沙沱水电站新型硬填料围堰设计研究及工程实施效果评价.docxVIP

第50卷第6期2014年6月

第50卷第6期2014年6月

Vol.50,No.6Jun.,2014

GANSUWATERRESOURCESANDHYDROPOWERTECHNOLOGY

·13

·设计与研究·

沙沱水电站新型硬填料围堰设计研究及工程实施效果评价

彭成佳，姚元成，郝鹏，苏鹏，单承康

(中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州贵阳550008)

摘要：在新型硬填料坝设计技术研究基础上，依托贵州乌江沙沱电站左岸下游围堰，展开了结构布置与细部设计、材料试验、施工工艺及原型监测等一系列研究，在国内首次进行了“双超”(超径、超贫)硬填料围堰实际工程应用，其中，骨料粒径最大达70cm,胶凝材料最少用量达50kg/m3(水泥25kg/m3)。结合现场检测及原型监测结果，对工程实施效果进行了客观评价，提出了几点硬填料坝待深入研究的问题。

关键词：硬填料坝；超径超贫；沙沱水电站；围堰

中图分类号：TV41;TV551.3文献标志码：A文章编号：2095-0144(2014)06-0013-05

硬填料碾压坝(FacedSymmetricalHardfillDam)是一种新坝型。该坝型基本特征是筑坝材料采用硬填料即一种掺少量胶材的改性碾压堆石体材料，这一点类似重力坝。同时，其剖面基本对称，上、下游坝坡一般在1:0.60~1:0.8之间，坝体透水性较大，一般采用上游防渗面板(层)防渗，这一点又类似面板坝。可见，其同时具备重力坝和面板坝的部分特点。

硬填料坝可在坝址附近易于得到的河床砂砾石或开挖弃渣等材料中加入少量胶凝材料，经简单拌和后碾压形成坝体。该坝型主要优点为：坝体只需抗压强度而不需抗拉强度，对筑坝材料性能要求较低，筑坝材料选择范围较宽；坝体与基础应力低，开挖量少，更能适应软弱基础；使用易于得到的砂石料和少量胶凝材料，施工速度快，温控要求及成本较低；水泥掺量少，P.Londe1总结修建该坝型经验后提出：水泥用量在50~60kg/m3,强度达到5MPa(90d龄期),即可满足百米级坝的强度要求，坝身可泄小洪水。

该坝型自1992年被法国学者P.Londel?]率先提出以来，国外研究较多，近些年来在筑坝理论尤其是工程运用研究方面进展较快，已成功修建多座临时挡水围堰和永久性挡水坝，其中影响力较大的有土耳其Cindere坝(坝高107m)、奥尤克坝(坝高100m)、日本Okukubi坝(坝高39m)和菲律宾的坎阿苏延坝(坝高44m)等[2]。

相比而言，国内此方面研究尚处于起步阶段，工程应用还局限于少量施工期临时挡水围堰，如福建宁德洪口水电站上游围堰3、尤溪街面下游围堰[4、龙岩上游围堰和贵州松桃道塘水库上游围堰[5],尚无从设计角度系统归纳总结及研究分析该技术。

结合沙沱电站实际情况展开了左岸下游“双超”硬填料围堰设计研究及工程应用，并结合现场Vc值、压实效果、钻孔取芯、孔内录像及原型监测结果，客观评价了工程实施效果，提出了几点硬填料坝待深入研究解决的问题。

1硬填料围堰设计研究

沙沱电站位于贵州省沿河县城上游约7km处，是乌江干流开发梯级电站中的第9级，为乌江“圆梦”工程，工程规模为Ⅱ等大(2)型。

工程采取分期导截流，先右岸一期截流，后左岸二期截流。考虑到2009年汛前二期截流风险较大、下游围堰工期紧、主体工程砂石骨料供应紧张等因素，在技术经济可行性分析基础上，设计改用新型硬填料筑坝技术进行围堰设计。

1.1结构布置及洪水标准

下游围堰总长132.543m,左端头连接左岸尾水9号路末端，右端头连接纵向围堰，紧邻上游截流戗堤及下游土石子堰布置(图1)。

考虑汛前可施工完毕，按枯期10年一遇流量(Q=4820m3/s)设计，堰顶高程301.0m,堰顶宽结合施工工艺研究及监测数据采集需要取10m。

收稿日期：2014-06-04

作者简介：彭成佳(1979-),男，湖北仙桃，高级工程师，博士，主要从事水工建筑物设计、数值模拟及水电工程勘测设计项目管理。

2014年第6期甘肃水利水电技术第50卷

·14·

图1下游硬填料围堰平面布置图

1.2体型拟定及安全复核

硬填料坝一般为对称梯形剖面，上、下游坝坡一般为1:0.6~1:0.8。参考类似工程并考虑沙沱下游围

堰堰高较低，剖面采用对称梯形且上、下游坝坡均取下限1:0.6,