关于工程地质相关论文范文素材,与猫洞水库工程混凝土重力坝可研设计相关论文答辩

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摘 要：猫洞水库大坝是一座采用常态C15常态混凝土的重力坝,最大坝高40.5m,坝基地质条件较复杂,需在可研设计阶段对坝体结构、布置进行深入研究.结合工程地形地质条件,首部枢纽设计由混凝土重力坝+左岸坝身取水+输水总干渠+西干渠+北干渠+东干渠+小里干渠等多部分组成.经多次优化调整后,枢纽布置、大坝结构体形等均满足《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）的有关规定,已获得审查批准.

关 键 词：猫洞水库；混凝土重力坝；可研设计

1工程概况

猫洞水库位于贵州省黎平县高屯镇境内的猫洞河上,猫洞河为清水江右岸亮江河右岸的次级支流,属长江流域沅江水系.黎平县猫洞水库工程控制流域面积48km2,水库正常蓄水位461.00m,正常蓄水位以下库容253万立方米；校核洪水位463.44m,总库容318万立方米；死水位445.00m,死库容16.7万立方米,兴利库容228.9万立方米,年总供水量667.7万立方米.猫洞水库工程任务是以灌溉为主兼顾人畜饮水.根据国家《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定,确定本枢纽工程为Ⅳ等工程,工程规模为小（1）型[1].

2坝址地形地质条件

坝址位于小里村上游约0.8～2.4km河段,该坝址坝段长约1.6km,该河段蜿蜒曲折,呈蛇曲状,总体流向自SW向NE；坝址段河谷为基本对称“V”字型谷,河床高程434m～438m,设计正常高水位461.0m时,谷口宽约81m,宽高比约3.1；左、右岸山脊高程大于490.0m,为剥（侵）蚀河谷地貌.坝址区主要出露前震旦系（Pt）、震旦系（Za）和第四系（Q）地层,由老至新分述如下：（1）前震旦系板溪群隆里组第二段（Ptbnl2）：浅灰、灰绿色绢云母板岩,石英绢云母板岩、粉砂质板岩、绿泥石斑点板岩夹少量变余砂岩.厚度为560～930m.分布于左岸低矮垭口上游岸坡.（2）震旦系长安组第一段（Zac1）：砖红色至浅灰色变余砂岩,灰绿色无层次含砾砂质板岩.厚度为205～655m.分布于坝址区.（3）覆盖层：主要包括残坡积层、冲洪积层等几种成因类型,分别描述为：残坡积层（Qel+dl）：主要成分为粉质粘土夹碎石或块石,分布于坝址区两岸坡,厚度0～10m.冲洪积层（Qpl+al）：主要成分为漂石和砂卵（砾）石层,局部为淤积质粉土,分布于坝址区河床,厚度0～7m.

3混凝土重力坝枢纽布置

3.1大坝布置

大坝为C15常态混凝土重力坝,坝轴线成直线布置,坝轴线方位角为N3.90°W,坝顶长134.0m.右岸非溢流坝段由桩号坝0+000.00m～坝0+063.00m,左岸非溢流坝段由桩号坝0+093.00m～坝0+134.00m,两岸非溢流坝段坝顶总长104.0m,坝顶宽4.0m,坝顶高程465.0m.非溢流坝段上游面坝顶至高程438m处铅直,高程438m以下至建基面坡比1：0.2；下游面在459m高程以上铅直,以下坡比1：0.75.坝体中部桩号坝0+063.00m～0+093.00m为溢流坝段,采用开敞式溢流表孔,堰顶高程461.0m,溢流堰面按WES型剖面设计,下游面采用台阶式及底流联合消能,台阶高1.0m,宽0.75m,下游消力池长9.5m,池底高程434.00m.取水口井筒中心桩号为坝0+096.95,进口设置固定式拦污栅和1.5×1.5m（宽×高）检修闸门孔及相应的启闭设备,进口底板高程为442.0m.取水管为坝内埋管,管长26m,管径0.9m,采用Q235焊接钢管,管壁厚10mm,管周边采用0.8m厚的C20的外包混凝土.

3.2坝体构造

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3.2.1坝顶结构

坝顶高程为465.0m,长134.0m,宽4.0m,溢洪道处断开,为保证行人安全,坝顶上下游均设栏杆,左岸坝顶与上坝公路相连接.

3.2.2坝体材料分区

根据坝体应力计算和稳定计算成果,结合当地石料丰富,及工期要求,坝体采用材料主要为C15常态混凝土；坝顶为厚0.2m的常态混凝土路面；建基面设有厚1m的C15混凝土.

3.2.3灌浆及排水廊道

灌浆及排水廊道靠近大坝底部布置,其断面形式为城门洞型,净空尺寸为3.0×3.5m,河床段底部高程为431.00m,低于下游校核洪水位439.69m,故廊道内设集水井,布置机泵设备将坝体内积水排至下游,两岸分别延伸至449.50m高程.

3.2.4分缝止水

考虑到大坝为中坝,底宽不是太大,不设置纵缝,只设置横缝.在大坝左右岸及溢流坝段与非溢流坝段交界处设置5条横缝,将大坝分为6个坝段,缝内设铜片止水一道.

3.2.5坝基处理设计

（1）建基面的选择及坝基开挖要求.根据本工程的地质条件和大坝高度,大坝建基面河床坝段置于弱风化中部,岸坡坝段置于弱风化中上部.对坝基存在的地质缺陷,如断层破碎带、夹泥裂隙等采用挖出回填混凝土的措施处理.

（2）固结灌浆.大坝基础开挖至弱风化基岩中上部,为了提高基础的整体性,减少基础变位、降低沿基础的渗漏,拟对大坝基础进行固结灌浆处理[2].固结灌浆设计：固结灌浆孔距拟定为3m,梅花型布置,固结灌浆按Ⅱ序施工,先Ⅰ序后Ⅱ序分序加密.固结灌浆压力根据灌浆试验确定.初步拟定固结灌浆深入基础5m.经计算,固结灌浆总进尺为3000m.

（3）坝基防渗帷幕和排水.坝肩坝基防渗处理根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）中的规定,结合本工程地质条件,确定防渗标准q≤3Lu；两岸帷幕端点接水库正常蓄水位与地下水位交点,帷幕端点深度以进入地下水位以下10～15m为原则.防渗线路：左右岸由坝头沿等高线向上游延伸进入T1f相对隔水,大坝段沿坝轴线布置,帷幕线全长约225m.根据坝区工程地质条件,帷幕灌浆布置为单排孔,孔距3.0m,防渗帷幕灌浆总进尺2527m.为降低坝基扬压力,在基础灌浆排水廊道内下游侧布置一排排水孔,孔距3.0m,孔深为帷幕灌浆孔深的1/2,孔斜向下游倾10度.

3.2.6垭口处理设计

垭口高程465m,水库正常蓄水位461m时,垭口纵向厚度约68m,属宽厚型垭口.通过高密度电阻率法（详见黎平县猫洞水库工程物探报告及附图）查明垭口覆盖层3～4m、强风化厚度7～9m,即正常蓄水位高程461m左右为覆盖层与基岩的分界线,覆盖层现状较好,为可塑～硬塑状粉质粘土,渗透系数4×10-5～4×10-6,属弱透水,水库蓄水后沿覆盖层大范围渗漏的可能性小；故此处只进行帷幕灌浆处理,帷幕灌浆布置为单排孔,孔距2.0m,防渗帷幕灌浆总进尺2010m.

4结束语

猫洞水库工程混凝土重力坝优化设计中,根据坝址地形地质条件,结合大坝建基面和坝体结构布置及现场施工等因素,首部枢纽设计由下坝址常态C15混凝土重力坝+左岸坝身取水+输水总干渠+西干渠+北干渠+东干渠+小里干渠多个部分组成.水库工程建成后能解决灌区5448人的饮水问题,满足灌区12500亩水田,7000亩旱地667.7万立方米/年的灌溉要求,作为公益性项目,实施后将极大的改善项目区农民的基本生活条件及农业基础设施,加快受益区农民脱贫致富的步伐,为全面建设小康社会,解决当地“三农”问

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参考文献

[1]贵州新中水工程有限公司.黎平县猫洞水库工程可行性研究报告[R].2012.

[2]耿振云,白素薄,张秀崧,等.戈兰滩水电站碾压混凝土重力坝设计[J].云南水力发电,2008（B09）：22-25.

作者简介：黄悠悠（1989-）,男,江西抚州人,本科,助理工程师,主要从事水利水电工程设计工作.

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