体计算方法同过坝流量的计算.??? h1按0.7hk计算，结果如下：??? h7＝1.45ｍ，v7＝14.5ｍ／ｓ,q7＝21.0ｍ３/（s·ｍ）.??? .4保护结构受力计算4.1外层钢筋网计算??? .单位堆石体的渗透力计算［4］：.??? 但加筋堆石体结构设计理论尚不够成熟，只能近似进行估算，这里采用司特芬逊（D.Stephenson）图解法2），求得钢筋网水平向荷载.图中：G为单位面积Fij为水流拖曳力和渗透力的合力；F为钢筋网所受荷载；t.  4.2水平向主锚筋计算??? .采用修正的毕肖甫（A.W.Bishop）圆弧法分析［6］，选取合理K值1.2，这里取K＝1.4），按式(6)反算求得水平锚筋的锚固力T.?? T为水平主锚筋的锚固应力,kPa；b为单元堆石体宽度，m；W为单元土条的重N；.4.3水平锚筋配置的计算??? J.K.Wilkins）的试验与建议，堆石体.采用H.H.B.B.阿里斯托夫斯基的方法，确定最危险滑动圆弧位置.关于水平锚筋配5］：