混凝土面板堆石壩在昭通市黑石羅水庫工程建設中的應用論文
引言
我國用現(xiàn)代技術修建混凝土面板堆石壩始于1985年，由于這種壩型在水利水電工程中具有斷面小、施工方便、安全性、經(jīng)濟性和適應性良好的特點，常常成為交通不便、天然建筑石材豐富、可以就近取材的山區(qū)河流建壩首選壩型，并在壩工建設中得到了廣泛應用。在從國外引進混凝土面板堆石壩之前，我國山區(qū)河流中小型建壩大多選擇土壩，施工斷面大、用料多，耕地破壞面積大，土料要求高、選料較為困難，施工不便，安全性和經(jīng)濟性不高。通過從國外引進混凝土面板堆石壩技術后，經(jīng)過不斷的研究、開發(fā)、利用，從目前的發(fā)展水平看，100m和200m級壩高的混凝土面板堆石壩筑壩技術日漸成熟。我國的混凝土面板堆石壩在數(shù)量、壩高、工程規(guī)模、技術難度等方面現(xiàn)已走在世界前列，這些混凝土面板堆石壩遍布全國，覆蓋了各種不利氣候、地形、地質(zhì)條件。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2009年底，我國壩高30m以上混凝土面板堆石壩已建成約170座，在建、擬建各約40座，總數(shù)約260座。高度100m以下的中壩最多，大中型水庫為主，中小型電站居多。我國已建、在建及擬建的混凝土面板堆石壩分布在全國29個省(區(qū)、市)。已建的混凝土面板堆石壩最高的是水布埡壩，壩高233m，亦為目前世界最高的混凝土面板堆石壩。壩體填筑規(guī)模最大的是天生橋一級壩，壩高178m，壩頂長1104m，填筑量約1800萬m3，水庫總庫容102.57億m3。
云南省的混凝土面板堆石壩起步修建較其他省市稍晚，至2009年底，已建混凝土面板堆石壩超出10座。昭通地區(qū)的混凝土面板堆石壩修建始于1998年，分別開始修建巧家縣的`爐房水庫，總庫容1860萬m3，壩高53.1m;鎮(zhèn)雄縣大水溝水庫，總庫容2270萬m3，壩高75.6m。至今昭通地區(qū)已建有混凝土面板堆石壩5座，均屬于中型水庫。現(xiàn)在建的混凝土面板堆石壩有13座，其中8座屬于中型水庫，5座屬于小(1)型水庫。昭通市黑石羅水庫是目前昭通地區(qū)在建的中型水庫中庫容最大的一座混凝土面板堆石壩，總庫容4992.1萬m3。彝良縣雙河水庫是目前昭通地區(qū)在建的中型水庫中最大壩高的一座混凝土面板堆石壩，壩高82.5m。這種壩型在全市范圍內(nèi)水利工程建設中得到迅速廣泛的推廣及應用。
1工程概況
昭通市黑石羅水庫位于冷水河中下游，行政區(qū)劃屬昭陽區(qū)蘇甲鄉(xiāng)水井村，距離昭陽城43km。壩址坐標東經(jīng)103°33′42″，北緯27°31′31″。水庫總庫容4992.1萬m3;正常庫容4575.2萬m3;死庫容980.9萬m3;調(diào)洪庫容1299萬m3。灌溉渠道總長82.166km。黑石羅水庫是一座以集鎮(zhèn)和農(nóng)村人畜飲水及農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有下游村鎮(zhèn)、農(nóng)田防洪保護作用的綜合性中型水利工程。設計集鎮(zhèn)和農(nóng)村供水人口15.1萬人、牲畜18.1萬頭，灌溉面積5.5萬畝，下游防洪保護人口1.6萬人、農(nóng)田1.75萬畝。
2大壩設計
大壩主要由趾板、面板及其接縫止水系統(tǒng)、大壩填筑體、壩頂防浪墻及壩面護坡等組成。大壩上游設置鋪蓋，下游壩腳設置觀測滲漏的量水堰。
2.1大壩形體結構
大壩壩頂長206.0m，壩頂高程2051.7m。趾板最低建基面高程1973m，最大壩高78.7m，最大壩底寬242.2m，壩頂寬8.0m。上游壩坡1:1.5;下游壩坡1:1.5。在下游壩坡中間位置設置凈寬3.6m的上下梯步，采用混凝土阻滑梁和預制塊護坡。在高程2026.7m、2006.7m及1988.0m處設三道2.0m寬馬道。壩頂上游側設置“L”型鋼筋混凝土防浪墻，防浪墻高3.7m，墻底高程2049.0m，墻頂高程2052.7m，底部伸入壩體2.7m，壩頂以上1m，與面板堅固、穩(wěn)定的緊密結合。
2.2混凝土面板
面板采用垂直縫分塊。混凝土強度等級為C25，抗?jié)B等級為W8，抗凍等級為F100。面板頂部垂直壩面厚度為0.3m，底部最大厚度為0.55m。面板總面積1.75萬m2。在面板中部配置單層雙向鋼筋，各向含筋率約為0.4%;在面板靠近垂直縫、周邊縫的邊緣配置面板邊緣鋼筋。
3大壩填筑施工
黑石羅水庫大壩填筑施工分3期進行，填筑方量約106萬m3。
Ⅰ期度汛壩體填筑43.8萬m3，壩高42.5m，填筑至高程2015.5m。工程形象面貌：2014年1月7日至4月20日，共3.5個月，平均強度12.5萬m3/月。
Ⅱ期壩體填筑計劃于2014年11月底封頂。工程形象面貌：截止2014年9月30日，共5.5個月，填筑至高程2020m，填筑方量26.2萬m3，平均強度4.8萬m3/月。Ⅲ期為壩上游鋪蓋任意料填筑。
4工程建設進展情況
黑石羅水庫工程于2012年10月26日開工建設，經(jīng)過半年的前期準備，2014年4月1日泄洪沖砂(導流)隧洞開始施工，6月18日導流隧洞開挖全線貫通，全長440m;9月30日完成混凝土襯砌;10月20日完成隧洞回填、固結灌漿，11月15日通過云南省水利廳組織的截流階段驗收，11月25日正式截流。大壩基礎于2013年7月15日開始開挖，12月23日通過昭通市水利局組織的大壩基礎開挖階段驗收。2014年1月2日，河床位置趾板第一倉混凝土開始澆筑，同年5月10日趾板混凝土澆筑順利完成，5月13日趾板邊坡支護完成。壩體填筑于2014年1月7日開始進行，Ⅰ期度汛壩體于4月20日填筑完成，填筑高度42.5m，填筑方量43.8萬m3;現(xiàn)在正進行Ⅱ期壩體填筑，截止今年9月底，填筑至高程2020m，填筑方量70.0萬m3，計劃于11月底實現(xiàn)大壩填筑封頂。
5工程項目管理
黑石羅水庫工程是云南省2012年開工建設的“三個一百”重點建設項目之一，是昭通市“十二五”規(guī)劃建設的骨干水源工程，也是昭通市首個以BT模式進行建設的水利工程。BT模式作為一種新的政府融資運作方式，該項目總投資6.59億元，除國家、省級投資外，市級投入部分2億元全部納入BT模式融資建設范圍。中標人負責項目所需市級投入部分的融資和本項目建安工程施工工作，由招標人負責費用支付，工程完工后，通過竣工驗收，將合格的工程移交給回購人，即為BT模式的內(nèi)涵。該工程采用BT模式建設，有助于緩解工程建設初期政府的財政壓力;有助于防范地方政府債務風險;有助于加快工程進度，縮短工程建設工期;有助于控制工程建設項目成本和保證工程建設質(zhì)量。較好地體現(xiàn)了資本、技術、管理、市場以及政策等資源的有效整合。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，BT模式在基礎設施建設中會被越來越多地使用。
6結束語
混凝土面板堆石壩技術從引進至今，在我國已經(jīng)歷了29年的發(fā)展歷程，技術日益成熟，積累了許多經(jīng)驗，具有很多優(yōu)點，適應性很強，是山區(qū)河流建壩的首選壩型，在我國各地得到廣泛的推廣應用，推進了水利工程建設的快速發(fā)展。但是，隨著混凝土面板堆石壩壩高的增加，對于未來的超高混凝土面板堆石壩則仍難以把握其技術上的可行性和適應性，一些工程特性、關鍵技術和運行特點還面臨重大挑戰(zhàn)，有待于進一步進行深入、細致的研究。
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