混凝土拱坝高陡坝肩开挖技术探讨

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发布时间：2021-09-18

资料介绍

混凝土拱坝高陡坝肩开挖技术探讨
黄星炎
(广东水电二局股份有限公司广东增城511340)
摘要拱坝一般建造在两岸陡峭的河谷段，重型开挖机械难于进出坝肩开挖区，故安全威胁大。结合工
程实例，本文介绍采用小台阶、深孔梯段微差爆破等技术进行高陡坝肩开挖的技术方案，有效解
决了施工出渣、清基、施工安全等技术问题。
关键词拱坝；坝肩开挖；爆破；施工
中图分类号：TV642．4+5 文献标识码：B
拱坝是山区峡谷、U字形河床水利水电工程
大坝的主要坝型之一。拱坝是一种推力结构，承
受轴向压力，有利于发挥砼及浆砌石等脆性材料
的抗压强度；具有结构体积小、配筋少、承受超
载能力强的优点，因而得到推广应用。但其稳
定性主要依靠两岸拱端的反力作用，对地基的
要求很高。另外，由于拱坝几何形状复杂，拱座
往往是在陡峭的岸坡上，机械设备不易到位，
爆破期间设备不易撤离，施工难度大。本文结
合工程实例，探讨拱坝高陡拱座的开挖施工。
2工程概况
青坨水电站工程位于湖北省恩施市境内
的马尾沟流域新塘乡，为马尾沟流域梯级开
发的第二级电站，是一座以发电为主的水利
枢纽工程。枢纽建筑物主要包括碾压混凝土
双曲拱坝、下游二道坝水垫塘消能设施、发电
引水系统和地面厂房四部分。大坝布置在U形
峡谷中，采用碾压砼双曲拱坝，体型为抛物线拱，
坝顶高程V737．7m，河床建基面高程V598．0m，
最大坝高139．7m，顶拱最大中心角82．94~，顶拱
弧长116m，拱冠梁顶厚6m，底厚23m。
坝址区河道弯曲，岸坡基岩裸露，两岸
山体陡峻，河谷呈“u”型。左岸自山顶高程
V14Om至V830m为一斜坡，中间无台地和
阶地过渡；V830m以下为陡崖直插河床，坡度
65。～75。。右岸自山顶v16O0rn至V100m为
一斜坡，中间也无台地和阶地过渡；VIOOm
以下至河床V598．Om为陡崖，坡度7O。～75o。
3坝肩开挖的难点
(1)施工道路布置困难。
按设计的坝区布置，从下游相对较缓的山
坡上开设一条上坝交通道路直通坝顶。由于
坝区附近原地形太陡，在离坝肩约lOOm处无
法明挖道路，只能打设6m宽、120m长的隧道
到达坝顶，与建成后的大坝连接，作为一卜坝交
通道路。
(2)机械设备难于到达开挖作业区。
由于坝区两岸陡峭，只能从设计的坝顶道
路、临时布置的河床面施T道路分别通往开挖
作业区。在坝顶至河床面100多米高度之间难
于开创施工通道，重型施工设备无法自行到达
其间的施工区域。
(3)坝肩开挖区清渣困难。
坝肩原地形陡峭，但水平方向最大挖深有
近18m(如图1示)。爆破后，石渣大部分留在
开挖区，需要清除石碴之后才能继续下挖。而
重型挖掘设备是难于到达或退出爆破作业区
的，需要考虑特殊的开挖方法。
构，壁厚40em，采用C20、F200钢筋砼现浇。检
查井位于桩号0—020处，检查井深4．5m。检查
井为半径1．4era的钢筋砼圆形结构，壁厚
40em，采用C20、F2O 钢筋砼现浇。
输水管网总长3．70km，输水流量89．60fSo
管材采用管径315mm的UPVC管。
水厂位于输水管道桩号3+700处，水厂
一座(1500m 的清水池1座、水厂管理房等)。
配水管网总长386．458km。配水管道由干
管、分干管、支管及分支管组成，其中干管长
71．598km，设计流量154．83L／s～15．90L／s。分干
管、支管及分支管长314．86kin，设计引水流量
12．53L／s～0．01L／s。
(3)工艺流程
渗水管供水方案工艺流程为：
渗水管一集水井一输水管一二氧化氯发生
器一+清水池一配水管一用户
3．3大口井供水方案
大口井供水方案主要由大口井、集水井、
输水管道、水厂、配水管网组成。
大口井供水方案的水文、地质条件、集水
井、检查井、沉砂池、水厂及输配水管网与渗水
管供水方式相同，只是取水方式不同。
大口井一共26座，大口井管径采用直径
3m的玻璃钢夹砂管，井深3m。大口井在河床
左、右岸，平行于河床布置，井之间采用
dp315rnm的UPVC管连接。井末端设集水井、
检查井各一座。
大口井深3m，滤水管为内径3m玻璃钢夹
砂管。玻璃钢夹砂管管壁设直径20ram，间距
20era的进水孔。滤水管周围及底部设四级反
滤层，反滤层从内向外依次为：第一层为40em
厚砾石，粒径40mm～80ram；第二层为40em厚
砾石，粒径20ram～40ram；第三层为40era厚砾
石，粒径20ram～40ram；第四层采用原河床砂
砾石回填，粒径为1mm～5mm。大口井与集水
井之间采用dP315mm的UPVC管连接。
3．4工程供水方案比选结论
从表1可以看出，引水闸供水方案水量喀
拉依灭勒河在河流95％来水保证率情况下，
多年平均年径流量为7156×104m ，2月份枯
水期的年径流量为223．8×104m ，均远大于项
目区用水量22．61×10％。从水量的保证程度
可行且地表水水源保证率高，因此推荐引水闸
供水方案。
另外，从运行管理、主要建设内容、投资等
方面综合比较，引水闸供水方案供水方案建设
内容简单，投资较少，因此，本T程设计最后决
定选用引水闸供水方案。
中规定，最后确定工程类型为Ⅱ型，主要建设
内容有取水构筑物(引水闸一座，沉淀池一座)、
水厂一座(包括净化设备1套、15Om’的清水
池1座、水厂管理房等)，管线建筑物中检查井
347座、放空井8座、补排气井l3座、2Om 减
压池3座、减压阀井39座。输水管道总长
3．7km，配水管道总长386．458km。
4结语
本次安全饮水 I 程的实施，将喀拉也木勒
乡等六个乡集中连成一个供水系统，大大提高
了用水方便程度，水量和水质也得到了保障，
人力资源会重新整合，供水成本将大幅下降，
整个系统必将能更高效的运行，对项目区内人
民安居乐业、民族团结、维护社会稳定均具有
重要的意义。陕西水利