寶雞峽大壩結構布置設計工學論文

　　要：大壩結構布置是一個綜合性的系統工程。除了滿足主體功能外，還涉及交通、建筑、景觀等方方面面。寶雞峽大壩結構布置設計體現了主體突出，布置合理，特點鮮明，和諧統一，使整個樞紐形成有機的整體。

　　關鍵詞：大壩；結構布置；設計

　　1 壩體結構布置

　　寶雞峽加壩加閘工程是將原有漿砌石溢流壩部分壩段的壩體拆除，加高形成攔河閘壩建筑物。增加了泄洪、排砂、灌溉引水及發電引水系統。壩頂高程由原來的615.00m高程提高到637.60m高程，建基面最低高程588m，最大壩高由27.0m增高至49.60m，加高22.60m。壩長由120m增延至208.60m，延長87.60m。攔河閘壩從右至左依次劃分為0～Ⅷ九個壩段，各壩段布置分述如下：

　　0、Ⅰ、Ⅷ壩段為右岸非溢流混凝土實體擋水壩段，長度分別為25.0m、24.50m、24.50m；壩頂寬12.0m，19.5m。上游面壩面鉛直，下游壩面在626.0m高程處起坡，坡比為1:0.75。Ⅱ、Ⅵ壩段為左右沖砂底孔壩段。Ⅱ壩段長22.60m，設6.5×8.0m底孔2孔。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ壩段為中孔泄流壩段，分別長29.0m，29.0m，15.4m，共設泄流孔5孔，孔口尺寸10.0×8.30m，溢流堰頂高程615.00m。Ⅶ壩段為灌溉發電引水壩段，長25.0m，由右至左分設灌溉和發電引水孔口各1孔。灌溉孔口尺寸4.0×5.0m，底坎高程609.50m。

　　電站進水口孔口尺寸4.6×4.6m，設攔污柵、檢修閘門各1道。閘門及攔污柵底坎高程為615m。進口頂口高程為622.60m，上唇為（X/4.2）2＋（Y/3）2=1的橢圓曲線，其后以平直段與漸變段相聯接。進口兩側以0.65m半徑的園弧與壩面相切。漸變段長度為5m，將方形管道漸變至直徑為D=4.6m的園管，工作閘門后設有1孔D=0.8m的通氣孔。

　　2 大壩細部結構布置

　　2.1 壩體分縫分塊 壩體分縫分塊，是根據大壩布置、結構、施工澆筑條件以及混凝土溫度控制并考慮原壩體的分段確定的。

　　2.1.1 壩體橫縫。中孔壩段因受原砌石壩體分縫限制，仍按29.0m設一個壩段，雖已超出混凝土壩橫縫一般間距15～20m的范圍，因受閘室布置上的限制，不再分縫。左、右底孔按結構布置要求，壩段長分別為13.6m和22.6m。其他壩段長不超過25m。

　　2.1.2 壩體縱縫。壩體縱縫共設兩道，永久縫一道，施工臨時縫一道。永久縫位于樁號0+045.0m處，施工臨時縫右底孔位于樁號0+030.50m處，中孔與底孔位于0+029.071m處。施工縫面設鍵槽，予埋灌漿管路，待壩體溫度降到穩定溫度時，進行縱縫灌漿，使之連成整體。

　　2.1.3 壩體止水、排水設計。攔河壩共設9個壩段，相鄰壩段間設有永久伸縮橫縫，每條橫縫上游和下游均設有止水。上游側設兩道止水，一道止水銅片，一道“654”型塑料止水帶，銅片止水距上游壩面1.0m，塑料止水帶距上游1.5m；下游側僅設一道“654”型塑料止水帶，距下游壩面1.0m。

　　2.2 壩內廊道布置 壩內廊道根據不同用途，布置有帷幕灌漿廊道、排水廊道、檢查觀測廊道、交通廊道和豎井等。

　　帷幕灌漿廊道設在壩踵部位，位于壩軸線樁號0+000m上。由Ⅱ、Ⅴ壩段最低高程600m，升高至607m（右岸）、605m（左岸）及610m（中孔壩段灌漿廊道），水平長度183.60m，廊道斷面型式為城門洞型，尺寸為2.5×3.0m（寬×高）。

　　排水廊道縱橫交錯布置，出口位于Ⅵ壩段，高程594m。Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ壩段各布設橫向排水廊道（交通廊道兼）1條，除帷幕灌漿廊道兼做一道縱向排水廊道外，于壩下0+025m處再設置一條縱向排水廊道，縱橫排水廊道斷面型式均為城門洞型，寬2m，高2.5m。壩基滲水，由排水孔引至廊道排水溝，最終匯集到Ⅵ壩段的集水井，然后用泵排至下游河道。

　　廊道進口位于Ⅰ壩段的右0+027m、壩下0+015.25m處，進口高程615m，廊道橫斷面型式為城門洞型，尺寸2.5×3.0m（寬×高），以1：1坡比踏步與605m高程的帷幕灌漿廊道相連。

　　為了吊運設備方便，于壩軸線上Ⅴ、Ⅵ壩段分縫處設置一2.5×1.8m的豎井，井底高程600m，可就近到達水泵室及集水井處。

　　除Ⅰ壩段設有專門的交通廊道外，檢查觀測和交通廊道一般不單獨設置，而由帷幕灌漿和排水廊道兼作檢查與交通廊道。

　　為了能對岸坡壩段進行觀測及檢修，施工過程中對廊道布置作了修改。設計在壩軸線上右岸0、Ⅰ壩段、左岸Ⅷ壩段增設廊道各一道，橫斷面型式為城門洞型，尺寸2.5×3.0m（寬×高），最低高程分別為622m、629m，進出口均位于壩頂上。

　　2.3 排水設計 為排除透過帷幕的滲水及基巖裂隙水，在灌漿廊道帷幕的下游，設置壩基排水孔一排；為降低下游尾水對壩基揚壓力影響，在壩趾設有一道帷幕，在壩基面上，設有縱、橫廊道組成的抽排降壓系統，以達到降低壩基揚壓力，保證壩體穩定的目的。

　　2.3.1 基礎排水。在河床壩基部位，灌漿廊道帷幕的下游，布置有一排主排水孔，為不致削弱防滲帷幕厚度，排水孔傾向下游10°，深入基巖的孔深為防滲帷幕孔深的0.5倍左右，但不小于15m，孔距3m，孔徑150mm。

　　壩下0+025樁號處，亦布置一條長109.8m，高程594～595m的下游縱向排水廊道，廊道內設置輔助排水孔，深度定為10m，孔徑150mm。

　　為保證岸坡穩定，兩岸邊坡壩段內帷幕灌漿廊道亦兼做排水廊道，排水孔位于帷幕的下游，并傾向下游10°，使高程605m、604m高程以上的壩體及基礎滲水，能自流排往下游。

　　2.3.2 抽排系統。本工程考慮了抽排降低河床壩基揚壓力的措施，以節省工程量。因此設計了封閉式的有效的排水系統和可靠的抽排設施。即設置上下游防滲帷幕，并利用網格狀的縱、橫向排水廊道，將滲漏水引向集水井，用泵將積水及時排出壩外，滿足和保持集水井水位低于揚壓力圖形所規定的控制值。

　　滲流量估算：假定壩體及壩基滲流為平面問題，并認為以上滲流符合達西定律的條件，（ω=-kdh/dx），由此估算得壩趾處水庫滲透流量為18.8m3/h，采用常規抽排措施，能夠滿足設計要求。

　　集水井及抽水設備，布置于Ⅵ壩段，集水井按壩基滲流量設置，尺寸為3×3×4.5m（長×寬×高），井底高程589.5m，體積40.5m3。抽水設備采用2臺65WQ/C248-4.0的移動式潛水泵，以便互為備用，并可實現自動化控制。設計揚程26m，流量32m3/h，管路單線長度總長30.2m，從Ⅵ壩段右邊墻抽排至下游壩外。

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