库什塔依水电站工程沥青混凝土心墙坝设计.pdf

第 3 8 卷第 4 期 2 0 1 2年4 月 水 力 发 电 库 1 - 1 塔 依 水 电 站 工 程 沥 青 混 凝 土 I J ,o r t $ 9 1 - 乔玲 ，焦 阳 ( 新疆水利水 电勘 测设计研 究院 ，新疆乌鲁木齐 8 3 0 0 0 0 ) 摘要 ：全面介绍了库什 塔依水 电站工程沥青混凝土 心墙 坝的坝体轮廓设计 、心墙设计 、过渡层设计 、坝壳料设计 和坝基处理设计 可为高寒地 区类似工程提供参考。 关键词 ：沥青混凝土心墙坝 ；设计方案 ；库什塔依水电站 De s i g n o f As p ha l t Co n c r e t e Co r e W a n Da m f o r Ku s h i t a y i Hy d r o po we r S t a t i o n Q i a o L i n g ， J i a o Ya n g ( X i n j i a n g I n v e s t i g a t i o n a n d D e s i g n I n s t i t u t e f o r Wa t e r Re s o u r c e s a n d Hy d r o p o w e r , U r u m q i 8 3 0 0 0 0 ， X i n j i a n g ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e d a m p r o fi l e ，c o r e wa l l ， t r a n s i t i o n l a y e r s ，d a m s h e l l ma t e r i a l a n d f o u n d a t i o n t r e a t me n t d e s i g n s f o r t h e a s p h a l t c o n c r e t e c o r e wa l l d a m o f Ku s h i t a y i Hy d r o p o w e r S t a t i o n a r e c o mp r e h e n s i v e l y i n t r o d u c e d h e r e i n T h e e x p e r i e n c e s c a n b e a s r e f e r e n c e s fo r s i m i l a r p r o j e c t s i n s e v e r e c o l d r e g i o n Ke y W o r d s ： a s p h a l t c o n c r e t e c o r e w a l l d a m； d e s i g n ； K u s h i t a y i Hy d r o p o w e r S t a t i o n 中图分类号 ： T V 2 2 2 ；T V 6 4 1 4 1 ( 2 4 5 ) 文献标识码 ： A 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 7 1 0 2 0 引言 库 什塔依 水 电站 工程 正 常蓄水 位 1 3 0 5 0 m，总 库 容 1 5 9亿 ms 。 电站装 机 1 0 0 MW，多年 平 均 发 电 量 3 5 0亿 k W h 。该工 程 为二 等大( 2 )型 工程 ，由 拦 河 坝 、表 孑 L 溢 洪 洞 、导 流 兼 泄 洪 洞 、发 电 引 水 洞 、 厂房等 建筑物 组 成 。 1 坝址区地形地质条件 库 什 塔 依 水 电站 工 程 坝 址 区 总地 势 南 高北 低 ， 东 高 西 低 ，河 谷 走 向 北 东 ，工 程 区 河 谷 呈“ U” 形 ， 现 代 河 床 宽 3 0 5 0 m两 岸 阶 地不 对 称 发 育 。左 岸 级 阶 地 宽 3 0 5 0 m ：右 岸 级 阶 地 宽 6 0 1 2 0 m， 山顶为 级基座 阶地 夷平 面 ，相 对 高差 2 0 0 3 0 0 m。 左 岸 山体 较 陡 ，岸 坡 坡 度 5 0 。 7 0 。 ；右 岸 山 体 岸坡 坡 度 多 在 4 0 O 6 2 。 ，局 部 较 陡 ，基 岩 裸 露 。 两 岸 山 体 雄 厚 ，具 备 建坝 的地形 、地 质 条件 。坝址 区 出露 的地层 岩性 为凝 灰岩 、灰岩 ，呈 厚层状 一 块状 结构 。 坝址 区左 岸 坡 高 约 2 0 0 2 1 0 m，坡 度 5 0 。 7 0 。 ， 在 1 2 8 0 1 4 2 0 m高 程 分布 有 强 卸荷 带 ，长 约 1 0 0 0 m。左岸 强 卸 荷带 水 平 宽度 为 5 3 7 m；弱 卸荷 带 水 平 宽 度 为 1 5 3 0 m，局 部 存 在 较 大裂 隙 ，岩体 部 分 松 驰 。 基 岩 强 风 化 带 厚 3 5 m， 局 部 可 达 1 0 1 1 ； 弱 风 化带 厚 1 0 1 5 I I 1 。透 水 率 q 3 L u界线 在 基岩 面 以 下 1 5 - 2 5 m 现 代 河 床 宽 7 5 m，河 床 砂 卵 砾 石 厚 约 2 3 m， 下伏 基岩 为 凝 灰岩 、安 山岩 、块 状结 构 。 强风 化 带 厚 2 5 m：弱 风 化 带 厚 1 0 1 5 m。该 河 床段 岩 体 透 水 率 q 3 L u界 线在 基岩 面 以下 2 5 m。 右 岸 坝 肩 坡 高 约 1 2 5 m岸 坡 坡 度 4 0 O 6 0 。 ，局 部近直立 ，坡脚 为 级 基座 阶地 ，阶地 河拔 6 1 0 m， 阶 地 上 部 为 砂 卵 砾 石 ，厚1 1 0 m ，下 伏 为 凝 灰 岩 、 安山岩 。右岸 山顶为 V级基座 阶地 ，河拔 1 2 0 1 3 0 m， 该 段 基 岩 强 风 化 带 厚 约 2 5 m；弱 风 化 带 厚 1 0 1 5 m。 q 3 L u界 线 在 基 岩 面 以 下 6 7 4 5 6 m。 2 天然建筑材料 坝 址 区勘 查 有 C 2和 C 4砂 砾 石 料 场 。C 2料 场 收稿 日期 ：2 0 1 1 1 2 3 O 作者简介 ：乔玲 ( 1 9 6 8 一 ) ，女 ，河南 永城 人 ，教授 级高工 ，水 利所 副所长 ，从事水 电设计 及管理工作 W a t e r P o w e r V o 1 3 8 N o 4 圃 位 于 坝 址 右 岸 的 级 阶 地 上 ，距 坝 址 直 线 距 离 0 7 1 4 k m，上 覆 无 用 层 平 均 厚 度 约 1 m，勘 探 储 量 1 0 0 万 r n 。C 4料 场位 于坝 址 左 岸 下 游 级 阶 地 上 ，距 坝 址 直 线 距 离 2 9 3 7 k m，上 覆 无 用 层 平 均 厚 度 约 2 0 2 5 m。下 部 有 用 层 勘 探 厚 度 5 0 m。勘 探 储 量 9 0 0万 r n ， 。C 2和 C 4作 为 坝体 填 筑料 ，各项 指 标 满 足要求 。 P 2块 石料 场为 沥青 混凝 土骨 料场 ，位 于 坝址 的 左 岸 ，距 坝 址 直 线 距 离 0 7 1 3 k m。 岩 性 以 中 厚 层 灰 岩为 主 ，单 层 厚度 0 5 2 0 m，弱 风化 岩体 饱 和抗 压强 度 4 3 MP a，软化 系数 0 6 4；新鲜 岩 体饱 和抗 压 强度 4 9 MP a ，软 化 系数 0 6 3 ，属 中硬 岩 。岩 层厚 度 及 质量 较 稳定 ，强 风 化层 厚 度 3 5 r n ；弱 风化 层 厚 度 1 0 1 5 m。新 鲜 岩石 储 量 丰 富 ，弱 风 化 层 岩石 和 新鲜 岩石 质量 满足 沥青混 凝土 骨料要 求 。 3 大坝设计 3 1 坝体 轮廓 库 什塔 依 水 电站 大 坝为 沥 青混 凝 土 心墙 坝 ，最 大坝高 9 1 1 m，坝 顶高程 1 3 0 7 6 0 i n ，坝顶 宽 1 0 0 m， 坝 顶 长 4 3 9 0 r n，防 浪 墙 顶 高 程 1 3 0 8 8 r n 。 上 游 坝 坡 1 ： 2 2 5，下 游 坝 坡 1 ： 1 8 ，在 下 游 坡 设 1 0 m 宽 、纵 坡 为 8 的“ 之 ” 字 形 上 坝 公 路 ，下 游 坝 坡 平 均 为 1 ： 2 1 4。 上游 围堰 与 坝体 结合 ，上 游坝 坡 采用 C 2 0现 浇 混 凝 土 板 护 坡 ，板 厚 2 5 c m； 下 游 坝 坡 采 用 混 凝 土 网格 梁 ， 网 格 梁 内填 种 植 土 ，种 植 草 皮 护 坡 。 3 2坝体分 区 坝体 填筑分 区从 上游 至下游 分为 上游砂 砾料 区 、 上 游 过 渡 料 区 、 沥 青 混 凝 土 心 墙 、 下 游 过 渡 料 区 、 下 游 砂 砾 料 区 和 下 游 排 水 棱 体 区 。 3 2 1 沥青混凝土心墙 沥 青 混凝 土 防渗 体 采用 直 立 的碾 压 式 沥青 混凝 土结 构 ，墙体 轴 线 在 坝轴 线 上 游 3 0 m 处 。心 墙采 用 上 窄 下 宽 布 置 ， 顶 宽 0 4 m，底 宽 0 8 1T I ，厚 度 采 用 台 阶式 渐 变 ，与 基 座 连接 处 心 墙 厚度 由 0 8 m 台 阶 式 渐 变 至 2 m。 沥 青 混 凝 土 心 墙 基 座 采 用 混 凝 土 结构 厚 0 8 m，宽 4 8 r n ，心 墙 顶部与 坝 顶防浪 墙 紧 密结合 。沥青 采 用 克拉 玛 依水 工 沥青 ；粗 骨料 采 用 P 2料 场 灰 岩 加 工 制备 ；细骨 料 采 用 混 凝 土 细 骨 料 ：填 料从 附近水 泥 厂 购买 。沥青 混凝 土 心 墙 与混 凝 土底 座 之 间的接 触 面 上设 止 水铜 片 和砂 质 沥青 玛 蹄 脂 ，砂 质 沥 青 玛 蹄脂 层厚 1 0 0 mm，止 水铜 片厚 1 0 mm 沥 青 混 凝 土 心 墙 、混 凝 土 底 座 连 同 基 岩 防 渗 帷幕形 成一 道整体 防渗 屏 障。 为 了满足冬 季碾 压式 沥青混 凝 土心墙施 工要 求 ， 固W a t e r P o w e r V o 1 粥 N o 4 确 定 沥青 混 凝 土 配 合 比 为 ：骨 料 最 大粒 径 1 9 mm， 矿 料 级 配 指 数 为 0 4，初 选 油 石 比为 8 ，填 料 浓 度 为 2 0。试 验 表 明 ，在 苛 刻 的 室 内试 验 条 件 下 和 一 2 5气 温 下 沥 青 混凝 土试 块 的 结合 面上 、下层 结 合 良好 ，结 合 面和 非结 合 面 的密 度( 孔 隙率 )均 匀 ，防 渗性 满 足要 求 ，抗 劈 裂 变形 能 力 大 。夏 季沥 青 含 量 为 7 0 左 右 。 3 2 2 过 渡层 过渡层 设在 沥青 混凝 土心墙 两侧 ，水 平宽 度上 、 下 游 均 为 3 in。过 渡层 从 底 部 弱 风 化基 岩 建 基 面 填 筑 至 心墙 顶 部 。过 渡 料 采 用 C 4砂 砾 料 场 粒 径 小 于 8 0 mm 的全 料 。最 大粒 径 为 8 0 mm，小 于 5 mm 粒 径 含 量 为 2 5 4 0 小 于 0 0 7 5 mm 粒 径 含 量 小 于 5 ，渗 透 系 数 不 应 小 于 1 0 c m s ，相 对 密 度 D， 0 8 5。 3 2 3坝 壳料 坝 址 区砂 砾料 储 量 丰 富 ，坝壳 料 采 用 天然 砂 砾 料 填 筑 ，上 游 围堰 作 为坝 体 的一 部 分 ，也 采 用 天然 砂 砾 料 填 筑 。坝体 填 筑料 采 用 C 4砂 砾 料 场 粒 径 小 于 6 0 0 mm 的全 料 填 筑 。相 对 密 度 D， 0 8 5，压 实 后 渗透 系数为 1 0 1 0 c m s 。 3 3坝 基处 理 3 3 1 设 计原 则 坝基 处 理设 计 原则 为 ： 心墙 部 位基 岩 强 风 化 层 岩石 破 碎 ，透 水性 强 ，将 强风 化层 全 部 挖 除 ，防 渗 心墙 和 过渡 层 建基 于弱 风 化岩 面 上 。 对 沥青 混 凝 土心 墙 基座 下 的基 岩 进行 灌 浆 ，以提 高 基岩 的抗 冲蚀 能 力 。 坝基 防渗处 理深 度 按透 水 率小 于 3 L u 控 制 。 3 3 2设计 方案 标 准混凝 土基 座段 布置 2排孔 深 8 m、孔 距 3 r n 的 固结 灌浆 孔 。左 岸卸荷 带 处 心墙 基座 加 宽至 8 m， 设 2排孔距 2 1T I 的深孔 固浆灌浆孔 ，孔深约 1 5 3 4 IT I ， 深 孔 固 结 灌 浆 伸 入 卸 荷 带 弱 滑 裂 面 以 下 。 对 断 层 处 理 带 心 墙 基 座 加 宽 至 8 i n， 布 置 2排 孑 L 深 1 5 I n、 孔距 2 m 的固结 灌 浆孔 ，灌浆 孔与 断层倾 向一 致 。 标 准混凝土基座 段布置 2排孔距 2 I n 、排距 1 5 m 的帷幕 灌浆 孔 。左 岸 卸 荷带 及 断 层处 理 段 心墙 基 座 加宽 至 8 n l ，设 4排孔 距 2 1T I 、排距 1 5 i n的帷幕 灌 浆。帷幕灌浆深度需伸人基岩 q 3 L u的界线以下 3 1 1 3- ， 还要满足坝基最大水头 1 2 1 3的要求 。断层处理 带灌 浆孔 与断层倾 向一致 ；其 他灌浆孔 均铅垂设 置 。 4 结语 库 什塔 依水 电站 工程 大 坝 采用 抗 震 性 能较 好 的 碾 压 式 沥 青 混 凝 土 心 墙 坝 。 西 安( 下 转 第 8 1页 ) 身暑j 奄 帚4朋 寅 冈 ， 守 ： 个 ， 。 蔓 拦f：T _ l-e l= l T尾i 1 伏 小 吧 j l 口上 任 目 r l J J U 1 H-J 3 开展对标管理的意义及成效 3 1 对标 管理 的意义 实施 对 标 管 理是 当前 水 电工程 建 设 管 理 中普 遍 存在 问题 的背 景下提 出 的客观要 求 ，也是 必然 结果 。 库什 塔 依水 电站工 程 通过 有 效 的 实施 和 持续 深 入 的 对标 管 理 及 时 找 出工 程 在实 施 过程 中存 在 的差 距 和 不 足 ，适 时 拟 定 改 进 目标 ，并 针 对 薄 弱 环 节 ， 因 地制 宜 ，转 变思 想观 念 ，持续 改进 和完善 管理 水平 ， 提高 了 自身 的竞 争能 力和适 应 能力 。 3 2对标管理的成效 通 过一 年 多 的对 标 管理 实 践 ，使 库 什塔 依 水 电 站建设 管理 水平 得到 了 明显提 高 。 ( 1 ) 实 现 了 管 理 理 念 的 转 变 ，全 面 提 升 了 电 站 建 设 的管 理 水 平 。 ( 2 )通 过 对标 管 理 ，各 参建 单 位 充 分认 识 到 自 身存 在 的 问题 和差 距 ，通过 充 分 挖掘 内部潜 力 ，转 变思 想 观念，在对 标管 理 中依靠 自身的 努力 和上 级 单位 的协助 ，逐 步理 顺 了 内 、外 部工 作 关 系 ，提 高 了管 理 水平 。参 建各 方 的 工程 进 度 、合 同管理 、工 程 质 量 、安 全 管 理 、 资 源 投 入 及 财 务 管 理 与 对 标 标 准 相 比 ，差 距 有 了 明 显 缩 小 ，基 本 达 到 了对 标 管 理 的 目标要求 。 ( 3 ) 初 步 形 成 了 对 标 工 作 机 制 ， 通 过 近 一 年 多 的 对 标 管 理 ，加 强 了 工 程 各 参 建 方 相 互 交 流 学 习 ，使 各参 建单 位 提高 了认 识 ，转 变 了观念 ，拓 宽 了解 决 问题 的思路 ，提 升 了管 理水 平 ，库什 塔 依 水 电 站 工 程 建 设 形 成 了“比 、 学 、 赶 、 帮 、 超 ” 的 竞 争 环 境 。 4 对标管理工作中存在问题及相关对策建议 4 1 存在 的问题 ( 1 )在 目前 买方 市 场 的 大背 景 下 施 工 企 业往 往 通过 编制 一流 的标 书 ，并 压缩 工程施 工 利润 空 间 ， 低 价 中标 等 手段 获 得 工程 建 设项 目。 由于投 标 文件 中 对 资 源 投 入 和 合 同条 件 承 诺 较 多 ， 而 工 程 实 施 过 程 中 ，施 工企 业 资 源投 入 兑 现率 较 低 ，实 际 投 入管 理 人员 由于 管理水 平 和业务 的 限制 ，导 致管 理粗 放 ， 管 控 不到 位 ，使 得 对标 指 标 横 向可 比性不 强 影 响 对 标 的 实 际 效 果 。 ( 2)受 传 统 管理 理 念 的影 响 ，个 别 施 工企 业 对 对 标 工作 的积极 性 、主动 性 不强 ，整 改落 实 不 够彻 底 。要 形 成对 标 工 作 的长 效 机制 ，还 有待 进 一 步研 究 完善 。 ( 3)由于 各 水 电站 工 程管 理 的差 异 性 较 大 ，参 建 队伍 层次 不齐 ，相 互 间需 磨合 和适应 的地方 较 多 ， 在一定 程度 上影 响 了对标 管理 的积极 性 。 4 2 对 策及 建议 为深 化 对标 管 理 工作 ，加 强对 标 管 理工 作 机 制 的实 施 ，应 完 善 指标 体 系 的可 比性 ，在 对标 管 理 工 作 中重点做 好 以下工 作 ： ( 1 )科 学统 筹 对标 指 标 ，突 出 同类可 比和 差 异 性 比对 ，加 强对 对标 指标科 学 、合理 和定 性 的分 析 ， 使各参 建单 位 的指标 对 比更 趋 合理 。 ( 2 ) 强 化 对 标 的 过 程 管 理 和 闭 环 管 理 ，注 重 对 标 管 理 的实 效 性 、协 作性 和严 肃性 。对 标工 作 贯 穿 于整 个 工作 全 过 程 ，要 以坚持 持 续改 进 为 原则 突 出改 进和成 效 ，不断 寻找工 作 中存在 的差 距 和不 足 ， 建立 并持 续 完 善 过程 对 标 指标 ，确保 对 标管 理 工 作 落到 实处 。 ( 3 )进 一 步规范 对标 工作 ，不 断提 升管理 水 平 。 按 照对 标工 作 要 求 ，结 合 电站 建 设 的实 际 情况 ，把 对标 管 理工 作 与 项 目管 理 、工 程建 设 等 具 体工 作 结 合 起 来 ，在 发 现 问题 、解 决 问题 的基 础 上 ，扎 实 做 好动 态 调整 达 标 目标 ，严 格落 实 达标 责 任 ，将 对 标 工作 持 续深 入 地 开展 下 去 ，并 且 通过 持 续 追求 ，不 断改 进 工作 方 式 方法 ，在 努力 实 现“ 达 标 ” 的基 础 上 ，积极 推 进 企 业管 理 工作 的不 断创 新 ，通 过 对 标 工 作 的有 效 开 展 ，不 断 改 进 工 作 方 法 。逐 步 实 现 “ 对 标 上 水 平 、 对 标 促 发 展 ” 。 5 结语 对 标 管 理 是 一 项 复 杂 的 系 统 工 程 是 一 个 与 时 俱 进 、不 断 创 新 的 动 态 过 程 和 不 断 学 习 、 努 力 进 取 、 全 面 提 高 的过 程 。库 什塔 依 水 电站 通 过科 学 的应 用 对标 管 理手 段 ，使 各 参 建单 位 适 应 了 电站 的管 理 理 念 ，改进 了管 理 中 的不 足 ，从 而提 高 了电站 的建设 水 平 和管理 水平 。 ( 责任编辑焦雪梅) ( 上 接 第 7 2 页 ) 理 工 大 学 针 对 本 工 程 所 做 的 沥 青 混 凝 土 心墙 冬 季 施工 可 行性 专 题 论证 研 究 表 明 ，碾 压 式 沥青 混凝 土心墙 可 在一 2 5 0 o C 气 温下 施工 ，沥 青混 凝 土 上 、下 层 结合 良好 ，结 合 面 和非 结 合 面 的密 度 ( 孔 隙率 )均 匀 ，防渗 性能 满足 规范要 求 抗劈 裂 变 形 能 力 大 。库 什塔 依水 电站 工 程采 取 冬 季施 工 发 电工 期提 前 了 8个 半 月 ，总 工期 提 前 了 6个 月 提 前 发 电产生 的经 济效 益十分 显 著 。 库 什 塔依 水 电站工 程 碾 压式 沥 青 混凝 土 心 墙 坝 冬 季 施工 的成 功 ，为 西北 寒 冷 地 区碾 压式 沥 青 混凝 土心墙 坝 的推广应 用创 造 了条件 。 ( 责任编 辑杨健 ) W a t e r P o w e r V d 3 8 N o 4 阿