水库坝型设计方案论文(全文).pdfVIP

水库坝型设计方案论文

1枢纽工程选址对坝型影响

芣兰岩河又称虹霓河、寺头河，是露水河的一级支流，全长

54km，在山西境内长47km。河道在虹霓村至槐树坪村形成长

约2.5km的峡谷地带，两岸岸坡陡立，河谷底宽20～70m，且

两岸山坡多基岩裸露，因此，将虹乙水库枢纽工程选在该河段。

该段河道呈深“U”型，两岸悬崖、陡坡基本对称分布，从下至

上有3道垂直悬崖及悬崖间陡坡组成，3道悬崖分别高约40m，

20m，30m，崖顶高程分别为715．00～720．00m，735．00～

750．00m，780．00～810．00m，在虹霓村口处有一滚水坝，

滚水坝后为一陡坎，水流在陡坎处形成瀑布跌落河谷，瀑布高约

55m。上游河段（上坝址）虹霓村滚水坝下游约1700m处河谷

狭窄对称，两岸陡峭、岩石出露，坝址区无断层通过，两岸卸荷

裂隙有发育，岩体相对较完整，地形地质条件比较适合混凝土拱

坝、重力坝，泄洪、排沙及取水建筑物可与大坝整体布置，泄洪、

排沙效果有保证；水库正常蓄水位较高，有利于提高自流灌溉面

积；大坝总体工程量较小，总体投资较省。但河谷狭窄，泄洪排

沙、取水建筑物布置受到限制，在施工组织、质量操纵等方面技

术难度较大。下游河段（下坝址）距滚水坝约1880m处河谷相

对上游较开阔，适宜坝型为混凝土重力坝，泄洪、排沙及取水建

筑物可与大坝整体布置，泄洪、排沙效果有保证；泄洪排沙、取

水建筑物布置相对便利。但大坝工程量大，总体投资较大。经综

1

合比较，两坝址地质条件相近，工程规模相同，从主体工程投资

来看，上坝址投资较少，确定上坝址为推举坝址。

2工程地质条件

坝址区地层为单斜构造，各岩层呈整合接触，岩层倾角平缓，

呈水平状。两坝肩下部均为近垂直的悬崖，上部为陡坡，两侧地

形基本呈均匀对称状，出露地层均为中厚层状石英砂岩夹薄层粉

砂质页岩，巨厚层状石英砂岩，岩层产状呈近水平状，略倾向左

岸；两岸发育较多顺河床向的卸荷裂隙，近垂直状；左坝肩悬崖

中不存在无倾向河道的缓倾角裂隙面，斜坡中钻孔揭露弱风化基

岩层厚约11.8m，推测悬崖部位弱风化基岩层厚6～10m，自然

岸坡和开挖切坡较稳定；右坝肩地质条件与左坝肩基本相同，但

右岸岩层略倾向河道，岩层中软弱夹层可能存在软化现象，受扰

动时岩块可能会沿卸荷裂隙及粉砂质页岩层面产生滑移，易产生

失稳现象。坝基基岩主要为中厚层状石英砂岩，局部夹薄层粉砂

质页岩，上部弱风化岩体中裂隙较发育，岩体完整性差，下部微

风化岩体较完整。覆盖层厚约10.5m，为砂卵石层。坝基抗滑

稳定主要受粉砂质页岩夹层层面操纵，其各力学参数较低，坝基

抗滑稳定较差，坝基可能会沿粉砂质夹层层面产生滑移。

3坝型比选

3.1枢纽布置方案

根据地形地貌、地层岩性、地质构造等条件，经综合分析，

由于河谷较狭窄，且两岸陡立，坝外布置泄洪建筑物难度较大，

1

成本过高，不具备修建堆石坝条件。坝址区附近有丰富的石料及

砂砾石料，主要成分为灰岩、石英砂岩，其中灰岩约占90%，

具有较好的砂石料场，且料场距坝址区仅约1.0km，能够满足

混凝土坝砂石料需求。从泄洪建筑物布置条件来看，由于坝址河

谷宽仅25m，局限于河谷地形条件，泄洪建筑物宜与枢纽工程

结合布置，适宜布置混凝土溢流坝。为此，选择拱坝和混凝土重

力坝两种方案重点对挡水建筑物、泄洪建筑物的工程布置和主要

技术经济指标进行比较。

3.1.1拱坝方案

根据工程地质情况，两坝肩作为双曲拱坝坝肩时稳定性较差。

因此，拱坝方案拟选用混凝土重力拱坝方案。大坝由非溢流坝段、

溢流坝段、泄洪排沙孔、取水口等组成。采纳6拱券5不等段

设计，从上而下每段高度分别为10m，10m，10m，10m，11m。

每层拱券弦长68.4m