水利枢纽碾压混凝土重力坝施工设计[详细]

第一章金河金水水利枢纽

1.1 流域概况及枢纽任务

万江是我国大河流之一,其干流全长1200公里,流域面积25400平方公里,上游95%为山地,河床狭窄,水流湍急；中游大部分为丘陵地带,河床较宽；下游岸为冲积平原,人口最密,农产丰富,为重要农业区域,且有一个中等工XX市,但下游河床淤高,主要靠堤防挡水,每当汛期,常受洪水威胁。万江流域内物产以农产为主,有稻谷、小麦、玉米、甘薯等,矿产较少,燃料很缺乏。

金河是万江的重要支流,流经万江的上、中游地带,全长250公里,平均坡降为0.0009,流域面积为9200平方公里,河道两岸为山地丘陵,河道狭窄,水流较急,能量蕴藏甚大,但洪水涨落迅速,对万江中下游防洪相当不利。

金河开发计划是配合万江而制定的,为减轻金河洪水对万江中下游农田的威胁,且开发金河能够供应万江中下游工农业日益增长的动力需要,拟在金河与万江汇流处的金水兴建水利枢纽。本枢纽的主要任务是防洪、发电等综合利用效益。

1.2 坝址地形

在本坝址地区,河床狭窄,仅一百多米宽,但随着高程之增高两岸便趋于平坦。两岸高度在200米以上,海拔高程在400米以上,在坝址处右岸较左岸为陡,右岸平均坡度为0.5左右,左岸为0.4左右。坝址位于河湾的下游,在坝址上游十余公里有一开阔地带,为形成水库的良好条件。

1.3 坝址地质

该区地质构造比较简单,主要岩层为黑色硅质页岩和燧石,上有3-9米左右的覆盖层,系河沙卵石,近风化泥土层及崩石。其岩层性质为:

黑色硅质页岩:属沉积岩,为硅质胶结物之页岩,根据勘测结果,该岩层性质坚硬致密,仅岩石上层10-18米深度存在有裂缝和节理,不很严重,但须加以处理,经过压水试验,岩石之单位吸水量为0.1公升/分钟。

燧石:其岩层不宽,分布于左岸,岩性较黑色硅质页岩为弱。岩层走向:左岸为南300西,右岸为南50东,倾角为500-700,倾向正向上游:在坝址处,据目前资料尚未发现断层。

硅质页岩的力学性质:

(1)天然含水量时的平均容重: 2600公斤/立方米

(2)基岩抗压强度: 1000-1200公斤/平方厘米

(3)牢固系数 12～15

(4)岩石与混凝土之间的的抗剪断摩擦系数为f’=0.85,抗剪断凝聚力系数c’=7.0kg/cm2；抗剪摩擦系数ｆ＝0.65。

1.4 水文气象

本枢纽位于我国中部,气候温和,雨量丰富,雨量多集中于6-9月,此四个月为丰水期,多暴雨。流域及河流坡度较陡,故洪水来势凶猛。枯水期在10-5月,1-4月为最枯季节:本河流自1954年开始建立水文站,本枢纽距该站不远。

1、多年月平均流量表

2、各种时期不同频率的洪峰值

3、降雨量资料,见下表: 单位:毫米

一日最大降雨量曾达90.5毫米。

4、气温记录及冰冻情况,见下表: 单位:cm

年平均气温为16.5℃。河道常年不结冰,在委寒冷的情况下,地面有冰冻现象,但历时短。

5、河道泥沙情况

根据坝址附近水文站的统计,本河流年平均输砂量为 1.8×106米3,在河流上游山区有部分森林,其他地方亦在进行造林工作和其他的水土保持工作。水土保持生效年限可采用30年,泥沙饱和容重取1.4吨/立方米,泥沙内摩擦角为00。

6、水库吹程、风速

吹程为3.0公里；多年平均最在风速为15米/秒。50年一遇的风速为17米/秒。

7、典型洪峰过程线,水库水位——库容曲线,水库水位——面积曲线(见另图)。

8、坝址流量——水位关系如下表:

1.5 当地材料分布情况

在坝址上下游两岸有大量的河砂和较多的卵石,椐初步调查河砂的储蓄量为820000立方米,渗透系数K=4×10-2厘米/秒,卵石储量有580000立方米,大部分在上海。在坝址下游三公里左右,有部分土壤；储量不多,约52000立方米,K=1×10-3厘米/秒。在本河流上游地区,有部分山区森林,可作筑坝所需木材之用。

1.6 交通运输

(1)陆路:目前已有三级公路通过本地区,离坝址150公里处有铁路,且与公路衔接。

(2)外地材料之运输,主要靠铁路、公路,部分可用木船,运输较方便。

(3)施工动力与施工机械的供应:施工动力大部分可由坝址下游XX县城供给,不足之数由离坝址70公XX县城供给。施工机械之供应是方便的。

(4)劳动力:坝址所在地区,有足够的农业劳动力；在满足了农业生产的要求下,可以抽调一部分农业劳动力参加枢纽之修建工作。

1.7 其他设计资料

上游校核洪水位 184m 死水位 166.28m

上游设计洪水位 181m 电站总装机容量108000千瓦

上游正常蓄水位 179m 电站最大引用流量 360m3/s

设计流量 2200m

校核流量 3300m

下游校核尾水位154m

下游设计尾水位152m

下游正常尾水位151m

第二章枢纽总体布置

2.1 工程等别确定

因为校核洪水位为184m,查水位—库容曲线,总库容=20亿m3>10亿m3

故:工程等别为Ⅰ等。

又由电站装机容量10800千瓦,大于50MW且小于300MW；

故:工程等别为Ⅲ等。

由两者综合得,取等别大的,该工程等别为Ⅰ等,因此建筑物级别为Ⅰ级,抗滑稳定系数K=1.10 。

2.2 水利枢纽的分类及布置原则

水利枢纽按承担任务的不同可分为防洪枢纽、灌溉枢纽、发电枢纽、航运枢纽等。而大多情况下都是多目标的集合利用枢纽。按坝型可分为重力坝枢纽、拱坝枢纽、土石坝枢纽及水闸枢纽等。

水利枢纽布置必须充分考虑地形,地质条件,使各种水工建筑物都能布置在安全可靠的地基上,并能满足建筑物的尺度和布置要求以及施工的必需条件,枢纽布置使各个不同功能的建筑物在其位置上各得其所,在运行中相互协调,充分有效地发挥所承担的任务。在满足基本要求的前提下,力求建筑物布置紧凑,一物多用,减少工程量,降低造价。同时要充分考虑美学要求。一个大型水利枢纽工程的总体布置是一项复杂的工程,需要按系统工程分析方法进行论证确定。

2.3 坝址选择

坝址选择与枢纽布置密切相关,不同坝型轴线易采取不同的坝型和枢纽布置,同一坝址也可以有不同的坝型和枢纽布置方案,通过经济比较择优选出坝轴线位置及相应的合理坝型和枢纽布置。

坝址选择与地质条件密切相关,理想坝址地质条件是强度高,透水性好,不易风化,没有构造缺陷的岩基,但一般来说,坝址在地质上总是存在缺陷,因此,在选用坝址时应用实际出发。不仅要慎重考虑坝基地质条件,还要求库区及坝址两岸的边坡有足够的稳定性。坝址地形条件与坝型选择和枢纽布置有着密切关系。

除此之外,地形条件在很大程度上会影响坝址。一般来说,坝址宜选在河谷狭窄地段,坝轴线较短,可以减少坝体工程量,还要考虑便于施工导流等等,因此需要全面分析。结

1．从地质条件看:上坝线处河床高于下坝线,根据地质剖面图,上坝线处地基岩比较稳定,坝基岩为黑色硅质页岩和燧石,上面有3-9米覆盖层。

2．从施工条件看:上坝线河床比较宽,显然相同条件下,上坝线更有利于施工导流,截流期比较短,更容易截流。

3．从水流条件看,由上、下坝线坝址水位流量关系看出,在同样情况下,上坝线更有利于抬高水位,对发电为主的枢纽是有利的。

4．从经济方面考虑,下坝线虽然相对平坦一些,且对外交通比上坝线短,但其紧邻生活区,需要迁移居民,耗资较大,不利于经济合理原则,因此,选上坝线比较好。

综合以上所有因素来看,在满足枢纽布置和施工导流的前提下,上坝线工程量较小,坝轴线构造更简单,因此,选上坝线作为坝址。

2.4 坝型的选择

1．重力坝

(1)重力坝主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。重力坝之所以得到广泛应用,是因为其具有以下几个方面的优点:

①安全可靠。重力坝剖面尺寸大,坝内应力较低,筑坝材料强度高,耐久性好,因而抵抗洪水漫顶、渗漏、地震和战争破坏的能力都比较强。

②对地形、地质条件适应性强。任何形状的河谷都可以修建重力坝。

③枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的,也可以在坝内不同高程设置泄水孔,一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞,枢纽布置紧凑。

④便于施工导流。在施工期可以利用坝体导流,一般不需要另设导流隧洞。

⑤施工方便。大体积混凝土可以采用机械化施工,在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简单,并且加强、修复、维护或扩建也比较方便。

(2)重力坝的缺点主要是坝体剖面尺寸大,材料用量多,把体应力较低,材料的强度不能充分发挥,而且需要严格的温度控制措施,坝基与地基的接触面积大,相应的坝体扬压力大,对稳定不利。

2．土石坝

土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型,它之所以得到广泛应用和发展有以下优点:

②能适应各种不同的地形、地质和气候条件。

③大容量、多功能、高效率施工机械的发展,提高了土石坝的施工质量,加快了进度,降低了造价,促进了高土石坝建设的发展。

但土石坝坝顶不能溢流,施工导流不如混凝土坝方便,坝体的断面大,土料填筑的质量易受气候的影响。

3．拱坝

拱坝须是固接与基岩的空间壳体结构,在平面上呈凸向上游的拱形,其拱冠剖面竖直的或向上游凸出的曲线形,坝体结构既有拱作用又有梁作用。由于拱坝剖面较薄,坝体几何形状复杂,因此,对于施工质量、建筑材料强和防渗要求等都较重力坝严格。除此之外,拱坝对地形的要求是左右两岸对称,岸坡平顺无突变,在平面上向下游收缩的峡谷段。本设计的两岸地形不适合建拱坝。

综合以上三种坝形的优缺点,考虑到本枢纽主要承担了防洪作用,而且在校核洪水位时的流量和泄流量都较大,需要开敞式的坝体泄流形式,由于土石坝自身不能在坝顶溢流的缺点,不能够满足防洪的需要,故选用重力坝作为设计坝型。

而重力坝的形式比较多,主要可分为实体重力坝、碾压混凝土重力坝、宽缝重力坝等。下面介绍这几种坝型:

1．实体重力坝的主要优点就是,结构相对比较简单,施工比较方便,并且有丰富的经验技术,施工过程中质量容易控制。其不足之处就是坝体体积较大,扬压力也比较大,施工时不利于混凝土的散热。

2．宽缝重力坝具有以下一些优点:充分利用了混凝土的抗压强度；扬压力显著降低XX省混凝土方量。但也有一些缺点,如:增加了模板用量,立模也较复杂；分期导流不便；在严寒地区,对宽缝需要采取保温措施,而且宽缝重力坝的散热比较好,并且一般情况下,不易出现被坝体内部混凝土由于膨胀而破坏坝体的稳定。

3．碾压混凝土重力坝与常态混凝土重力坝相比,具有以下一些优点:工艺程序简单,可快速施工,缩短工期,提前发挥工程效益；胶凝材料用量少,又特别是水泥用量减少；由于水泥用量减少,结合薄层大仓面浇筑,坝体内部混凝土的水化热温升可大大降低,从而简化了温控措施；不设纵缝XX省了模板和灌浆等费用；可使用大型施工机械设备,提高混凝土运输和填筑的工效。但也有一定缺点,如:坝体混凝土分区；各区域内混凝土的级。

再结合设计内容,结合工程中有丰富的砂石料场,地质条件不是很复杂,故确定选择

碾压混凝土重力坝方案。

2.5 枢纽的总体布置

拦河坝在水利枢纽中占主要地位。在确定枢纽工程位置时,一般先确定建坝河段,再进一步确定坝轴线,同时还要考虑采用的坝型和枢纽中建筑物的总体布置,合理解决综合利用要求。一般地,泄洪建筑物和电站厂房应尽量布置在主河床位置,供水建筑物位于岸坡。该枢纽中重力坝由17个坝段组成,其中非溢流坝段每个坝段的长度大约为16m,从右岸至左岸依次为:1号～号6坝段为右岸挡水坝段,7号～10号坝段为溢流坝段,11号～17号坝段为左岸挡水坝段。该坝的坝基最低高程为136.0m,坝顶高程为185.7m,最大坝高为49.7m,坝体总长为269m。枢纽工程布置见附录上下游立视图。

2.5.1溢流坝的布置

溢流坝的位置应使下泄洪水、排冰时能与下游平顺连接,不致冲淘坝基和其他建筑物的基础,其流态和冲淤不致影响其他建筑物的使用。考虑将其设置在主河床段,约51米,分为4个坝段,8号和9号坝段长12m,7号和10号坝段长13.5m,溢流堰顶高程为171.6m,堰顶安装工作闸门和检修闸门。工作闸门为弧形闸门,闸门宽×高=9m×8m,采用卷扬式启闭机启闭。公路桥高程与非溢流坝顶一致。堰顶设有3个中墩,其厚度为3m,2个边墩,厚为3m,横缝设在闸墩上,溢流堰面采用WES曲线,过堰水流采用连续式鼻坎挑流消能,坎顶高程为155m,反弧半径为16m,挑射角为25°。边墩向下游延伸成导水墙,其高度为5.5m,断面为梯形,顶宽为0.5m,需分缝,缝距为20m。

2.5.2 非溢流坝的布置

非溢流坝一般布置在河岸部分并与岸坡相连,非溢流坝与溢流坝或其他建筑物相连处,常用导墙隔开。连接处尽量使迎水面在同一平面上,以免部分建筑物受侧向水压力作用改变坝体的应力。在宽阔河道上以及岸坡覆盖层、风化层极深时,非溢流坝段也可采用土石坝。本设计的非溢流坝段左段约为118米,右段约为100米。坝段长均为16m。坝顶宽度为7m,坝顶两侧各设一人行道,人行道宽1m。坝顶上下游侧均设置1.2m栏杆和灯柱。坝的其他尺寸为:上游坡度为1:0,下游坡度为1:0.8,折坡点高程为172.25m。

2.5.3 发电厂房的布置

从坝址地形图上分析,左岸较右岸缓,且在坝址附近没有设置厂房的最佳位置,故考虑采取坝后式厂房,将厂房布置在左岸。具体设计过程见电站厂房设计部分。总体布置见枢纽总体布置图。

第三章非溢流坝段设计

3.1 坝顶高程的确定

坝顶应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程,其与正常蓄水位或校核洪水位的高差,可根据《混凝土重力坝设计规范》,由下式(3-1)计算,应选择两者中高程的高者作为选定高程

c z h h h h ++=?%1 (3-1)

式中: h ?——防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；

%1h ——波高(m)；

z h ——波浪中心线至正常或校核洪水位的高差(m)；

c h ——安全超高,按《混凝土重力坝设计规范》规定,按下表

3－1采用。

表3－1 安全超高h c

3.1.1 正常蓄水位时坝顶高程的确定 坝的安全级别为I 级,查表3－1得, 7.0=c h m

由于D=3 Km < 20 Km, s m V /170=< 20s m /(取50年一遇的风速) 宜按官厅水库公式计算

3

/120

12

/1020

)(

0076.0v gD v v gh

-= (3-2) 75

.3/120

15.2/102

0)(331.0v gD v v gL M -= (3-3) m

m

z L H

cth

L h h ππ22

%1=

(3-4) 7.1011038.93

=??=gD 在20～250之间,故h 为累积频率为5%的波高,h ；

3/12

312/12%5)171038.9(170076.0178.9????=?∴-h

%5h = 0.826 m

查《混凝土重力坝设计规范》表2G 得:

95.1%5=m h h m H m 424.095.1826

.0== 42.2%

1=m

h h m h 03.142.2424.0%1=?= m L m 96.881.917)1710381.9(171331.0275.3/12

315

.2/1=?????

=

由式(3－4)得:m L H

cth

L h h m

m

z 37.022

%1==

ππ %1h h h h z c ++=?=0.7+1.03+0.37=2.1 m

所以,坝顶高程= 179+2.1=181.1 m

3.1.2 校核蓄水位坝顶高程的确定

查表3－1得:5.0=c h m

D=3 Km < 20 Km, s m V /15=< 20s m /(取多年平均最大风速),则按官厅公式计算:

67.130151038.92

32

=??=V gD 在20～250之间, 故h 为累积频率为5%的波高,%5h ；

3/12

312

/12%5)15

1038.9(150076.0158.9????=?∴-h %5h ∴=0.707m

查《混凝土重力坝设计规范》表2G 得:

95.1%

5=m

h h m H m 362.0=∴ m h 877.0362.042.2%1=?=∴

m L m 91.78

.915151038.9151331.02

75

.3/12315

.2/1=????

?

??????

=

m

m

z L H

cth

L h h ππ22

%1=

m 31.0= %1h h h h z c ++=? =0.5+0.31+0.877=1.687 m

所以,坝顶高程=184+1.687=185.7 m

两者比较取大值,则坝坝高程为185.7 m 。

3.2 开挖线的确定

由于坝顶高程185.7 m,由上坝线地质剖面图及规范规定,坝高小于50m,可建在弱风化中部到上部基岩上,因此坝基沿弱风化层界限开挖,坝基最底点高程136 m 。

3.3 非溢流坝剖面的确定

3.3.1 基本剖面设计

根据重力坝的荷载特点与工作特点,基本剖面为三角形。如图3-1。

αH

图3-1 基本剖面图

1.坝底宽度的计算

T=

αβββ--+-)2()1(0

r r H

h

(3-5)

)]([0

αβ-+=

r r

f KH T h (3-6)

其中:H=45m ,5.0=α ,85.0=f ,10.1=K 30/8.9m KN =γ ,3/24m KN h =γ 联立(3－5)、(3－6)得:

)]([)2()1(0

αβαβββ-+=

--+-r r

f KH r r H

h h

01932.05589.2597.12=++ββ

解得:β< 0,则取β= 0,即该坝的上游面为铅直面。 由于上游面为铅直面,则:m r r f KH T h 88.29)5.08.924

(85.045

1.1)(0

=-??=-=

α

66.045

88.29)

1(==-=H T m β 3.3.2 实用剖面的确定

36.0m

136m

图3-2 实用剖面示意图

1．坝底宽度:根据工程实践,下游边坡m=0.6～0.8,为提高坝的安全性,取 m=0.8,则坝

底宽度为45,368.0m =?且满足坝底宽度为坝高的0.7～0.9倍。

2. 坝顶宽度:根据《混凝土重力坝设计规范》碾压混凝土重力坝最小宽度为5m,为满

3. 廊道:选用城门洞形,宽3m,高3m,廊道底面距坝基面5m,即高程141m,廊道上游面

距上游坝面3m 。

4.坝体排水管:根据规范要求,拟定其距上游坝面的距离3m,间距2m,管内径20cm 。

5.排水孔:根据规范要求,拟定其距灌浆帷幕2m,孔距2m,孔径100mm 。

6.灌浆帷幕:根据规范要求,拟定其中心线距上游坝面3.5m,因为坝高小于100m 。

故设置一排帷幕,孔距为2m 。

3.4 坝体强度和稳定承载能力极限状态验算

3.4.1 校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性验算 1．荷载组合:自重+静水压力+扬压力+淤沙压力+浪压力 2．荷载组合计算:

① 波浪要素计算,由前面已知:m L =7.91m

=

2m

L 2

91

.7=3.955m

图3-3 校核洪水位坝基面荷载计算简图

表中,排水处扬压力折减系数α=0.25,水的重度γ=9.8KN/3m ,坝底宽T=36m 。 3．校核洪水位时的抗滑稳定性验算

(1)坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性极限状态

① 计算作用效应函数:S(?)=ΣP =11870.17-1679.58=10190.59KN

抗力函数:R(?)=R

f 'ΣR W +R R A C ' (3-7) 式中:ΣR P ——坝基面上全部切向作用之和,KN ；

‘R f ——坝基面抗剪断摩擦系数；

∑R

W

——坝基面上全部法向作用之和,KN,向下为正；

R A ——坝基面的面积,2m ；

'

R C ——坝基面抗剪断黏聚力系数；

② 计算抗滑稳定性抗力函数:本工程坝基岩石为弱风化黑色硅质页岩,抗剪断摩擦系数的标准值ck f '=0.85,抗剪断凝聚力系数标准值

RK c '=kpa cm kg 686/0.72

=。

查《混凝土重力坝设计规范》表8．2．1-2得RK f 、RK c '的材料性能分项系数分别为1.3,3.0 。

则:摩擦系数设计值:R

f '=0.85/1.3=0.654 粘聚力设计值: 67.2280

.3686

=='R

C Kpa 抗力函数:R(?)=R

f 'ΣR W +R R A C ' 式中:KN W R 47.1332621.890868.22234=-=∑

KN R 63.1694713667.22847.13326654.0)(=??+?=?∴

③稳定性核算:对偶然组合 0γ=1.1,?=0.85,2d γ=1.2

抗滑稳定性需满足 : 0γ?)(?S ≤

2

1

d γ)(?R (3-8)

0γ?)(?S =1.1×0.85×10190.59=9528.20KN

)(?R /2d γ=16947.63/1.2=14123.025KN> 0γ?)(?S

经计算可知,该重力坝在校核洪水位情况下坝基面的抗滑稳定性满足要求。 (2) 坝趾抗压强度承载能力极限状态(偶然组合):

① 作用效应函数: S(?)=(

R

R

R

R

R

J T M

A W

∑∑-

)(1+2

2m ) (3－9)

抗压强度极限状态抗力函数:)(?R =c f 或 )(?R =R f (3－10) 式中:ΣR W ——坝基面上全部法向作用之和,KN,向下为正；

ΣR M ——全部作用坝基面形心的力矩之和,KN?m ,逆时针方向为正；

R A ——坝基面的面积,2m ；

R T ——坝基面形心轴到下游面的距离,m ； R J ——坝基面对形心轴的惯性矩,4m ；

2m ——坝体下游坡度； c f ——混凝土抗压强度,KPa ；

R f ——基岩抗压强度,Kpa ；

② KN W R 47.13326=∑ 236136m A R =?= m T R 18=

m KN M

R

?-=+-=∑34.7577696.1515443.227321

43

388812

361m J R =?=

8.02=m 8.0=? 1.10=γ 8.12=d γ kpa m J T M

A W

S R

R

R

R

R

58.1105)1)((

)(2

200=+-

=?∑∑?γ?γ

碾压混凝土选用15C ,且材料的分项系数为1.5,故:kpa Mpa f c 67.130665.16.19==

)(26.72598

.167

.1306601

?>==

S kpa f d c

?γγ 所以,经过计算,坝趾抗压强度满足要求。

(3)正常使用极限状态坝踵垂直应力不出现拉应力(计扬压力)

坝踵垂直应力不出现拉应力(计扬压力),计算公式为:

R

R R R

R

J T

M

A W

'

∑∑+

≥0 (3－11)

T ——坝基面形心轴到上游面的距离,m 。

∑R

W

、∑R M 按标准值计算。

KN W

R

77.1375291.848168.22234=-=∑ m KN M

R

?-=+-=∑6.7148459.15084919.222334

'18R T m = 43888m J R =

007.513888

18

6.71484367

7.13752>=?-∴

KN 则:坝踵垂直应力不出现拉应力。

3.4.2 校核洪水位时坝体内层面(廊道中心线上的面)的抗滑稳定性验算 1．荷载组合:自重+静水压力+扬压力+淤沙压力+浪压力

2．荷载组合计算:同上。具体计算参见计算简图3-4及附录A 荷载计算表格3-8、3-9。

图3-4 校核洪水位坝体内层面荷载计算简图

3．验算:

(1)坝体混凝土层面的抗滑稳定性极限状态

① 计算作用效应函数:S(?)=ΣC P =8690.91-740.01=7950.9 KN

抗滑稳定抗力函数:R(?)= c f 'ΣWc +c c A C '

(3－12) 式中:ΣC P ——计算层面上全部切向作用之和,KN ；

‘C f ——混凝土层面抗剪断摩擦系数；

∑C

W

——计算层面上全部法向作用之和,KN,向下为正；

C A ——计算层面的截面积,2m ；

'C C ——坝基面抗剪断黏聚力系数；

② 因为坝体材料为碾压混凝土,查《混凝土重力坝设计规范》表8．2．1-2得'

ck f 、

ck

c '的材料性能分项系数分别为 1.3,3.0 ；查附录D 表D3得'

ck f =0.91,ck

c '=0.97Mpa 。 则:摩擦系数设计值:c f '=0.91/1.3=0.7

粘聚力设计值: kpa Mpa C C

232323.00

.397

.0===' 抗力函数:R(?)=c f 'ΣWc +c c A C '

式中:KN Wc 02.89526.732062.16272=-=∑

KN R 814.1621418.3023202.89527.0)(=??+?=?∴

③稳定性核算:对偶然组合 0γ=1.1,?=0.85,2d γ=1.2

抗滑稳定性需满足 0γ?)(?S ≤

2

1

d γ)(?R

0γ?)(?S =1.1×0.85×7950.9=7434.0915KN

)(?R /2d γ=16214.814/1.2 = 13512.345KN > 0γ?)(?S

经计算可知,该重力坝在校核洪水位情况下坝体内层面的抗滑稳定性满足要求。 (2) 坝体选定截面下游端点的抗压强度承载能力极限状态:(偶然组合):

① 作用效应函数: S(?)=(c

c

c c c

J T M A W ∑∑-

)(1+2

2m ) (3－13)

抗力函数: )(?R =c f (3－14) 式中: C J ——计算截面对形心轴的惯性矩,4m ； C T ——计算截面形心到下游面的距离,m ；

② KN W

C

02.89526.732062.16272=-=∑ 28.3018.30m A C =?= m T C 4.15=

m KN M

C

?-=+-=∑56.4494412.9641568.141359

43

84.243412

8.301m J C =?=

c f =13066.67kpa 8.02=m 85.0=? 1.10=γ 8.12=

d γ

0γ?)(?S =0

γ?(

c

c

c c c

J T M A W ∑∑-)(1+2

2m )=881.58kpa

)(26.72598

.167

.1306601

?>==

S kpa f d c

?γγ 所以,经过计算,坝体选定截面下游端点的抗压强度满足要求。

(3)正常使用极限状态坝体选定截面上游面的垂直应力不出现拉应力(计扬压力)

计算公式为:

c

C c c c

J T

M A W ∑∑-'

≥0 (3－15)

(∑Wc 、∑Mc 按标准值计算)

KN W

C

6.926602.700662.16272=-=∑

m KN M

C

?-=+-=∑72.424974.9581912.138317

m T C 4.15'= 484.2434m J C =

007.3284

.24344

.1572.424978.306.9266>=?-∴

KN 则:选定截面上游面的垂直应力不出现拉应力。

3.4.3 正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性验算 1．荷载组合:自重+静水压力+扬压力+淤沙压力+浪压力 2．荷载组合计算:

① 波浪要素计算,由前面已知 m L =8.96m

=

2m

L 8.96

2

=4.48m

和垂直泥沙压力。具体计算参见计算简图3-5及附录A 荷载计算表

图3-5 正常蓄水位坝基面荷载计算简图

3．正常蓄水位时的抗滑稳定性验算

(1)坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性极限状态

① 计算作用效应函数:S(?)=ΣR P = -1220.46+9675.99=8455.53KN

R

f '=0.85/1.3=0.654 67.2280

.3686

=='R C Kpa 抗力函数:R(?)=R

f 'ΣR W +0.65414167.32228.6736117497.55R R C A KN '=?+??= ② 对于正常蓄水位(基本组合): 1.10=γ 1.0?= 1 1.2d γ=

0γ?)(?S =1.1×1.0×8455.53 = 9301.083 KN

)(?R /1d γ=17497.55/1.2 =14581.29 KN > 0γ?)(?S

所以,正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。 (2) 坝趾抗压强度承载能力极限状态(基本组合):

① 作用效应函数: S(?)=(

R

R

R

R

R

J T M A W ∑∑-

)(1+2

2m )

抗力函数: )(?R =c f 或 )(?R =R f

② ΣKN W R 32.14167= 236136m A R =?= m T R 18=

碾压混凝土重力坝

世界最高碾压混凝土重力坝主体施工浇筑拉 开帷幕 来源：水电四 局作者：刘丹摄影作者：刘丹 时间： 2015-05-04 【字号： 大中小】 4月30日9时，黄登水电站第一罐混凝土精准平稳地落入河床10号坝段仓号内，拉开了世界目前在建最高碾压混凝土重力坝主体浇筑的序幕。标志着由水电四局承建的黄登水电站工程完成了开挖向混凝土浇筑的顺利转序，主体施工正式进入混凝土浇筑阶段。 河床坝段首仓仓号面积618平米，混凝土浇筑方量1854立方米，层厚3米，采用2台缆机和1台胎带机同时卸料，浇筑预计15个小时，于4月30日24时左右完成。 水电四局黄登水电站大坝项目部在施工工期紧、自然环境恶劣等情况下，精心组织，科学管理，规范施工。困难面前，项目部不等不靠，积极组织首仓混凝土施工的各项准备工作。从混凝土配比、材料储备、仓面安排、施工机械配置、人力资源调配等多方面入手，早准备早安排，提前筹划、未雨绸缪，想方设法为首仓混凝土顺利浇筑创造条件。 黄登水电站位于云南兰坪县境内，是澜沧江上游曲孜卡至苗尾河段水电梯级开发方案的第六级水电站，上、下游分别与托巴水电站和大华桥水电站相衔接。坝址控制流域面积9.19万平方公里,多年平均流量为902立方米/秒。水库正常蓄水位1619米，总库容16.7亿立方米,电站装机容量190万千瓦。工程枢纽主要由碾压混凝土重力坝、坝身溢流表孔、泄洪放空底孔、右岸坝身进水口及地下引水发电系统组成。拦河大坝为混凝土重力坝，坝顶全长464米，最大坝高203米。大坝从右至左共分为20个坝段，混凝土浇筑分为常态混凝土和碾压混凝土，混凝土总量为367万立方米，其中常态混凝土92万立方米，碾压混凝土275万立方米。 澜沧江水电股份有限公司大华桥监管局发来贺信，祝贺水电四局于4月底顺利实现河床坝段首仓混凝土浇筑。 信中，建管局肯定了水电四局自2014年7月进场以来，顺利是实现基坑开挖、缆机和拌和站安装工程，展现了水电四局良好的履约精神和企业品牌实力。

碾压混凝土重力坝设计大纲范本

FJD31150FJD 水利水电工程技术设计阶段 碾压混凝土重力坝设计大纲本 (中小型) 水利水电勘测设计标准化信息网 1999年3月 word格式版本

工程技术设计阶段 碾压混凝土重力坝设计大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 word格式版本

目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规 (4) 3. 基本资料 (4) 4 枢纽及坝体布置 (7) 5.坝体断面设计 (8) 6.坝基处理设计 (12) 7.坝体构造 (15) 8.坝体观测设计 (17) 9.专题研究 (17) 10.工程量计算 (18) 11.设计成果 (18) word格式版本

1 引言 工程位于省市（县）境；是河（江）支流河（江）上第级水电站（水库）。 本工程是以为主，等综合利用的水利水电枢纽工程。挡水建筑物为碾压混凝土重力坝，最大坝高 m，水库正常蓄水位 m，总库容亿m3，其中防洪库容亿m3。灌溉面积万亩，供水流量 m3／s。电站安装台机组，总容量ＭＷ，保证出力ＭＷ，多年平均发电量亿ｋＷ·ｈ。 本工程初步设计于年月审查通过，选定坝址，采用坝轴线。 2 设计依据文件和规 2.1 工程有关的文件 （1）工程初步设计报告。 （2）关于工程初步设计报告的批复，文号。 （3）关于工程初步设计报告的审查意见。 （4）其他文件。 2.2 主要设计规 (1)GB 50201－94 防洪标准； (2)SDJ 12－78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区，丘陵区部分） （试行）及补充规定； (3)SDJ 21－78 混凝土重力坝设计规（试行）及补充规定； (4)DL／T 5005－92 碾压混凝土坝设计导则； (5)SDJ 10-78 水工建筑物抗震设计规(试行)； (6)SL 53-94 水工碾压混凝土施工规； (7)SL 48-94 水工碾压混凝土试验规； (8)SDJ 336－89 混凝土大坝安全监测技术规。 3 基本资料 3.1 工程等别及建筑物级别 (1)工程等别 本工程的拦河坝坝高 m，水库总库容亿m3。工程建成后具有使下游 km 的城市防洪能力达到年一遇的设防标准，保证农田面积万亩，设计灌溉面积万亩，水电站总装机容量ＭＷ等效益。根据SDJ 12－78及补充规定，本工程属等工程。 word格式版本

浅谈碾压混凝土坝及其施工技术

浅谈碾压混凝土坝及其施工技术 硕士3班 151302020056 伍超 摘要：碾压混凝土坝是常态混凝土坝与土石坝激烈竞争中产生出来的一种新坝型。它综合了混凝土坝运行安全和土石坝快速施工的特性，具有快速与经济两大优势。本文简要介绍了碾压混凝土坝的发展概况、类型、上游面防渗结构和施工优缺点，以及碾压混凝土坝的施工技术。 关键字：碾压混凝土坝、RCD、RCC、碾压混凝土、常态混凝土、振动碾、层厚、收缩缝一．碾压混凝土坝基本知识 采用超干硬性的混凝土经逐层铺填碾压而成的混凝土坝。碾压混凝土坝是将土石坝碾压设备和技术应用于混凝土坝施工的一种新坝型。 1.发展概况 1975年，美国陆军工程团在巴基斯坦的塔贝拉坝泄洪隧洞的修复工程中，首次采用了未经筛选的砂砾石加少量水泥拌和混凝土，经振动碾压，修复被冲毁的部位。在42d内浇筑了35万m3混凝土，显示了碾压混凝土快速施工的巨大潜力。 1981年3月，日本建成了世界上的第一座碾压混凝土重力坝——高89m的岛地川坝，1982年美国接着建成了世界上第一座全碾压混凝土坝——高52m的柳溪坝，此后碾压混凝土筑坝技术便在世界各国获得广泛应用，发展十分迅速。截至1998年底，世界上已建和在建坝高超过15m的碾压混凝土坝有210多座，其中坝高在100m以上的有24座，约占10%。 我国于1978年开始进行碾压混凝土筑坝技术的研究。1979年的龚嘴水电站第一次进行了碾压混凝土野外实验，1984年采用碾压混凝土建成了铜街子水电站左岸牛石溪沟1号坝，1986年，在福建坑口建成了我国第一座碾压混凝土坝，坝高57m。到2005年底，我国已建、在建的碾压混凝土坝已有近100座，其中坝高超过100m的有23座，均在世界上排名首位。 此外，我国在将碾压混凝土用于临时性工程即围堰工程方面，也取得较大成就。如隔河岩、水口、五强溪、三大朝山、龙滩等大型水利枢纽工程，都采用碾压混凝土围堰进行施工导流，发挥了巨大作用。

江碾压混凝土重力坝设计计算书

目录 第一章工程规模的确定......................................................... - 3 - 1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分..................................... - 3 - 1.2 永久建筑物洪水标准................................................. - 3 -第二章调洪演算 .............................................................. - 4 - 2.1洪水调节计算....................................................... - 4 - 2.1.1 洪水调节计算方法........................................................ - 4 - 2.1.2 洪水调节具体计算........................................................ - 4 - 2.1.3 计算结果统计：.......................................................... - 8 -第三章大坝设计 .............................................................. - 9 - 3.1 坝顶高确定 ........................................................ - 9 - 3.1.1 计算方法................................................................ - 9 - 3.1.2 计算过程................................................................ - 9 - 3.2 坝顶宽度 ......................................................... - 10 - 3.3 开挖线的确定...................................................... - 10 - 3.4 非溢流坝剖面设计.................................................. - 10 - 3.4.1 折坡点高程拟定......................................................... - 11 - 3.4.2 非溢流坝剖面拟定....................................................... - 11 - 3.5 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算...................... - 17 - 3.5.1 荷载计算成果........................................................... - 17 - 3.5.2正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 41 - 3.5.3正常蓄水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 42 - 3.5.4正常蓄水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 42 - 3.5.5正常蓄水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 45 - 3.5.6校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 46 - 3.5.7校核洪水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 46 - 3.5.8校核洪水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 47 - 3.5.9校核洪水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 49 - 3.5.10正常蓄水位地震时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算..................... - 51 - 3.5.11正常蓄水位地震时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 52 - 3.5.12正常蓄水位地震时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 52 - 3.5.13正常蓄水位地震时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 55 - 3.5.14设计水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算........................... - 56 - 3.5.15设计水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 58 - 3.5.16设计水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 58 - 3.5.17设计水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 60 - 3.6 应力计算 ......................................................... - 61 - 3.6.1 边缘应力............................................................... - 62 - 3.6.2内部应力 ............................................................... - 62 - 3.6.3 截面应力计算表......................................................... - 64 - 3.6.4 应力图................................................................. - 64 - 3.7 溢流坝段的设计.................................................... - 78 -

碾压混泥土重力坝发展

碾压混凝土筑坝技术在世界的发展 李丽 摘要碾压混凝土筑坝技术经过30多年的发展，目前在设计、施工工艺又有新创新。碾压混凝土筑坝技术以其自身的优点，在新世纪中将获得进一步的发展。 关键词碾压混凝土坝设计施工工艺 一、碾压混凝土坝的发展概况 碾压混凝土坝具有温控措施简单、施工快、水泥用量少、投资省等优点。碾压混凝土技术应用于大坝建筑，始于70年代初，1986年，全世界建成的碾压混凝土坝有15座，我国的坑口水电站碾压混凝土重力坝就是其中之一。从1985年至1995年的10年间，碾压混凝土坝的数量增加不多，但筑坝技术得到稳步发展和提高，坝型也突破了单纯重力坝的局限，出现了重力拱坝、拱坝、硬填坝等。从1995年开始，特别是近3年中，碾压混凝土坝的规模迅速增大，目前世界各国在建的碾压混凝土坝平均坝高达到80～90m，平均方量达到40万～50万m3。 目前碾压混凝土坝浇筑方量最大的是阿尔及利亚的BENIHAROUN坝，总方量为196万m3，但这一记录将被今年开工的泰国THA DAN坝刷新。中国水利电力对外公司参加了THA DAN坝的投标，该坝的碾压混凝土方量达540万m3。现在世界上最高的碾压混凝土坝是刚开工的哥伦比亚MIEL坝，坝高188m。而这些记录很快将被我国龙滩碾压混凝土坝改写，其坝高达到217m，一、二期碾压混凝土总方量达到750万m3。 迄今全世界完建和在建的坝高超过15m的碾压混凝土坝已超过210座，它们分布在5大洲的28 个国家中，其中亚洲数量最多占总数的40%，其他地区分布比较平均。中国已建成的和在建的碾压混凝土坝共有40多座，数量和规模均居世界之首。 在碾压混凝土坝工建设中，规模、数量和技术居于世界领先地位的几个国家分别是中国、日本、美国、西班牙和巴西。 二、碾压混凝土坝设计的发展趋势 碾压混凝土坝的设计思想，原创于在允许的条件下，采用土石坝的施工方法进行干硬性混凝土的运输、摊铺、碾压，以达到快速施工的目的。随着实践经验的积累，碾压混凝土坝的设计原理不断获得新的发展。 1.碾压混凝土配合比 碾压混凝土的配合比是借助于经验并根据施工条件通过现场实验来决定的。 早期的碾压混凝土坝大多采用胶凝材料用量较低的贫浆碾压混凝土水泥＋活性掺和料在100kg/m3以下 ，现在大多采用胶凝材料用量较高的富浆碾压混凝土 水泥＋活性掺和料在150kg/m3以上 。

碾压混凝土坝的发展趋势

碾压混凝土坝的发展趋势漫谈 摘要:碾压混凝土坝的迅速发展是与其优越的技术、经济特点紧密相关的。本文主要分析了碾压混凝土坝的发展趋势,对于今后我国碾压混凝土坝的发展具有一定帮助。 关键词:碾压混凝土坝发展趋势新特点筑坝技术 1.引言 碾压混凝土坝是近30年来发展起来的一项筑坝技术,与常态混凝土筑坝用振捣器插入振捣密实的方法不同,其主要特点是使用水泥含量低,高掺粉煤灰的干硬性混凝土,采用与土石坝相同的运输和铺筑设备,薄层摊铺振动碾压、层层上升填筑。这实质是把混凝土坝结构与材料和土石坝施工方法两者的优越性加以综合,经过择优改进,相结合而成的一种筑坝新技术。这种筑坝方式能节省水泥,有利于大规模机械化作业,因而能缩短工期,降低工程造价1,2]。 2.碾压混凝土坝的地区分布较广泛规模日益扩大 碾压混凝土坝可修建在各种不同气候条件下的世界各个地区。在高气温地区,阿尔及利亚的贝利哈罗恩坝(坝高121m,碾压混凝土量169万m3),所处地区最高气温可达43℃;在低气温地区,美国的上静水坝(Upper Stillwater)(坝高91m,碾压混凝土量11客万ma)和加拿大的拉克罗伯森坝(坝高40m,碾压混凝土量2.8万m3),两坝所处地区冬季最低气温可达-37.5℃以下;在多雨地区,智利的潘戈坝(Pangue)(坝高113mm,碾压混凝土量66万m3),在13个月的施工期内总降水量达4436mm,最集中时3个月的降水量就达3130mm。碾压混凝土坝的设计者,对于工程的安全运行极为重视,经过10年设计、施工和运行方面的经验积累,碾压混凝土重力坝才突破了坝高50m左右的筑坝高度,并且也经过了同样长的时间,人们才有足够的信心去修建除重力坝之外的其他碾压混凝土坝型。2001年开工的我国龙滩碾压混凝土重力坝,坝高216.5m,坝体混凝土量为730万m3,已成为21世纪兴建的第一座、目前碾压混凝土筑坝史上最高的碾压混凝土坝。 3.碾压混凝土材料与筑坝技术在发展中相互促进 早期的碾压混凝土坝多采用低胶凝材料用量的贫浆碾压混凝土,而从目前较为稳定的发展趋势看,当今的碾压混凝土坝多采用高胶凝材料用量的富浆碾压混凝土。自1992年以来采用不同胶凝材料用量修建的碾压混凝土坝占总数的比例,稳定在以下的范围内:富浆碾压混凝土坝(胶凝材料用量150kg/m3以上)占(45±2)%;中等胶凝材料用量碾压混凝土坝(胶凝材料用量100-149 kg/m3)占(23±2)%;(日本)RCD坝占(16±2)%;贫浆碾压混凝土坝(胶凝材料用量低于

某碾压混凝土重力坝设计计算书

目录 第一章设计依据 (1) 1.1 工程等级及建筑物级别 (1) 1.2 工程洪水标准 (1) 第二章洪水调节计算 (3) 2.1 工程洪水标准 (3) 2.2 调洪计算 (3) 2.2.1 调洪计算基本原理 (3) 2.2.2 水位与流量关系的确定 (5) 2.2.3 机算调洪数据 (5) 2.2.4校核水库防空时间 (20) 第三章水能计算 (21) 3.1 电站出力的估算 (21) 3.2 机组台数和单机容量的选择 (21) 3.3 水轮机型号和参数选择 (21) 3.4 淤沙高程及电站取水口高程计算 (22) 3.4.1 淤沙高程 (22) 3.4.2 电站进水口底板高程 (23) 第四章水电站厂房初步设计 (24) 4.1 水电站厂房的布置 (24) 4.2 厂房轮廓的确定 (24) 4.2.1主厂房长度的确定 (24) 4.2.2 主厂房宽度的确定 (24) 4.2.3 尾水平台及尾水闸室的布置 (25) 第五章大坝设计 (26) 5.1 大坝有关参数的确定 (26) 5.2 非溢流坝设计 (27) 5.2.1 非溢流坝基本剖面设计 (27) 5.2.2 非溢流坝实用剖面设计 (28) 5.2.3 非溢流坝的荷载组合 (29) 5.2.4 非溢流坝抗滑稳定验算（坝基处2—2截面） (29) 5.2.5 非溢流坝段应力验算（坝基处2—2截面） (33) 5.2.6 坝基处2—2截面内部应力验算 (35) 5.2.7 非溢流坝段折坡处抗滑稳定验算（1—1截面） (39) 5.2.8 非溢流坝段折坡应力验算（1—1截面） (43) 5.3 溢流坝段设计 (45) 5.3.1 溢流坝段基本数据 (45) 5.3.2溢流坝段实用剖面设计 (45) 5.3.3溢流坝段消能设施的结构尺寸确定 (46)

大坝碾压混凝土现场碾压试验技术要求

红水河龙滩水电站 大坝碾压混凝土现场碾压试验技术要求 1 总则 1.1 工程概况及现场试验的必要性 龙滩水电站大坝为碾压混凝土重力坝，设计坝顶高程406.5m，最大坝高为216.50m；初期设计时，坝顶高程为382.00m，最大坝高为192.00m，坝轴线长761.26m；共分31个坝段，坝体混凝土总量约580万m3(其中RCC约为385.4万m3)。根据坝体结构要求，除基础垫层、引水坝高程300.00m以上部位、通航坝段、底孔周边、溢流面、导墙及闸墩等部位为常态混凝土外，其余均为碾压混凝土。坝体防渗结构的二级配碾压混凝土和变态混凝土沿高程各分为一个区(RⅣ和CbⅠ区)，混凝土设计强度等级为C18；内部混凝土沿高程划分为3个区(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，混凝土设计强度等级分别为C18、C15、C10。 龙滩碾压混凝土重力坝是目前世界上已建和在建的高度最高、碾压混凝土方量最大的碾压混凝土坝。由于工程规模巨大，施工质量要求高、混凝土浇筑强度大、工期紧，要求全年施工，因此龙滩高碾压混凝土坝的施工质量控制标准及措施，特别是高温和多雨环境下的施工质量控制标准及措施尤为重要，应在大坝碾压混凝土浇筑前针对本工程实际选用的材料和施工设备，室内试验确定的混凝土配合比，拌和预冻方式，常温和高温及多雨环境条件的施工措施等，分别在常温和高温季节各进行一次现场试验，为大坝施工积累经验，确定并提出适合龙滩高碾压混凝土坝的施工质量控制标准及措施。 为便于承包人进行试验安排，特提出本试验技术要求。承包人应根据本本试验技术要求编制完整详细的现场试验大纲报监理人审批。 1.2 本技术要求系根据LT/C-Ⅲ-1《红水河龙滩水电站主体土建工程Ⅲ-1招标文件(右岸大坝工程)》第二卷技术条款和DL/T 5144-2001《水工混凝土施工规范》、DL/T 5112-2000《水工碾压混凝土施工规范》、DL/T 5150-2001《水工混凝土试验规程》、SL 48-94《水工碾压混凝土试验规程》的有关条款规定，结合现场碾压混凝土试验的具体要求编写而成。因此，在混凝土试验中，除应遵守本技术要求外，凡技术要求未提及或不够详尽之处，仍应遵守上述文件的相关规定执行。 1.3 在试验过程中，如需采用新技术、新工艺和新材料时，必须预先向监理人申报原因、对策措施等有关事宜，经监理人批准后方可实施。

碾压混凝土坝施工

第一章 碾压混凝土坝基本知识 1．1碾压混凝土坝发展概况 1975年，美国陆军工程团在巴基斯坦的塔贝拉坝泄洪隧洞的修复工程中，首次采用了未经筛洗的砂砾石加少量水泥拌和混凝土，经振动碾压，修复被冲毁的部位。在42d内浇筑了35万m混凝土，显示了碾压混凝上快速施工的巨大潜力。 1981年3月，日本建成了世界上：的第一座碾压混凝土重力坝——高89m的岛地川坝，1982年美国接着建成了世界上第一座全碾压混凝土坝——高52m的柳溪坝，此后碾压混凝土筑坝技术便在世界各国获得广泛应用，发展十分迅速。截至1998年底，世界上已建和在建坝高超过15m的碾压混凝土坝有210多座，其中坝高在100m以上的有24座，约占10％。 我国于1978年开始进行碾压混凝土筑坝技术的研究，1979年的龚嘴水电站第一次进行了碾压混凝土野外实验，1984年采用碾压混凝土建成了铜街子水电站左岸牛石溪沟1号坝，1986年，在福建坑口建成了我国第一座碾压混凝土坝，坝高57m。到2005年底，我国已建、在建的碾压混凝土坝已有近100座，其中坝高超过100m的有23座，均在世界上排名首位。我国在建的广西红水河龙滩大坝是目前世界上最高的碾压混凝土坝，坝高216．5m，碾压混凝土方量达480万m3。已建成的四川沅江沙牌碾压混凝土拱坝的最大坝高为132．0m，是世界上最高的碾压混凝土拱坝。表1—1为我国部分已建、在建碾压混凝土坝(坝高50m以上)统计表。 此外，我国在将碾压混凝土用于临时性工程即围堰工程方面，也取得较大成就。如隔河岩、水口、五强溪、三峡、大朝山、龙滩等大型水利枢纽工程，都采用碾压混凝土围堰进行施工导流，发挥了巨大作用。目前我国已建的碾压混凝土围堰有21座。表1—2为我国部分已建的碾压混凝土围堰统计表。

碾压混凝土重力坝设计范本

FJD31050FJD 水利水电工程技术设计阶段 碾压混凝土实体重力坝 设计大纲范本 (大中型) 水利水电勘测设计标准化信息网 1999年3月 1

工程技术设计阶段 碾压混凝土实体重力坝设计大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2

目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 设计基本资料 (4) 4 坝体布置 (6) 5.水力设计 (7) 6.坝体断面设计 (8) 7.碾压混凝土材料配合比及层面抗剪断参数的试验 (12) 8.坝体稳定应力分析 (13) 9.坝体构造 (16) 10.坝基处理设计 (16) 11.坝体观测设计 (17) 12.专题研究 (17) 13.工程量计算 (17) 14.设计成果 (18) 3

1 引言 1.1 适用范围 本设计大纲范本适用于技施设计阶段一般地区大中型碾压混凝土重力坝的设计。 工程位于，是以为主，兼有等综合利用的水利水电枢纽工程。挡水建筑物为碾压混凝土实体重力坝，最大坝高 m，水库正常蓄水位 m，总库容亿m3，电站机组台，总装机容量 MW，多年平均发电量亿kW·h。 2 设计依据文件和规范 2.1 主要依据文件 (1) 工程可行性研究报告； (2) 工程可行性研究报告审批文件； (3) 工程技术设计任务书； (4)有关工程文件和会议纪要。 2.2 主要设计规范 (1)SDJ 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部 分)(试行)及补充规定； (2)GB 50201-94 防洪标准； (3)SDJ 21-78 混凝土重力坝设计规范(试行)及补充规定； (4)DL/T 5005-92 碾压混凝土坝设计导则； (5)SL 48-94 水工碾压混凝土试验规程； (6)SDJ 341-89 溢洪道设计规范； (7)SDJ 10-78 水工建筑物抗震设计规范(试行)； (8)SDJ 20-78 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)； 3 设计基本资料 3.1 工程等别和建筑物级别 (1)工程等别为等； (2)建筑物级别为级。 3.2 地震烈度 (1)地震基本烈度度； (2)地震设防烈度度。 3.3 洪水标准 (1)设计工况洪水重现期Ｔs＝ a； 4

碾压混凝土大坝设计施工的创新与发展趋向(上)

碾压混凝土大坝设计施工的创新与发展趋向（上） 摘要：虽然采用碾压混凝土（ＲＣＣ）修建大坝在全世界已有近２０年的历史，但新技术、新材料和新的施工工艺仍在发展。对ＲＣＣ性能更加深入的了解已使ＲＣＣ大坝的规划、设计与施工达到空前的高度。讨论的课题是以１０多个ＲＣＣ大坝工程的经验为根据。∶ 关键词：碾压混凝土大坝设计施工创新发展趋向 １.富浆碾压混凝 富浆碾压混凝土（ＧＥＲＯＣ）已广泛地在中国应用于大坝的下游护面和贴靠模板、岩石坝肩以及在诸如止水等埋件处的ＲＣＣ浇筑。同样亦已用于约旦的Ｔａｎｎｕｒ坝，哥伦比亚的Ｍｉｅｌ１号坝，澳大利亚的Ｃａｄｉａｎｇｕｌｌｏｎｇ坝，也许还有其他的地方。对此项技术在Ｏｌｉｖｅｎｈａｉｎ坝进行了浇筑试验，且正在美国密西西比州维克斯堡的陆军工程师兵团实验室内和弗吉尼亚州西部的休斯河北汊坝进行研究 １.１ＧＥＲＣＣ的发 ＧＥＲＣＣ的开发是为增强其和易性和耐久性，以便用于领拉模板处、止水等埋件周围、领拉岩石坝肩表面处和ＲＣＣ大坝的上游和下游护面。浇筑ＧＥＲＣＣ的过程是将水泥胶浆加入到ＲＣＣ的混合物中去，使之完全改变其成分。在理论上，水泥胶浆按比例分布在ＲＣＣ中，产生一种混合物，此混合物的特性和传统的非加气混凝土的特性相似。浇筑ＧＥＲＣＣ的典型施工过程包括下列步骤 在已压实的ＲＣＣ浇筑层表面浇一层水泥胶浆垫层 在垫层混合料之上摊铺ＲＣＣ； 在未碾压的ＲＣＣ浇筑层表面上摊铺水泥胶浆；

用振捣器捣实ＧＥＲＣＣ； 压实ＲＣＣ浇筑层的其余部分。 虽然这一过程似乎比较简单，但存在一些潜在的毛病，将在以后加以讨论。 １.２美国的富浆浇筑试 近年来，在美国ＧＥＲＣＣ已大力发展起来。虽然较早地做过浇筑试验，但有关ＧＥＲＣＣ最近的使用经验是在ＡｔｌａｎｔａＲｏａｄ坝、Ｏｌｉｖｅｎｈａｉｎ坝和休斯河北汊坝取得的Ａｔｌａｎｔａ　Ｒｏａｄ坝的试验是应用板状打夯机以代替振捣器从外部压实混凝土 １.３Ｏｌｉｖｅｎｈａｉｎ坝试验浇筑的经 Ｏｌｉｖｅｎｈａｉｎ大坝的ＲＣＣ浇筑试验包括ＧＥＲＣＣ作为护面系统和作为ＲＣＣ与岩石的接触面的坝肩处理两种情况的研究。该过程的第一步是选定ＧＥＲＣＣ的目标配合比。混合料设计过程的基本途径是将ＲＣＣ改变成坍落度约为７～１０ｃｍ，抗压强度为２０.６ＭＮ／ｍ２的非加气常规混凝土。采用ＡＣＩ２１１中的标准惯例，ＧＥＲＣＣ要求胶结材料的含量约２８１.７ｋｇ／ｍ３和含水量１６９ｋｇ／ｍ３。由于ＲＣＣ配合比是预先确定的，因此水泥浆的配合比和水泥胶浆与ＲＣＣ的比率即为获得理想的ＧＥＲＣＣ混合料的剩余变量，这些值是计算得出的。表１所示的水泥胶浆、ＲＣＣ和ＧＥＲＣＣ各自的配合比是第一次浇筑试验用的 为了浇筑和压实ＧＥＲＣＣ，试用了好几种方法。第一种方法是首先摊铺ＲＣＣ，接着沿模板在ＲＣＣ上刮出一条３．８ｃｍ深，０．９ｍ宽的凹槽。再将胶浆注入该槽，用一个直径为６．３５ｃｍ的Ｍｉｃｏｎ型高周波振岛器（１０８００次／ｍｉｎ）进行振捣。对于第一次试验，大多数灰浆留在表面没有渗入或与ＲＣＣ混合

浅谈碾压混凝土重力坝取芯与压水试验施工及其结果分析

浅谈碾压混凝土重力坝取芯与压水试验施工及其结果分析 【摘要】本文以云南省红河马堵山水电站工程碾压混凝土重力坝取芯与压水试验施工为平台，详细的阐述了碾压混凝土重力坝取芯与压水试验的施工方法与过程，并根据取样与压水试验结果进行分析从而判断出碾压混凝土重力坝施工质量情况，供水利行业借鉴参考。 【关键词】碾压混凝土重力坝取芯；压水试验施工 1.工程概况 马堵山水电站工程位于红河干流下游红河州的个旧市、金平县境内，是红河干流三江口以下规划的12个梯级的第10个梯级在建梯级电站。水库总库容5.51亿m3，水库正常蓄水位217m，调节库容2.6亿m3。电站装机容量288MW，设计年发电量13.14亿kWh。本工程等别为二等工程，工程规模为大（2）型。枢纽主要建筑物挡水及泄水建筑物、引水系统及发电厂房，均为2级建筑物。工程总投资27.0亿元，总施工工期为48个月。 马堵山水电站工程坝型为碾压混凝土重力坝，共分为16个坝段，坝顶总长365.43m，坝顶高程为222.5m，最大坝高105.5m。混凝土总方量为100万m3，其中碾压混凝土62万m3，常态混凝土38万m3。 2.取芯与压水检查的目的 进一步检查碾压混凝土重力坝砼施工质量。检查的主要内容有：芯样的外观、胶结、骨料分布、密实性、层面结合、力学强度以及坝体抗渗等级等。 3.钻孔取芯、压水试验孔位布置 坝体上游0.5m范围为二级配变态砼，上游3.0m范围为二级配碾压砼防渗区，大坝内部为三级配碾压混凝土区。孔位布置由监理单位组织业主单位、设计单位与施工单位现场指定，遵循具有本工程碾压混凝土质量代表性的部位。本次取芯与压水试验设在RCC重力坝9#坝和12#坝段。检查内容为：▽195m高程以下二、三级配碾压混凝土进行钻孔取芯与压水试验检查。取芯共布设4个孔，分别在9#和12#坝段二级配区和三级配区个设一个，二级配区和三级配区取芯芯样直径分别为Ф150mm和Ф200mm；压水试验孔共布设四个，9#和12#坝段各两个，压水试验孔径75mm，自上而下分段进行，分段长度为2.0m，压水试验采用单点法，逐级加压。 4.取芯与压水施工方法 4.1钻孔取芯

H江碾压混凝土重力坝设计说明书1

摘要 本设计要求对位于我国西南地区H江的某水利枢纽进行了以坝工为重点的工程设计。本工程以防洪为重点，兼有发电和灌溉的作用。经过对几种可建造坝型的比较，最终选择建造高碾压混凝土重力坝。 首先，溢洪道为河川水利枢纽中必备的泄水建筑物，用以排泄水库不能容纳的多余洪水量，保证枢纽挡水建筑物及其它有关建筑物的安全运行。重力坝通常设置坝顶溢洪道。本次设计的调洪演算在基于水量平衡的基础上，采用图解法进行试算，在可行的几种泄流方案中，择优选出采用的方案和相应的设计与校核水位。 然后进入主要建筑物设计。确定枢纽的组成建筑物，包括挡水建筑物、泄水建筑物、水电站等。在定性分析的基础上，进行综合比较，确定出大坝的型式为碾压混凝土重力坝。 在坝型确定的基础上，确定出大坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基的处理方案和坝身构造。之后依次进行了细部构造设计、稳定计算、材料力学法分析、应力有限元法，从各个方面验证了设计剖面的可行性和合理性。 在设计坝体断面时，必须本着重力坝依靠自身重量来维持结构稳定的原则。坝体上游面垂直，只在坝踵附近有陡的折坡，溢流坝上游顶部有倒悬。重力坝坝体的应力以材料力学法分析，坝体稳定的条件是坝体和坝基的最大应力须在坝段混凝土和坝基岩石的容许应力范围之内。 重力坝以材料力学法分析，它可以直接求出坝体横剖面边界之内的任何一点的应力。坝体稳定的条件是坝体和坝基的最大应力须在坝段混凝土和坝基岩石的容许应力范围之内。溢流坝段的分析同上。 其次为第二主要建筑物设计。确定出泄水建筑物的结构型式和轮廓尺寸，进行选线布置。进行水力计算，从挑距和冲刷深度等方面验证设计型式的可行性。并进行细部构造设计。 水利工程是关系到国际民生的重要工程，在设计过程中，我们要结合实际考虑下游民众人身和财产安全，综合环境治理，走可持续发展战略。 通过本次设计，我初步掌握了碾压混凝土重力坝的设计方法，了解了这样一个水利工程项目建设的主要步骤，学习如何把所学专业知识运用到实际工作过程当中。作为一名水利设计工作者，担负着重大的责任，我们要本着献身，求实，负责的精神，为我国水利事业的发展贡献力量。 关键词：碾压混凝土重力坝；有限单元法；

05-谈碾压混凝土重力坝

谈碾压混凝土重力坝 2002级水工班袁尔平 [摘要]常态混凝土重力坝是采用拌和拌制，吊罐运输出仓，然后平仓，振捣的方 式施工，如坝体剖面较大常须沿纵向分块浇筑，进行冷却和接缝灌浆，碾压混凝土 的改革常态混凝土坝传统的施工技术，采用无塌落度的干硬性贫混凝土，用土石坝 施工机械进行运输，摊铺和碾压的方法分成填筑压实成坝，近10多年来，碾压混凝 土筑坝技术迅速发展，应用亦较广泛，1974年巴基斯坦的塔贝拉坝修复工程，首次 使用碾压混凝土并获得成功，1980年在日本建成的岛地川坝，成为世界上第一座碾 压混凝土重力坝据以完全统计，目前世界上已建成和在建的碾压混凝土坝约80余座，建成的碾压混凝土坝中，高达100米的有日本玉川坝和墨西哥的特里戈米尔坝，正 在兴建的日本懒坝，坝高达155米，这些工程都做到大量的室内及现场试验研究， 取得了许多科研成果，总结了不少经验，推进了碾压混凝土筑坝技术的发展。 一碾压混凝土的原材料 1 水泥 碾压混凝土的原材料与常态混凝土无本质区别，因此，凡适用于水工混凝土使用的水泥品种均可采用，包括硅酸盐水泥中，普通硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰，为降低混凝土温升，应尽可能减少碾压混凝土硬化初期的水化热，在选用水泥的同时考虑掺用混合材料。 2 混合材料 由于碾压混凝土的需水量均少，一般都要加入粉煤灰和火山灰等混合材料，以增加微细颗粒的绝对体积，利于压实和防止材料分离，其掺量一般为胶凝材料总量的30%—60%甚至更多，研究表明，增加掺量不但能更好地填充骨料间的空隙，降低水化热，同时粉煤灰能与水泥的游离石灰起化学反应，还可在某种程度混凝土的后期强度。 3 细骨材料

H江碾压混凝土重力坝设计计算书1

目录 第一章工程规模的确定 .......................................................................................... - 3 - 1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分 ........................................................... - 3 - 1.2 永久建筑物洪水标准 ................................................................................... - 3 -第二章调洪演算 ...................................................................................................... - 4 - 2.1洪水调节计算 ................................................................................................ - 4 - 2.1.1 洪水调节计算方法 ............................................................................................. - 4 - 2.1.2 洪水调节具体计算 ............................................................................................. - 4 - 2.1.3 计算结果统计： ................................................................................................. - 6 - 第三章大坝设计 ........................................................................................................ - 7 - 3.1 坝顶高确定 ................................................................................................... - 7 - 3.1.1 计算方法 ............................................................................................................. - 7 - 3.1.2 计算过程 ............................................................................................................. - 8 - 3.2 坝顶宽度 ....................................................................................................... - 8 - 3.3 开挖线的确定 ............................................................................................... - 8 - 3.4 非溢流坝剖面设计 ....................................................................................... - 8 - 3.4.1 折坡点高程拟订 ................................................................................................. - 8 - 3.4.2 非溢流坝剖面拟定 ............................................................................................. - 9 - 3.5 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算 ............................. - 14 - 3.5.1 荷载计算成果 ................................................................................................... - 14 - 3.5.2正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算................................. - 34 - 3.5.3正常蓄水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算..................................... - 35 - 3.5.4正常蓄水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算..................................... - 36 - 3.5.5正常蓄水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算..................................... - 37 - 3.5.6校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算................................. - 39 - 3.5.7校核洪水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算..................................... - 40 - 3.5.8校核洪水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算..................................... - 41 - 3.5.9校核洪水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算 ..................................... - 42 - 3.5.10正常蓄水位地震时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 43 - 3.5.11正常蓄水位地震时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 43 - 3.5.12正常蓄水位地震时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算 ........................... - 44 - 3.5.13正常蓄水位地震时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算 ........................... - 45 - 3.5.14设计水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算................................... - 46 - 3.5.15设计水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算 ....................................... - 47 - 3.5.16设计水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算 ....................................... - 49 - 3.5.17设计水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算 ....................................... - 50 - 3.6 应力计算 ..................................................................................................... - 51 - 3.6.1 边缘应力 ........................................................................................................... - 51 - 3.6.2内部应力 ........................................................................................................... - 52 - 3.6.3 截面应力计算表 ............................................................................................... - 54 - 3.6.4 应力图 ............................................................................................................... - 66 - 3.7 溢流坝段的设计 ......................................................................................... - 67 -