镇墩设计探讨.docx

山区小水电高陡边坡上的镇墩设计探讨[摘要] 山区小水电多为引水式水电站,水头较高,压力管道所在地多为高陡边坡。在这种情况下,镇墩设计除了需要满足抗滑及地基应力要求,还要考虑抗倾覆问题及镇墩的开裂问题(上凸弯管) 。通过对知木林水电站高陡边坡上的镇墩进行设计分析,选取适当的治理措施,总结了在高陡边坡上镇墩设计中几点经验,以供同行参考。[关键词] 镇墩;高水头;边坡稳定;裂缝控制[中图分类号] TV74　　[文献标识码] B　　[文章编号] 1006 - 7175 (2010) 03 - 0297 - 03Study about Design Anchorage Block on High - steep Slope of Small Hydropower in Moun ta in AreasPANG L i - jun, QIWen - bang, WEN L in - zi, HUANG XiAbstract: Small hydropower in mountain areasmostly are diversion type power stations, which have high water - head1 The penstocks usually are lay outing on the high - steep slope1 Under the circumstances, besides the requirements of stability against sliding and foundation stress, the design of anchorage block should also meet stability against the overturn and cracking p roblem on the upper convex elbow1 This paper focuses on designing and analysising anchorage block on high - steep slope of Zhimulin Hydropower Station, choosing p roper controlmeasures so as to summarize design experience about anchorage block on high - steep slope.Key words: anchorage block; highowater - head; stability; crack control1　概　述知木林水电站位于小黑水河流域境内, 设计水头212 m,设计引用流量12.30 m3 / s,装机容量21MW,是高水头引水径流式电站,属工程等别为四等小( Ⅰ)型工程。压力管道沿隧洞出口的山坡斜向弼石沟布置,斜坡平均坡度约为37°左右,分4段布置,共设镇墩5个。隧洞出口为1#镇墩,厂房为5#镇墩。1# ～2#镇墩基础置于中生界三迭系西康群上统新都桥组:深灰——灰黑色薄板——叶片状粉砂质、钙质和少量炭质板岩(或千板岩)为主,间夹少量钙质石英砂岩或凝灰质砂岩。局部偶夹透镜状砂质灰岩上; 3# ～4#镇墩基础置于新生界第四系崩坡积层由粉砂质板岩、钙质板岩、炭质板岩、千枚岩、钙质石英砂岩、凝灰质砂岩、钙质粉砂岩等岩石的块碎石与亚黏土组成的亚黏土夹块碎石层上。5#镇墩基础置于新生界第四系河流冲积层漂卵砾石夹砂层上。本文主要通过对4#镇墩及其边坡进行设计分析,选取合理的工程措施,总结镇墩设计经验。2　镇墩的设计原则我国现行的镇墩设计依据的规范参见文献[ 1 ]、文献[ 2 ]。根据规范,结合已建工程的成功案例以及失事破坏的经验,镇墩设计应满足以下的基本条件:(1)抗滑稳定。镇墩在各种力作用下,其抗滑稳定安全系数大于允许抗滑稳定安全系数。(2)地基应力。镇墩的地基设计应力大于镇墩的地基实际承载力。(3)抗倾覆稳定。镇墩高度较大的时候,镇墩建基面距离钢管合理作用点距离较大,需进行抗倾覆稳定验算。(4)不发生扭转。当压力钢管存在平面转弯的时候,要防止其发生扭转。(5)裂缝限制。对于上凸弯管(管段坡度上部缓下部陡)上的镇墩,应采取措施,保证镇墩不发生腰线开裂或者控制其开裂。由此可见,镇墩的设计需完成抗滑、抗倾覆、地基应力和抗扭转验算,并采取合理的措施,预防墩体裂缝的产生。3　镇墩设计实例3．1　工程地质知木林水电站压力管道上的4#镇墩,基础置于新生界第四系崩坡积层由粉砂质板岩、钙质板岩、炭质板岩、千枚岩、钙质石英砂岩、凝灰质砂岩、钙质粉砂岩等岩石的块碎石与亚黏土组成的亚黏土夹块碎石层上。为满足镇墩地基承载力,镇墩建基面开挖掉表层的亚黏土夹块碎石层,