溢洪道泄槽基础排水设计新思路.pdf

第 4 2卷 第 3期 2 0 1 6 年 3月 水 力 发 电 溘 洪 道 被 槽 基 础 排 水 设 计 新 愿 路 ： 。 对原设计方案进行了 优化，与原方案相比 溢洪道泄槽基础jj 水设计 优化方案因 地制宜 充分利 用已 有 爆破开挖体 Ne w I d e a s o n t h e o f Fo u n d a t i o n Dr a i n a g e S c h e me o f S p i l l wa y Ch u t e W ANG Da n g z a i ，W U Xi a o y u ， L I U Zh i ，W ANG Xi a o a n ，LI U Cha o ( 1 P o we r C h i n a C h e n g d u En g i n e e r i n g Co r p o r a t i o n L i mi t e d ，Ch e n g d u 6 1 0 0 7 2，S i c h u a n ，C h i n a ； 2 C h i n a R e n e w a b l e E n e r g y E n g i n e e r i n g I n s t i t u t e ，B e i j i n g 1 0 0 1 2 0 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：B a s e d o n t h e l a y o u t o f h y d r a u l i c s t r u c t u r e s a n d t h e g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s o f s p i l l wa y f o u n d a t i o n o f Hu a n g j i n p i n g Hy dr o p o we r S t a t i o n， t he f o un da t i o n d r a i n a g e s c h e me o f s pi l l wa y c h u t e wi t h a s e r i e s o f t i l t d r a i n a g e di t c h e s a r e de s i g n e d Du r i n g p r o j e c t c o n s t ruc t i o n ，t h e o r i g i n a l d e s i g n s c h e me i s o p t i mi z e d b a s e d o n t h e r o c k u n l o a d i n g s t a t e a n d d e v e l o p e d f i s s u r e s b e i n g r e v e a l e d i n a c t u a l e x c a v a t i o n o f c h u t e f o u n d a t i o n a n d a f t e r l e a r n e d e x p e r i e n c e s a n d l e s s o n s f r o m o t h e r p r o j e c t s Co mp a r i n g wi t h o r i g i na l de s i g n ， s ch e me，t h e o p t i mi z e d s c he me i s mo r e ad a p t e d t o l o c a l c o nd i t i o ns The o pt i mi z e d s c he me ma ke s a f ul l u s e o f b l a s t i n g e x ca v a t e d d i t c h es ， i n whi c h， t he ma s o n r y i s fir s t l y u s e d t o f o r m t wo s i de ba nk s o f di t c h， t he n t he g r av e l i s c o v e r e d o n t he b o t t o m o f d i t ch a s d r ai na g e ma t e r i a t ， a n d fin al l y t he g e o t e x t i l e ma t e r i a l i S c o v e r e d o n ma s o n r y a n d g r a ve 1 Th e o pt i mi z ed s c h e me r e d uc e s t he a mo unt o f e x c a v at i o n ， l o we r s t h e di f f i c ul t y o f co n s t r uc t i o n a nd s a v e s nvest m ent K e y Wo r d s ：s p i l l w a y ；c h u t e ；d r a i n a g e d i t c h i d e s i g n o p t i m i z a t i o n ； a n g j i n p i n g H y d r o p o w e r S r a t i o n 中 分 喽号： T 、 理 _ 5 1 1 ( 【 ) i 文 黼蝴：Bi 文I 章缀号：0 5 5 9 _ 1 ) 3 4 2 ( 2 o 1 6 ) (0 3 - 0 0 1 尊 黪誊 亭 嚣誊 l 孽 誊 萝 薯 s 毒 I 磐 尊 嚣 尊 枣暴 露l 瓣 警 尊 磐| 誊| 嚣嚣誊 露 | 搿砻 嚣孽 磬 砻 零 学 霉尊 l j 萎 誊|尊 誊 z 嚣 尊露 囊 蓐 尊 手 誊 髫| 藩 l 囊 手 尊 | 毒菇 毒 量| 曩 。 矗 水 电站 溢 洪道 泄 槽 基 础 排 水 的 合 理 设 计 是 保 证 泄槽 安 全运 行 的 重要 因 素 之 一 。 因为 泄 槽 基 础 排 水 一 旦 失效 ，库水 通过 渗漏 通道 直 接作 用 在底 板 底 面 ， 使 底板 承受 较 大扬 压力 ，导 致 底 板 与 基 础 之 间 发 生 接 触 冲刷 ，底 板 以 下被 掏 空 ，危 及 溢 洪 道 的安 全 运 行 ，国内 已有多 个 工 程 运 行 后 溢 洪 道 泄 槽 底 板 发 生 冲 刷破坏 。为减 小 泄 槽 底 板 的扬 压 力 ，确 保 底板 基 础排 水 畅通 ，防止 底 板 被 掀 起 破 坏 ，必 须 做 好 泄槽 基 础 排水设 计 。基 于此 ，黄 金 坪水 电 站 在 总 结 以往 经 验 教训 的基 础 上 ，提 出 了溢 洪 道 泄 槽 基 础 排 水 设 计 的新思 路 。 1 工程概 况 黄金 坪 电站 位 于 大 渡 河 上 游河 段 ，是 以发 电为 主的 二等 大 ( 2)型 工程 ，工 程 枢 纽 建 筑 物 包 括 沥 青 混 凝 土 心 墙 堆 石 坝 、岸 边 开 敞式 溢 洪 道 、泄 洪 ( 放 空 ) 洞 、左 岸尾 部式 大厂 房引水 发 电建筑 物 和右 岸小 厂房 引水发 电建 筑物 等 。 收稿 日期 ：2 0 1 5 1 2 2 7 作者简介 ：王党 在 ( 1 9 7 9 一 ) ，男 ，陕西 乾县 人 ，高 级工 程 师 主要从事水工设计工作 W a 8 r V o L 4 2 N o 3圜 溢 洪道 由 进 口引 渠 段 、控 制 闸 室 段 、泄 槽 段 、 消力池 段 和 出水 渠 段 组 成 。溢 洪 道 共 3孔 ，单 孔净 宽 1 3 m，最 大 泄量 2 4 0 6 4 6 m s 。泄 槽纵 向底 坡 坡 度 1 ： 3，采用 阶梯 式泄 槽 ，断 面 为矩 形 ，净 宽 4 6 m， 底板 厚 2 m( 不 含 阶梯 高 度 ) 。溢 洪 道 地 基 防 渗 排 水 系统设 计 以 防 、排 并 重 为 原 则 ，闸基 防渗 帷 幕 与 坝 肩帷 幕 及 厂 房 帷 幕 连 为 一 体 ， 闸基 设 一 排 排 水 孔 ， 将 闸基 渗透水 排 至 廊 道 内。溢 洪 道 所 处 地 基 为 强 卸 荷 岩层 ，为排 除基 岩渗 水 ，保证 底 板 和边 墙 的稳 定 ， 在底 板 下设 置 纵 、横 向砂 卵 石 排 水 沟 ，构 成 互 相 贯 通 的 沟 网 系 统 。 溢 洪道 泄槽 基础 岩性 以弱 风化 斜 长花 岗岩 为主 ， 部 分花 岗 闪长岩 角 闪斜 长 岩质 斑 杂 状 ( 或 角 砾 状 ) 混 染岩 。岩 体 以 强卸 荷 为 主 ，块 裂 、碎 裂 结 构 ，为 级 ；部 分 地 段 岩 体 弱 卸 荷 ，镶 嵌 状 结 构 ，为 级 。其 中( 溢 ) 0+3 20+5 4段 穿 插 一 条 陡辉 绿 岩 脉 破 碎带 ，( 溢 ) 0+9 00+1 3 5段发 育 断层 挤 压 带 f l 、 、f 1 ，岩 体 破 碎 ，性 状 差 。泄 槽 段 岩 体 中 裂 隙 发 育 ，主要 发育 五组优 势裂 隙 。 与水 流斜 交 方 向平 面 长度 l 9 6 5 1T I ，单 元 格 之 间 的 排 水 沟 互 相 连 通 。 纵 向 排 水 沟 底 坡 与 底 板 纵 坡 一 致 ， 坡 比为 1 ： 3。纵 向排水 沟共 3条 ，沿 溢洪 道轴 线布 置 1条 ，左右 两 侧 各 布 置 1条 ，距 溢 洪 道 轴 线 1 9 n l 。 横 向排 水 沟与 纵 向排 水 沟夹 角 7 5 。 5 2 3 ” ，倾 向下 游 ， 底 坡 坡 比 1 ： 1 1 7 9。 泄 槽 底 板 下 排 水 沟 断 面 为 倒 梯 形 ， 排 水 沟 深 0 5 m，底 宽 1 m，顶 宽 2 m。排 水 沟 内铺 填 级 配 良 好 的砂 砾 石 排 水 料 。 泄 槽 基 础 排 水 布 置 见 图 1 ，排 水沟 断面见 图 2 。 图 2原排水设计方案泄槽基础 排水沟 断面 ( 单位 ：c m) 2 原排水 设计方案 3 优化排水设计方案 溢洪 道地 基 为 强 卸 荷 岩 层 ，基 岩 透 水 性 强 ，为 降低 运行 期溢 洪 道 泄 槽 底 板 下扬 压 力 ，保 证 溢 洪 道 底板 的抗 浮 稳 定 性 ，避 免 底 板 损 坏 ，底 板 下 的排 水 系统 采用 斜 向 网状 布 置 排 水 沟 的 结 构 形 式 ，充 分 利 用 泄槽纵 向坡 度 布 置 纵 向排 水 沟 及 与其 斜 交 的横 向 排 水 沟 ，形 成 互 相 连 通 的 排 水 系 统 。 底 板 下 排 水 系 统 通过横 向排水 沟 将 底 板 下渗 漏 水 排 向大 坝 下 游 堆 石 排 水 体 内 。 泄槽 底 板被 纵 横 向排 水 沟分 割成 若 干平 行 四边 形 单元 格 ，每 个 单 元 格 顺 水 流 方 向平 面 长度 1 5 m， 施 工 过 程 中 ， 由 于 溢 洪 道 泄 槽 基 础 岩 体 为 硬 岩 ，卸 荷发 育 ，在这 种 岩 石条 件 下 开 挖小 断 面 沟 槽 难 度 较 大 ，成 型 差 。泄 槽 基础 排 水 沟 施工 初 期 ，开 挖 体 形 不 满 足 设 计 要 求 ， 二 次 开 挖 至 设 计 体 形 费 时 费力 ，从 而影 响到 整个 泄 槽今 后 的使 用 和维 修 ，而 且 施 工 成 本 高 ，并 大 大 影 响 整 个 工 程 进 度 。 因 此 对 原 泄槽 基 础 排水 系 统设 计 方 案进 行 了优 化 。设 计 优 化 的 总 体 思 路 为 ： 利 用 排 水 沟 现 有 已 爆 破 体 形 ， 不 再 二 次 开 挖 ，在 满 足 泄 槽 底 板 排 水 条 件 下 简 化 排 水 系 统 。 田W r P o V o 1 4 2 3 图 1 原排水设计方案泄槽基础排水布置 - r -兄1 - r ，哥： 脚 堤 佰簦1 1 月F J , 暇LI研芯 图 3 排水优化设计 方案泄槽基础排水布置 优化 后 的排 水 沟 结 构 及 施 工 方 案 为 ：在 已爆 破 开挖 的沟槽 内两 侧堆 砌 M2 0浆 砌 石 ，浆 砌 石 顶 高 程 高 于原设 计 开 挖 线 0 2 m，顶 宽 0 4 m，内坡 竖 直 ， 外坡 坡 比 1 ： 0 3 。待浆 砌石 达到 设计 强度 后 ，在 两侧 浆砌 石之 间 铺 填 卵 石 排 水 料 ，形 成 排 水 沟 ，浆砌 石 及 卵石排 水 料 施 工 完 成 后 ，表 面 铺 设 土 工 布 ，并 采 用螺 栓 可靠锚 固 ，以 避 免 结 构 混凝 土 浇 筑 时水 泥浆 液堵 塞排 水 沟 。泄 槽 底 板 混 凝 土浇 筑 时 ，应 采 取 措 施对 排水 沟 内排 水 料 进 行 保 护 ，防 止 水 泥 砂 浆 污 染 排水 料 。纵 横 向 主排 水 沟 宽 度 1 5 m，纵 横 向次 排 水 沟宽度 1 m，排水 沟最 大深 度 0 6 m。排 水沟 设 计 方案 优化 后 ，降低 了开挖难 度 ，排水 沟 总长 度仅 4 2 7 m。优 化后 的泄 槽基 础排 水 布置 见 图 3，排水 沟 断 面 见 图 4。 优 化设 计 方 案 通 过设 置 纵 、横 向 主 排水 沟 ，排 图 4 优化 排水设计方案纵横 向次排水沟断面 ( 单位 ：11 1 ) 水 沟 间 距 加 大 ，减 少 了 开 挖 爆 破 对 泄 槽 基 础 的 损 伤 。根据 泄 槽 底板 基 岩 条 件 ，利 用 了现 有 已开挖 爆 破 沟槽 ，排 水 沟 不 再 二 次 开挖 至 原 设 计 方 案 体 形 ， 降 低 了施 工 难 度 。排 水 沟 总长 度 较原 设 计 方案 减 小 了 6 4 。 4结语 鉴 于实 际施 工 时 揭 露 的 溢洪 道 泄 槽 底 板 基 岩 条 件 ，考 虑泄槽 底 板 下 排 水 沟 槽 开 挖 施 工 难 度 大 ，实 际 开挖体 形 不 满足 原 设 计 方 案 要 求 ，提 出 了溢 洪 道 泄 槽基 础排 水 设计 的新 思 路 ，对 泄 槽 底 板 基 础 排 水 进 行 了设 计 优 化 ，即利 用 已开 挖 沟 槽 ，在 两 侧 浆 砌 石 形成 的沟 槽 内铺 填 卵 石 排 水 料 ，浆 砌 石 、卵 石 排 水 料表 面铺 设 土 工 布 ，用 螺 栓 锚 固。排 水 沟 优 化 设 计 因地 制宜 ，大 大减 少 了施 工 量 ，降低 了施工 难度 ， 节 约 了投资 ，节 省 了工期 。 参考文献 ： 1 D L 5 1 6 6 2 0 0 2 溢洪道设计规 范 S 2 陈雷水工设计手册 M 第二版北京 ： 中国水利水电出版社 ， 2 0 1 2 3 胡群 浩寺坪水电枢纽溢洪道泄槽底板 的修复 J 湖北水力发 电， 2 0 0 9 ( 4 ) ： 2 1 2 4 4卞全 ， 严优丽 ，范建朋马来西亚巴贡水电站的溢洪道设计 J 西北水 电，2 0 0 6 ( 4 ) ： 4 6 5 2 5 杨再宏 ，顾亚敏 ， 兴 宁，等糯扎渡水 电站溢 洪道深化设计 J 水 力发电 ， 2 0 1 2， 3 8 ( 9 )： 3 5 - 3 8 6陈志勇水利工程河岸溢洪道的设计分析 J 河南 水利与南水 北调 ， 2 0 1 3 ( 7 ) ： 6 9 7 0 7 王党在 ，伍小玉，刘志 ，等土石坝岸边 溢洪道泄槽基础 排水结 构 ：中国Z L 2 0 1 5 2 0 0 0 4 1 0 4 P 2 0 1 5 0 8 0 6 ( 责任编辑焦雪梅) W a e ， V o L 4 2 N o 3_ 叠