3.1拱坝体形
    沙牌拱坝体形设计采用三心圆单曲拱坝,在河床底部设置有垫座。拱坝体形参数特征见表1。
表1
拱坝体形几何参数特征表
|
项 目 |
单位 |
特征值 |
项 目 |
单位 |
特征值 |
|
坝顶高程 |
(m) |
1867.5 |
厚高比 |
/ |
0.238 |
|
最大坝高 |
(m) |
130.0 |
弧高比 |
/ |
2.130 |
|
垫座高度 |
(m) |
12.5 |
上游坝面倒悬 |
/ |
0.11 |
|
坝顶厚度 |
(m) |
9.5 |
坝体体积 |
(万m3) |
35.80 |
|
坝底厚度 |
(m) |
28.0 |
垫座体积
|
(万m3) |
2.50 |
|
顶拱中心线弧长 |
(m) |
250.25 |
坝基开挖 |
(万m3) |
58.20 |
|
最大中心角 |
(°) |
92.48 |
|
|
|
3.2拱坝混凝土设计强度及筑坝材料
    沙牌拱坝混凝土设计强度采用90天龄期的20MPa碾压混凝土。根据拱梁分载法坝体应力分析表明,在基本组合及特殊组合工况下,坝体应力、位移分布规律合理,应力状态良好,坝体应力满足控制标准。
    碾压混凝土在施工期的水化热温升对高碾压混凝土拱坝应力有不利影响,主要通过合理的分缝及在高温季节埋设冷却水管措施解决。
    在筑坝材料上,因地制宜,水泥采用阿坝州白花水泥厂生产的白花425#中热水泥;粉煤灰采用华能成都电厂电吸层粉煤灰和关口电厂风选粉煤灰,粉煤灰品质达到国家Ⅱ级灰标准;骨料采用长河坝沟口的花岗岩人工骨料。通过多方案的试验研究比较,按高铁低铝的原则调整水泥配方,研制开发出低脆性延迟微膨胀专用水泥;采用具有硅质界面胶结作用的花岗岩作为人工骨料,优化配制了具有低弹模、高极限拉伸及大徐变度等高抗裂性能的碾压混凝土。
3.3坝体结构设计
    混凝土分区:沙牌碾压混凝土拱坝基本上是按全碾压混凝土模式设计。坝体主要采用三级配碾压混凝土,因坝体防渗的需要,在坝体上游部位采用二级配碾压混凝土,以减少施工中的骨料分离现象,达到防渗的目的。垫座采用掺MgO微膨胀碾压混凝土,其微膨胀量控制在70×10-6,可以达到取消垫座分缝、加快施工进度的目的。坝内廊道及竖井均采用预制混凝土成型,可避免立模对施工的干扰。在上下游坝面、坝与基岩接触部位、坝内孔洞配筋部位,均采用改性混凝土。
    坝体分缝:为减小温度对坝体的不利影响,防止温度裂缝的发生,保证拱坝的安全,并保证碾压混凝土快速施工,结合施工进度计划安排,沙牌碾压混凝土拱坝结构分缝方案设计采用诱导缝和横缝的组合方案:②和③缝为诱导缝,而①和④缝为横缝。设计采用了适应全断面通仓碾压、连续上升的预制混凝土重力式模板成缝新技术,在国内首次研究及成功应用了结构缝的重复灌浆全套技术,可对碾压混凝土拱坝结构缝进行多次灌浆。成功地实现了碾压混凝土高拱坝筑坝技术的突破。
    坝体防渗:碾压混凝土拱坝防渗设计采用二级配碾压混凝土自身防渗为主,并在上游坝面覆以LJP型高分子防渗涂料辅助防渗。同时,从坝体防渗方面考虑,要求碾压混凝土的胶凝材料用量不低于150kg/m3,做到连续碾压,保证在初凝前覆盖完下层混凝土,同时还采取了铺洒水泥粉煤灰浆等保证层间结合质量的措施。
    坝体排水:坝体排水系统以竖向排水孔、排水沟、集水井及泵房组成。
    坝内廊道及交通:按简化坝体、集中布置的原则,分别在高程1750m、1810m、1850m布置三层多用途水平廊道,坝内不再设置沿坝基的斜基础灌浆廊道,在坝内设置电梯井与各层廊道相互联通。坝内孔洞相对较少,坝体结构极大简化。
3.4拱坝温度控制措施
    拱坝最高温度控制为:高程1810m以下,最高温度Tm≤25℃;高程1810m以上,最高温度Tm≤28℃。浇筑温度以自然入仓温度为主,尽量利用低温季节多浇混凝土,在高温季节对骨料采取喷雾、冷风、凉棚等简易措施,降低浇筑温度。在寒冷季节还采取了热水拌和保温表面等措施。
    通过开展现场试验研究,沙牌拱坝首次成功地应用了在碾压混凝土中预埋高密度聚乙烯冷却水管降温技术,该技术较好地解决了施工期水化热温升对拱坝的不利影响,同时也较好地解决了碾压混凝土拱坝的接缝灌浆问题和拱坝与基础的接触灌浆问题。其经验还推广应用到石门子、龙首等碾压混凝土拱坝上,为碾压混凝土高拱坝筑坝技术积累了重要经验。
3.5拱坝基处处理
    在基础处理上,针对坝址的地质缺陷及薄弱环节,考虑尽可能减少对碾压混凝土的施工干扰,设计适宜于大坝碾压混凝土快速施工的特点基础处理措施。
    防渗帷幕主要在两岸的灌浆平洞进行施工,少部分在坝体水平廊道进行,尽可能减少对碾压混凝土的施工干扰。固结灌浆采用无盖重灌浆加浅层引管灌浆的方式,有利于大坝碾压混凝土的快速施工。对建基面出露的片岩密集带采用改性混凝土置换处理。坝肩稳定加固采用预应力锚索加固坝肩稳定,基本不干扰拱坝碾压混凝土的施工。
|