乌宗布拉克水库分离式混凝土面板堆石坝的设计.pdf

2 8 内 蒙 古 水 利 2 0 1 4年第 3期( 总第 1 5 1期) 【 设 计 与施 工 】 乌宗布拉克水库分离式混凝土面板堆石坝的设计 李 旭 光 ( 塔城地 区水利水 电勘察设计 院， 新疆 塔城 8 3 4 7 0 0 ) 摘要 文章介绍了新疆乌宗布拉克水库除险加固工程概况， 并对水库坝体轮廓、 面板、 趾板、 分缝止水、 填筑材料等 方 面的设计逐一进行 阐述。 关键词 大坝 ； 混凝土面板 ； 堆石坝 中图分类号 ： T V 2 2 2 文章标识码 ： B 文章编 号 ： 1 0 0 90 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 0 2 8一 O 1 1 工程概 况 乌宗布拉克水库位于新疆塔城地 区额敏县境 内， 工程枢纽 坐落在额敏县县城以东约 3 8 k m的乌宗布拉克 山溪 性河流上 ， 地理位置为： 东经 8 3 。 5 5 5 5 ” ， 北纬4 6 。 1 7 3 8 。是一座以灌溉为 主兼顾防洪， 结合水产养殖的山区水库。 水库规模： 总库容 2 1 21 0 m ， 下游控制灌溉面积 6 9 4 6 h m ， 根据 水利水电工程等级划分及洪水标准 S L 2 5 22 0 0 0 规定， 工程等别为I V等， 工程规模为小( 1 ) 型， 主要建筑物为 4 级， 次要建筑物为 5级， 临时性水工建筑物为 5级。设计洪水 标准为 3 0年一遇 ， 校核洪水标准为 3 0 0年一遇。 水库除险加固设计对建筑物布置稍作调整， 除险加固工程 包括大坝、 放水隧洞、 非常溢洪道 、 水闸工程部分。坝轴线取为 直线， 依照病险水库除险加固的原则， 坝顶高程不增加。 前首先将原坝体上游水泥砂浆拆除。由于大坝下游坝坡结构 稳定， 且干砌石护坡施工质量较好， 因此， 对下游坝坡不进行处 理 ， 下游坝坡为 1 ：1 5 。 4面板 设计 根据 混凝土面板堆石坝设计规范 S L 2 2 8 9 8规定 ， 中低 坝可采用 0 3 0 4 m等厚面板 ， 本工程大坝最大坝高小于 3 0 m， 属于低坝， 因此， 将面板厚度设计为 0 3 m等厚。设计形式 为分离式素混凝土面板， 混凝土面板的分缝尺寸设计为6 m 6 m。面板与面板的水平缝采用 1 2的单排钢筋连接 ， 间距为 0 3 m。混凝土面板 的分缝有水平缝 、 纵缝 、 周边缝 。混凝 土面板 纵缝是从坝顶沿坝坡 一直 延伸至 周边缝 ， 方 向与 坝轴线垂 直 ， 每 6 m设一 道纵缝 ， 周边缝 是趾 板与 面板间 的接缝 ， 面 板与 防 浪墙须设置水平缝 ， 接缝按周边缝 处理 。 2 混凝土面板坝轴线确定 5 趾板设计 加固前坝型为堆石坝， 最大坝高 2 9 2 m， 坝顶宽 5 6 1 3 2 m， 上游坝坡 1 ：1 ， 采用 1 0 c m厚人工抹的水泥砂浆防渗， 其下为 2 m厚干砌石 ； 下游坝坡为1 ：1 5 ， 采用干砌石护坡。 由于原坝体上游坝坡结构不稳定 ， 而下游坝坡在正常及非常运 用条件下结构稳定， 因此， 本次除险加固设计仅对上游坝坡进 行处理。为了节省投资 ， 对原有大坝上游坝坡按 照只填不 削的 原则放缓坝坡 以达到结 构稳定要 求 ， 坝轴线 取为 直线 ， 大致 为 西北 一东南方 向。 3 坝体轮廓设计 大坝全长 1 7 8 m， 顶宽 6 9 2 3 2 m， 最大坝高 2 9 2 m。在 坝顶上游侧设置混凝土防浪墙， 防浪墙高出坝顶 1 0 5 m， 结构 型式为“ L ” 型 ， 上游坝 坡为 1 ：1 5 ， 采 用 3 0 e m 厚 C 3 0 F 3 0 0 W8 现浇混凝土面板作为防渗体。面板下依次铺设水平方向宽3 m 的砂砾料垫层及 3 m宽的碎石过渡层 ， 趾板厚 0 4 0 r n ， 共分 7 段， 其中， 河床段趾板宽度为7 r l l ， 两岸坡趾板宽度为 5 m， 施工 本工程根据地形将趾板设计成 7段 ， 总长度 为 2 1 8 m， 趾 板 的宽度按容许水力梯 度确定 ， 根 据地 基情况将 左 、 右坝 肩及 坝 基的趾板设计为不同宽度， 左 、 右坝肩为强风化基岩， 容许水力 梯度为 51 0 ， 则趾板 宽度设 计为 5 m； 坝基 为砂砾 石覆 盖层 ， 按全风化岩石 的容许水力梯度 3 5考虑 ， 则趾板 宽度设计 为 7 m。趾板厚度设计 满足 自身稳定 ， 参 照规范要 求确 定为 0 4 m 厚 ， 采用 C 3 0 F 3 0 0 W8钢筋混凝土现浇， 趾板设单层双向钢筋， 单向配筋率为0 4 。 左 、 右坝肩趾板与基岩 采用 p 2 5的砂浆锚 杆 连接 ， 设三 排 锚杆， 排距与间距均为 1 5 m， 锚杆长 1 5 m， 用 9 0 。 弯钩与趾板 的钢筋 连接 。 6 分缝止水设计 混凝土面板 的分缝有水平 缝 、 纵缝 、 周边缝 。水 平缝 、 纵 缝 采用两道止水， 第一道止水设置在缝的顶部 ， 采用环保型聚胺 脂防水油膏( 无毒) 填充 ， 第二道止水材料为膨胀止水条止。周 地质条件对风电场风机基础设计 的影响分析赵洪光等 2 9 【 设计 与 施 工 】 地质条件对风电场风机基础设计的影响分析 赵洪光， 赵晓萍， 张棚 ( 内蒙古 自治 区水 利规划设计研 究院， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 ) 摘要 文章对比分析 了地质条件对风机基础设计的影响， 进 而提 出在该地 区采用桩基础的可行 性 。 关键词 西辽河平原； 风电场； 基础 ； 地质条件 中图分类号 ： T V 2 2 2 文章标识码 ： B 文章编 号 ： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 30 0 2 9 0 2 1 基本情况 风电作为绿色能源 ， 在西方发达 国家早 已得 到了 大力发展和利用 ， 而在我国发展相对缓慢。随着我 国 社会主义现代化建设的不断深入 ， 经济的高速发展 ， 环 境 的不断恶化 ， 人们越来越认识到环境保护的重要性。 保护大 自然 ， 达到人与 自然的和谐 ， 是构建和谐社会 的 重要组成部分。为此 ， 作为风能资源丰富的国家 ， 近年 来 ， 我国加大了对风力发电的政策扶持 ， 使风能这一绿 色能源得到了快速发展 ， 减少了环境污染 ， 优化 了当前 的电力结构 ， 促进了经济发展 ， 达到人与 自然的和谐 ， 使大 自然更好的服务于人类。 2 风机基础 设计的现状 风机塔筒基础设计是风电场土建设计中的重要内 容 ， 由于风电机组基础具有承受 3 6 0 。 方 向重复荷载和 大偏心受力 的特殊性 ， 对地 基基 础的稳定性要求 高。 但一般风力发电场多建设于地势较高的丘陵之上或地 形开阔的高原地带及沿海浅滩 ， 造就了风电场场地地 形的多元化 、 地基条件 的复杂性和工程地质特征的不 确定性。而 目前国内许可生产的风电机组制造商或国 外风电机组制造商提供的风电机组典型设计方案 ， 局 限于风电场特定的风况特征和地质条件 ， 不能适应所 有风电场工程 ， 不具备借鉴性和推广性 。 3 工程实例 3 1工程概 况 结合通辽市珠 日河风电场 的地基基础设计 ， 根据 该风电场 1 6期工程数据 ， 类 比西辽河平原地区及周 边地区其他风电场数据 ， 分析研究影响风机地基基础 边缝采用 3道止水， 第 1道止水设置在周边缝 的顶部， 采用环 保型聚胺脂防水油膏( 无毒) 填充 ， 第二道止水材料为膨胀止水 条止 ， 第 三道止水材料为 1 道 F 型铜片止水 ， 设 置在周边缝 的 底部 。铜片止水要求 如 下 ： 采 用退 火纯 铜卷材 ， 其 延 伸率应 大 于 2 0 ， 厚度 1 0 mm， 立腿高度 8 0 m m， 鼻高 8 0 m m， 鼻宽 1 2 m m， 平段宽度 1 7 0 mm。面板 与防 浪墙 须设 置水 平缝 ， 接缝 按 水平缝处理。面板与趾板的分缝 ， 按周边缝处理， 止水铜片采 用 F 型。 7 填筑材料设计 本工程坝型为混凝土面板堆石坝 ， 坝体的填筑主要分为垫 层区、 过渡区及堆石区。垫层区直接位于面板下游侧， 是防渗 面板的基础， 要求有足够的抗剪强度及透水性， 要求最大粒径 为 8 01 0 0 mm， 粒径小于 5 mm的含量为 3 0 5 0 ， 小于 0 0 7 5 m m的颗粒含量宜小于 8 ， 设计相对密度不小于 0 8 0 。 本工程选定的砂砾料场位于水库坝址上游 1 5 k m的乌宗布拉 克河河床中， 母岩成份以凝灰岩为主 ， 粒径小于 5 m m的颗粒含 量为 2 4 9 3 ， 天然级配不满 足设计要 求 ， 施工时需对砂砾料进 行筛分 ， 使其符合设计要求。 过渡区是为了防止垫层中的细料在渗透水流作用下流失， 防止渗透破 坏 ， 因此 ， 在过 渡料 与垫层 料之 间必 须满足 反滤 准 则， 要求最大粒径小于 3 0 0 m m， 小于 0 0 7 5 m m的颗粒含量不 超过 5 ， 设计孔隙率不大于 2 0 。本工程过渡料可选用石料 场开采 的细堆石 料。 堆石区的主要作用是支撑面板， 要求具有足够的密实度和 变形模量。本设计堆石 区采用爆破料， 石料场位于坝址上游 5 0 0 m处， 岩性为凝灰岩， 质量满足设计要求。石料最大粒径应 不超过压实层厚度， 小于 5 m m的颗粒含量不宜超过 2 0 ， 小 于0 0 7 5 mm的颗粒含量不超过5 ， 设计孔隙率不大于 2 2 。 ( 编校 ： 王字霞 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 4 2 5 作者简介： 李旭光( 1 9 7 8一) ， 工程师， 主要从事水利水电工 程勘察 设计工作。