大岗山混凝土双曲拱坝体形设计

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发布时间：2021-09-09

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大岗山混凝土双曲拱坝体形设计
张燕，唐宗敏，邹敬东
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都610072)
摘要：大岗山拱坝抗震设防等级较高，给大坝体形设计增加了难度。拱坝体形设计遵循“按静力设计，留有余
地，同时兼顾动力”的设计思想。介绍了拱坝建基面和体形断面的确定和选取过程。采用拱粱分载法，对坝
体位移、应力进行了静力分析。计算表明，几种组合工况下，坝体应力、位移分布较为对称，拱坝坝基面基本处
于受压状态，只在拱座局部产生拉应力，应力状态良好。
关键词：拱坝；体形设计；抗震；大岗山水电站
中图法分类号：TV642．4 文献标志码：A
1 工程概况
大岗山水电站位于四川省雅安市石棉县境内，为
大渡河干流规划的22个梯级中的第14个梯级电站。
坝址处于“n”形嵌入河曲峡谷中，两岸山体雄厚，谷坡
陡峻，河谷呈“V”形。坝址位于黄草山断块西缘，西距
大渡河断裂4 km、磨西断裂4．5 km，东距金坪断裂21
km。坝区地质构造较为简单，无区域断裂切割，构造
型式以沿脉岩发育的挤压破碎带、断层和节理裂隙为
特征。大坝抗震设防类别为甲类，抗震设计烈度为Ⅷ
度¨ 。拱坝设计地震采用100 a基准期超越概率
2％，相应基岩地震动水平峰值加速度为557．5
cm／s ；拱坝校核地震采用100 a超越概率1％，相应基
岩地震动水平峰值加速度为662．2 cm／s 。
2 体形设计
2．1 设计思想
坝址区地震烈度高，抗震设计是体形设计的关键
技术问题之一。大岗山拱坝体形设计遵循“按静力设
计，并留有余地，同时兼顾动力”的设计思想，以提高
拱坝抗震能力为目标，使拱坝体形既满足静力要求，又
动应力较小，以改善动力工况时的坝体工作条件。
2．2 拱坝建基面
在坝址、坝线已定的前提下，拱坝体形设计首先需
要确定拱坝建基面。建基面的选取应综合考虑拱端嵌
深、拱坝体形、拱坝应力及稳定状态、拱坝抗震动力分
析、工程地质条件、基础处理措施、工程量和施工条件
等方面的因素⋯ 。
根据目前高拱坝设计经验，拱坝中高高程的建基
面可置于弱风化下段岩体，高高程的建基面可置于弱
风化上段岩体。考虑到大岗山拱坝的动力要求，拱坝
建基面对弱风化上段岩体的利用较为慎重，因为如果
过份追求建基面位于微新和弱风化下段岩体上，将导
致拱端嵌深增大，坝体弧长增加，从而导致作用于坝体
上的水压力增加对坝体应力不利。
经过多方案比选后，确定的大岗山拱坝建基面选
取原则为：两岸1 040 m 高程以上拱坝建基岩体以微
新一弱风化下段Ⅱ ～III 1类岩体为主，其中1 080 m高
程以上可局部利用Ⅲ2类岩体；两岸940～1 040 m高
程建基岩体以微新Ⅱ类为主，局部利用弱风化下段Ill 1
岩体；河床925～940 m高程坝段建基岩体应为微新Ⅱ
类。最终开挖揭示的建基面主要以Ⅱ、111 1类岩体为
主，占建基岩体总面积约88％。仅在建基面的裂隙密
集带及辉绿岩脉等局部位置分布有Ⅲ2类岩体。
2．3 拱坝体形断面
大岗山拱坝采用抛物线双曲拱体形。从有利抗震
出发，坝体厚度不应太薄，力求坝体具有较大的整体