新疆狭窄河谷混凝土面板堆石坝设计

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

新疆狭窄河谷混凝土面板堆石坝设计
王恩辉
(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐830000)
摘要：新疆某狭窄河谷混凝土面板堆石坝，最大坝高106 m，坝长141．3 m，宽高比1．3，坝址区地处河流出山口峡
谷河段，河床宽度8—16 m。为改善不良地形地质缺陷，本工程借鉴和吸收了国内外已建面板坝的成功经验，采用
了高址墙、贴坡趾板、设置特殊碾压区等筑坝技术，并将上游围堰与混凝土面板堆石坝坝体相结合，取得了显著的
经济效益。
关键词：狭窄河谷；混凝土面板堆石坝；高趾墙；特殊碾压区
中图分类号：TV641．4 3 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1006—2610．2015．01．010
Design of Concrete Face Rockfill Dam in Narrow Valley
WA G En-hui
(Xinjiang Water Resources and Hydropower Investigation Design and Research Institute，Urumqi 830000，China)
Abstract：In a narrow valley in Xinjiang，one CFRD is 106 m hJ gh at maximum，141．3 m long and its ratio of width to height is 1．3，The
dam is seated at the valley outlet where the river valley is narrow and the riverbed is 8—16 m wide．To improve the unfavorable geological
and topographical conditions，the project borrows the successful experience in design of CFRD at home and abroad，the dam building technol—
ogy such as high water retaining wall，slope plinth and provision of special compaction zone，etc is applied．Furthermore，the upstream cofferdam
and the CFRD body are integrated．Accordingly，the outstanding econolTlic benefit is achieved．
Key words：narrow valley；CFRD；high retaining wall；special compaction zone
1 工程概况
1．1 工程简介
新疆某狭窄河谷混凝土面板堆石坝位于河流出
山口的峡谷河段，地域气候夏季较湿润、温和、降雨
丰沛，冬季寒冷，积雪较深，极端最高气温34．4℃ ，
极端最低气温一38．5℃ 。电站坝址以上流域面积
2 364 km ，多年平均径流量为14．41×10 m ，电站
正常蓄水位1 930 m，正常库容1．298×10 m ，为不
完全年调节水库，电站装机110 MW，多年平均发电
量3．615亿kWh。最大坝高106 m，坝长141．3 m，
宽高比1．3，属大(2)型工程，大坝为1级建筑物。
坝址区50年超越概率10％的A区峰值加速度为
收稿日期：2014—07-01
作者简介：王恩辉(1980一)，男，湖北省沧州市人，工程师，从事
水利水电工程的设计工作．
0．193g，B区峰值加速度为0．216g，确定坝址区地
震基本烈度为Ⅷ度。
1．2 地形、地质条件
本工程坝址区位于河流出山口的峡谷河段，河
谷呈基本对称“V”形，左岸山体雄厚，岸坡较陡，坡
度多在4O。～80。，局部为陡坎，基岩裸露，山顶高程
1 915．O0～1 936．O0 m；右岸山体高陡，坡度多在
50。一85。，局部近直立，基岩裸露，山顶高程
1 965．00～1 970．00 m。坝址现代河床宽8～16 nq，
正常水位1 930．00 m高程处，谷宽约116 m。
坝址区两岸基岩裸露，岩性为黑云母花岗岩。
岸坡无大的断层发育，节理裂隙较发育。左岸对坝
肩稳定有影响的节理裂隙相互切割使岩体呈块状，
在高程1 860．O0 m以上形成不稳定体BT1。右岸
对坝肩稳定有影响的节理裂隙，使右岸岩体呈次块
状～块状，尤其是倾向坡外的3组缓倾角节理裂隙
对右坝肩的稳定影响较大，并且这3组缓倾角节理

王恩辉．新疆狭窄河谷混凝土面板堆石坝设计
程1 860．0 m 以下沿趾墙上游面设置2．0厚铺盖
料，增强趾墙结构缝的止水效果。
(2)上游盖重区：位于上游铺盖区上游，顶高程
1 873．O0 m，顶宽10．0 ITI，在1 860．00 m高程设置
一平台，平台宽度27．72 1TI，再采用1：2．5的坡度
与截流堤上游边坡相连。该部位属于上游围堰的一
部分，为趾墙的上游支撑结构，采用坝体主堆石区料
源填筑，填筑要求同主堆石区。
(3)垫层：设于面板下游，水平宽度3 m，垫层
料要求D⋯ ≤80 mm，小于5 mm的颗粒含量为35％
～ 55％，小于0．075 mm的颗粒含量宜少于8％，渗
透系数控制在10～～10～cm／s。
(4)过渡层：设于垫层下游，水平宽度3 m，过
渡选料要求D⋯ ≤150 mm，小于5 mm 的含量为
30％～50％，小于0．1 mm含量<8％，渗透系数控制
在10～～10～cm／s。
(5)主堆石区：位于垫层下游，是面板的主要支
撑结构。顶高程l 932．00 m，底部位于坝基；采用C2
料场的砂砾料，小于5 mm的含量为30％～50％，含
泥量小于5％。渗透系数控制在10～～10～cm／s。
(6)下游次堆石区：即建筑物开挖即有用料，采
用建筑物爆破开挖所得的新鲜或弱分化石料。
2．4 岸坡设计
由于坝区河谷狭窄，边坡较陡，为了改善坝体与
陡岸坡的连接，采取了以下措施：
(1)设置贴坡趾板，为减少岸坡石方开挖量，岸
坡趾板设置了“L”形贴坡趾板，趾板水平宽度3．5
m，然后采用向上游开挖坡进行贴坡浇筑余下的趾
板宽度。趾板总宽度按地基允许渗透比降和施工灌
浆要求确定。
(2)设特别碾压区，以提高接触带的压实密度
和变形模量，减少堆石滑移，即使坝料沿岸坡滑移后
也不易出现空隙。特别碾压区填筑层厚40 em，宽
50 ～40 ITI。
(3)趾板水平及贴坡段均设置锚杆和基岩连
接。
(4)为保证止水的有效性，除设置周边缝止水
外，在贴坡趾板的顶部与岩石接触部位增设1道止
水，设置GBW 止水，并涂刷2 mm厚聚脲。
2．5 防渗结构
(1)混凝土面板垂直缝
本工程由于河谷狭窄，坝体填筑料因岸坡陡峭，
将产生垂河向位移变形，造成岸坡面板结构缝多为
张性缝，对河谷中心面板结构缝产生巨大挤压应力，
可能造成河谷面板结构缝发生积压破坏。故在岸坡
与河谷接触部位面板垂直缝中设置闭孔塑料板，协
调坝体挤压变形，另外面板垂直缝均设2道止水，即
底部铜片止水，顶部填充料止水，同时为防止冬季冰
力对顶止水膨胀螺栓的破坏，在水位变化区部位采
用沉头螺栓，水位变化区以下部分采用普通螺栓，螺
栓间距为25 elTl。