水利工程論文-Karahnjukar混凝土面板堆石壩的設(shè)計考慮.doc

水利工程論文-Karahnjukar混凝土面板堆石壩的設(shè)計考慮摘要：本文論述了計劃在冰島東部建設(shè)的190m高的Karahnjukar混凝土面板堆石壩的設(shè)計。設(shè)計采用了可確實縮短工期的從動結(jié)構(gòu)。設(shè)計具有提前工期、降低造價，并對陡峭峽谷和復雜地質(zhì)進行處理的特點。同時簡述了地震設(shè)計和穩(wěn)定分析。關(guān)鍵詞：Karahnjukar混凝土面板堆石壩設(shè)計考慮該工程占地范圍從需建三座壩的上游壩址，經(jīng)位于Fljotsdalsheidi高原的一條長40km、直徑7.2m的前渠隧洞，至位于Teigsbjarg裝機5115MW軸向輻流式機組的動力洞室的下游壩址。在Fremri-Karahnjukur山JokulsaaBru河上，筑190m高的Karahnjukar壩和2座副壩，左邊為Saudararstifla，右邊為Desjararstifla，形成溢流堰頂高程625，水庫的有效庫容約為2.1109m。該河平均流量為103m/s，在融雪季節(jié)流量通常高達600m/s。平均年徑流量約為3.3109m，水庫的年來水量集中于79月間。水庫最小運行高程為550，死庫容約為0.3106m在Desjararstifla副壩上建一座頂部高程為625的混凝土反弧面溢洪道，同時考慮在Karahnjukar壩左壩肩建一隧洞溢洪道。施工期間，河水通過2條長600m，直徑為5.8/6.4和8m的導流隧洞。其中一條隧洞以后將作為瀉水底大壩為傳統(tǒng)的混凝土面板堆石壩，部分材料采用當?shù)噩F(xiàn)有建材。壩體體積約為9.6106m，所用混凝土體積僅為90000m。大壩迎水面和中間部分壩體由大壩上游冰川沉積的熔巖托塊及砂質(zhì)石子組成。下游面板由常用的爆破玄武巖組成。Karahnjukar壩穿過45m深的峽谷，由陡峭的右壩肩和相對平緩的左壩肩組成。峽谷壁480高程以上由暴露的熔巖塊組成，以下由柱狀玄武巖組成，壩肩處被2030m厚沖積冰川的沉積物與半堅硬的淤泥及冰磧覆蓋。更深處的UTB玄武巖被較薄的沉積互層分隔，這樣當巖石塊的滲透性在10100Lu（呂容）間變化時，Q-NGI分類值為310。峽谷底部以上至峽谷壁中部附近50m厚地帶內(nèi)，以橄欖石玄武巖占優(yōu)勢，巖石在熔渣、多孔玄武巖與均質(zhì)完好的柱狀玄武巖之間變化。當額定Q在616范圍內(nèi)，橄欖石玄武巖通常具有一致性和連續(xù)性，并且一般滲透性小于1Lu較高處的峽谷地質(zhì)條件有些變化，與兩壩肩處不同。在西邊，橄欖玄武巖上覆蓋著沉積層，沉積層上部為典型Q值在25之間的橙玄玻璃角礫巖。巖石具有相當大的不均勻性，在沉積巖石至熔巖塊之間變化，巖石塊滲透性從1到大于100L不等。在東邊，部分巖石上覆蓋著沉積層和玄武巖“河道玄武巖”。對連接區(qū)域進行嚴格的灌漿處理。在更高處，比較早期的嚴重非均質(zhì)Karahnjukar巖石占優(yōu)勢；該地層在較低部分為熔巖塊，在較高的高程上，更多的為凝灰質(zhì)巖石。Fremri-Karahnjukar山下為古老的完全為橙玄玻璃的山谷。其底部與確定的壩址處的峽谷的底部具有相同的高程。可以假定這座古老的山谷通向現(xiàn)在壩址偏南的河東岸，也就是Fremri-Karahnjukar和Sandfell山之間的低谷。該巖體在強度和滲透性方面屬于完全不同的種類，樣品主要顯示Q小于1，而后面的則大大地超過了幾十Lu一些斷層貫穿壩址附近的峽谷。用傾斜的與斷層和裂縫相交的鉆孔測量滲透性，滲透性未出現(xiàn)任何顯著增長的跡象。直徑45cm，高911cm的巖芯，壓強變化情況為：橄欖玄武巖在60235Mpa之間，拉班玄武巖在150440Mpa之間，斑狀玄武巖在70212Mpa之間，熔渣在739Mpa之間，沉積層（砂石和凝灰?guī)r）在233Mpa氣候該工程位于大Vatnajokull冰川的北部，所以氣候相對干燥。最低和最高溫度為-25（2月至3月）和20（仲夏）：0以下的溫度在一年中的任何月份都可能出現(xiàn)。高原受強風控制，冬季尤甚。壩址地區(qū)一年中有半年基本上被積雪覆蓋。四月下旬開始化雪，7月-8Halslon和Karahnjukar壩和一期工程的附屬建筑物的主要數(shù)據(jù)在表1和2中給出。3建筑材料與大壩分區(qū)Karahnjukar壩為分段混凝土面板堆石壩。大壩上游和下游坡度都為1：1.3。擋水墻頂高程為630.5，比溢洪道頂標高高5.5m，比可能最大洪水水位高2.2m。與高增長的大壩成本（三個壩）相比，溢洪道相對便宜，因此該壩比一般的高混凝土面板堆石壩高程低。+0.8m的壩頂超填量用來補償長期的堆石沉降以及大壩受到強地震影響時可能出現(xiàn)的沉降。大壩分區(qū)與傳統(tǒng)的混凝土面板堆石壩粗粒堆石構(gòu)造有些不同。以下為堆石分區(qū)的詳細情況：1.大壩（冰川泥砂）上游約2km處，有大量的無粘性細骨料，可起到防裂作用。2.3.4.5A.5B.6A.6B.建議采用指定側(cè)石混凝土，代替噴混凝土或灰漿涂料對區(qū)3進行防護，正如近期在萊索托的Mohale大壩和巴西的Ita大壩的應(yīng)用。在從上游向下游增加的層的厚度方向設(shè)堆石分區(qū)，在需要處提供一個高模數(shù)，并增加向下游的滲透性。在澆筑并壓實后，區(qū)2在邊界包線內(nèi)需進行級配，如表3所示。區(qū)3的級配包線如表4所示。區(qū)3的滲透性須低于10-4cm/s，以確保大坡度下的內(nèi)部穩(wěn)定。區(qū)4的滲透性超過10-5m/s。區(qū)3與堆石區(qū)5之間的過度區(qū)的級配如表5所示。區(qū)5和6面板級配的要求對細骨料的數(shù)量有所限制，如表6所列。超高與國際大壩委員會“設(shè)計洪水位的選擇，水流方法”相一致，設(shè)置超高以便使極端水位（可能最大洪水）不會淹沒壩頂，從而防止引起漫頂時毀壩。另外，1: