建造在覆蓋層上的柯柯亞面板堆石壩

PAGEPAGE8建造在覆蓋層上的新疆柯柯亞面板堆石壩摘要:在覆蓋層上直接建造混凝土面板堆石壩，人們普遍關(guān)注其變形問題，本文介紹了覆蓋層上柯柯亞面板堆石壩的設(shè)計、施工和運行經(jīng)驗。它包括：①認真做好壩基勘探工作，采取措施提高地基變形模量；②改進混凝土面板堆石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計，對變形伸縮縫采用表面柔性止水；③合理安排施工工序，減小水庫荷載作用下的后期沉降，柯柯亞的成功經(jīng)驗表明，在覆蓋層上直接建造混凝土面板堆石壩在技術(shù)上是可行的，并具有顯著的經(jīng)驗效益。關(guān)鍵字:建造在覆蓋層上的新疆柯柯亞面板堆石壩柯柯亞水庫位于新疆鄯善縣城以北45km，博格達山南麓柯柯亞河出山口處，海拔高程1029.70m以上，壩址基巖屬三疊紀，侏羅紀接觸帶的紅色泥頁巖、沙巖、礫巖互層，礫巖膠結(jié)程度中等，基巖中裂隙較為發(fā)育，河床最大覆蓋深度為37．5m，地震裂度為7度。壩址區(qū)最大風級ll級，歷年實測極端最高氣溫為40．3℃；極端最低氣溫一32‘C。本工程以灌溉為主，規(guī)劃最大壩高41．5m，最大庫容1200×104m3。1982年大壩建成開始發(fā)揮效益。l985年驗收，現(xiàn)已經(jīng)過24年的運行考驗，壩體工作正常。一、壩體設(shè)計柯柯亞大壩平面布置及典型剖面如圖1、圖2所示。圖1圖2壩頂高程及壩寬度本工程校核洪水位為1068．18m，保壩洪水位為1070．78m，考慮到下游有蘭新鐵路和飛機場，因此采用較寬裕的安全超高，．壩頂設(shè)2.3m高的“L’’型的鋼筋混凝土防浪墻，墻頂高程1071.20m。實際壩頂高程1069.70m。為滿足機械化施工的要求并考慮到本工程實測水文資料不足6年，以及日后加高的需要，把頂寬度選用7m。2．壩坡‘牛京獎在規(guī)劃本壩壩湖坡時考慮以下敵四個因素：振(1丈)漏本壩直接建造甚在覆蓋層上，杏壩坡穩(wěn)定除壩閥體填筑材料外爬還受壩基控制悠，因此壩坡不月宜過陡。響(2零)名壩體沉降除受商壩料級配和填善筑密度影響之儲外，還受壩基井影響，為降低勸面板壩沉降梯久度，亦應(yīng)放緩即壩坡。教(3性)宵為充分使用樞尺紐的軟弱開挖辯料，對下游壩胸坡也需放緩。撿(4技)鮮本工程采用分六離式無筋混凝茅土面板，在壩撓坡上由人工施問工，為保證施醬工方便和混凝巷土面板質(zhì)量，撲壩坡不宜過陡夫。對上游壩坡過采用折線型表胞面，高勇程倡1067.7蝦0通m殲以下倍為慨1毅：尺22.7覆5巴，以上搭為止l膝：玻2.征0械；下游坡浪在膨1054.7述0敢m叫設(shè)戧臺一級隙寬欠2挽m因，在此以上姑為蹦l屬：往1.寇5霸邊坡，以下膏為俊l添：槽1前．皂7扶5秧邊坡。怒席3壟．筑壩材料及悄壩體分區(qū)拍緒譜為充分使用當舟地材料，壩體臨采用砂礫和溢敬洪道開挖出來蝕的石渣料進行吸填筑，壩體分鹽為四個區(qū)域?？h栗踢Ⅰ戒、困Ⅱ炸、芹Ⅲ捉滾區(qū)沙礫料級配墻見鋒表先1嗓。表1卵翼顆粒級配悄(蜘％潤)種偵料場吉遇編號駐>80昏(mm)攔8反～腦20而(mm)巴20蒜～杠2削(mm)殿<2榨(警m洗am)碑含泥量芝(鍋％導(dǎo))悲平均粒徑丸d殲。飽(深mm)族不均勻圍森系原殺數(shù)音槳備階跡屯注永H殿—類Ol散28根36.5沈22.5榴13誰5.5懷41政43.8昆H逗—索O2窄26.4口37.8厘28.2并7.6曲2胖30梁35.5炎曬H肅—鍵O3厚2.4蕩33.9冠28遙15.7復(fù)2.1然27室45.5丸G免一刪01背25.5及31.1叫28.4巨15宮4.8壺27.3曾54.7捎G橫—領(lǐng)O2纖20.7荷32.8麗32.5寺14殲3.3島27登45.5尤之權(quán)第忍1叮區(qū)為主堆石區(qū)德，采用砂礫料升進行填筑，主蔥要選它用取G_0頭1教、霞G_0秒2紗料場壩料，靠咬近上游邊坡面辜板權(quán)下鏟3盛m差范圍內(nèi)，系墊釘層區(qū)，其主要骨作用為：我(1伸)案為面板提供可披靠的基礎(chǔ)，并糊將面板所承受描的水壓力均勻成地傳給主堆石泳區(qū)，限制本區(qū)今壩料最大粒徑鞠不超易過網(wǎng)l50m孟m槳。飯(2腰)報為防止在冬季是面板裂縫，接邊縫漏水聚集在棄墊層區(qū)產(chǎn)生凍暗脹，要求本區(qū)圍筑壩材料的含戒泥量不大惕于考5吳％，滲透系數(shù)喊大報于釋l窄0載～愉zc燃m筐／藥s喜。孕(3昌)婦為防止面板遭筑凍融和冰堆、牧冰拔破壞，要掙求墊層區(qū)在凍宏季能有熱對流招產(chǎn)生，將壩體肝、庫水體脈的熱量通過對肝流由面板散出美，以防止產(chǎn)生隔壩面岸冰凍結(jié)祥，亦要求墊層葛滲透系數(shù)大悠于妙l0果-2濾c玻m遇／擱s繞。復(fù)考慮到上述要圖求，特選用河中床中清潔砂礫許料批H掠—鋤—痰0媽3識填筑在墊層區(qū)榆。商1慢區(qū)砂礫料填筑劫控制相對緊密飲度挽Dr>0.7叉5勝，相應(yīng)于容亭重勁2.15懇T券／米m長3數(shù)。伏筐畏第艷Ⅱ切區(qū)為雜料區(qū)，儉采用溢洪道開磚挖料填筑，壩票料主要巖性為至砂巖、礫巖、竭泥巖等。為防悟止進一步風化紅，在其表滅面業(yè)l鵲m五范圍內(nèi)，填筑脾砂礫料并用于踢砌卵石護坡加峰以保護。也強嘴第伶Ⅲ嗚區(qū)為排水區(qū)，采以防止浸潤線萄上升詢到沈Ⅱ莊區(qū)，引后起狐Ⅱ猛區(qū)壩料進一步戲風化，要求本偉區(qū)滲透系數(shù)大住于節(jié)10哥-2恨c松m萍／社s允，故采用干凈欺的河腥床塵H-0蘇2秘料場砂礫料填聯(lián)筑。努奏本第轟Ⅳ幼區(qū)為粗料堆積碌區(qū)，受將植Ⅰ景、吧Ⅲ瘦區(qū)的粒徑大策于側(cè)300m執(zhí)m伙者堆積于本區(qū)功，它一方面增面加壩趾處穩(wěn)定饑，另一方面防枯止溢洪道泄洪星后回沖壩腳。綱負陸二、壩的防滲詞設(shè)計昌鑒1衰．壩基處理牢鋤良壩基為沖積砂燒礫層，其一般眠深度從為絨15繡m皂左右，最大深持度繁達株37.5犯m抽，砂礫石層顆凱粒組成自上而釘下有逐漸變細店的趨勢；無淤符泥層，僅在不腫同高程上分布豎有不連續(xù)的中刪粗砂礫透鏡體析。在接近基巖功面以塊上理2蹈m似范圍內(nèi)分布有盾細礫層。整個惡砂礫層中有零甚星漂礫和孤石陳存在，其粒徑蜻不等。覆蓋層迷電阻率她為銳60陽0糞～悲１忘00雜0售Ω惱，波速Ｖ恢＝講100福0佛～猴1300見m盆／舍s模；估算變形模柏量遭E闊＝瓦60MP鳥a土。河床平均滲執(zhí)透系項數(shù)錘K抓＝床4×10攻-2帽c胳m觸／登s蠅。返觀執(zhí)經(jīng)方案比較后域，決定將壩體樣填筑在覆蓋層割上，壩基采用睡槽孔混凝土防寸滲墻進行垂直蜓防滲，有關(guān)防殃滲墻技術(shù)指標丟如壤表改2濕。表2黃供墻體技術(shù)參數(shù)閱母防滲墻混凝土催配合比炭最大深度紐37獄.5m淘存墻厚旬0.廳8m耐水灰比溪0.6環(huán)水泥用量尋275k9碼／抹m3爆槽孔長度榨6豪.峰8,8朱.迫8m球嵌入基巖深度店0.5瑞～遮1.0m辭抗壓強度濤8刷～赤10MPa墳摻土量眾25雕％株墻上水頭糧40貧m魯墻上水力坡降首50逝坍落度渣19泊～償2lcm鋪抗?jié)B標號院S8賤鉆孔總進尺腹12展00m敬為了防止壩基具和壩體沉陷給蒸面板帶來的不座利影響，設(shè)計香時采取了如下鞏措施既：頌①撐為使面板能適屬應(yīng)沉降變形，長采用了分離式顯無筋混凝土結(jié)扣構(gòu)，每塊面板皆為丈5m×7夜m叮，按橫向布裝置伍(獻即長邊平行于驚軸架線荒)寇；巴②塑放緩壩坡，這辛既可以減小垂懷直變形梯度，勸又利于人工施典工和防止面板貓對防滲墻產(chǎn)生鑄推力醒；悠⑧崗要求面板施工切滯后于壩全填作筑半年以紗上潑(雙僅在后期未予表控勁制嚷)但；某④鳴將防滲墻軸線南布置在壩踵上膀游駱23狐m兆處，面板與防撓滲墻間設(shè)拱形爪連接板，以減你小由于壩體自裹重而作用在防巨滲墻的水平推朋力扛(撒根據(jù)計算作用謹在防滲墻的水燈平推力可減礙小端1/3騾)半，并且在水壓鉤力作用下，?？首C拱形連接板換與防滲墻結(jié)合府部位及與上部頑面板結(jié)合部位逼承受壓力而不吩開裂。崇堅2憂．面板伸縮縫拒、周邊縫犯觸屆板間伸縮縫、炎周邊縫的構(gòu)造伍如粒圖貫2怖、毀圖替3俗所示，由于在慮河床部位未設(shè)惠趾板，而是將區(qū)拱形連接板與感防滲墻直接相芹連，為保證在樣防滲墻體與拱福形連接板變位標時，其周邊縫勇不產(chǎn)生滲漏，擋采用柔性的焦鋒油塑料砂漿將副整個接縫包裹改密封，并補以絨瀝青玻璃絲布烘封阻，見角圖其4稀。正柯柯亞面板壩龜所用焦油塑料發(fā)的具體技術(shù)指酷標見捏表恒3葛。待見礦朵統(tǒng)御表毫3伴項目廉指標梅吸水率滿(縣％鼻)趨比重婚1.35矛針入度漿(銅1項／薪10ram)拆80遭～艱140館軟化點鐘(霉℃的)餡>100遮低溫伸長率陽一春20帽℃戰(zhàn)時季>180某％鳥熱穩(wěn)定性挖60耳℃奶不流淌很與混凝土粘結(jié)交強度擁24N沾／倆cm拘2候大于自身強度閑滲透性炒不透水胃輩筍警幸爆注疊圖均3叢混凝土面板周本邊縫大樣圖日1摩一混凝土面板識；跑2蹤～混凝土趾板嘗；螺3籌一焦油一塑料叉砂袖唯鋤漿板罪；竹4看～焦油一塑料洞；意5凈一焦油一塑料饞封閉層門順慢益敗圖璃4緩混凝土面板與肅混凝土防滲墻擇結(jié)合部大樣圖勻1愉一混凝土面板披；津3窮一焦油一塑料泊砂漿若；如4雜一焦油一塑料暖；懷6政～瀝青玻璃絲棋布蠅；棍7援一混凝土防滲塑墻汁冊鋸由于焦油塑料演具有優(yōu)良的防撇水性能，且能碑適應(yīng)較大的變悔形，因此本工陡程在伸縮縫與鼠周邊縫設(shè)計中剃，取消了金屬拜及橡膠止水片膨，只設(shè)一道止憶水，即在縫口厘灌注焦油塑料真并在其表面用區(qū)焦油塑料拌制車成砂漿板進行陽封堵，經(jīng)室內(nèi)蕩試驗和工程運幫用證明這種處杏理在防滲上是扶可靠的。只妄3祖．面板混凝土棕彈芒本工程采用無陽筋混凝土分離壇式面板，面板附滲透水力梯度監(jiān)為屬8巷0折，按規(guī)范要求視混凝土抗?jié)B標柄號應(yīng)不肌低妹于瞎S飼s端。由于本工程捎處于高寒地區(qū)刮，要求抗凍標告號職為寫D20暴0踩，相應(yīng)強度標昏號頌R>200M姑P懼a辜，采用三級配玩混凝土，每立部方米混凝土中貪使用永登普通驢硅酸腫鹽擔52事5敢號水獸泥聾291k絡(luò)9予，水灰啄比玻<0·5奉5術(shù)。另由于面板帝是在斜坡上施籌工，故要求坍貝落度愛為高3c句m爹。輔輸4伐．基巖灌漿諒膚炸柯柯亞水庫左拆壩肩沿卸荷裂階隙和層面襲隙糞繞壩滲漏嚴重農(nóng)，為此進行了宜幃幕灌漿防滲老處理。幃幕為肉單排，孔熄距概2陜．摩5蒜m抄，孔深解達腫30帖m鋒，總進尺朽為農(nóng)1000銹m習。但由于孔線苦受地形限制，忠?guī)r坡上部沒有孕進行灌漿，個壓別地段裂縫又私極為發(fā)育，因缺此在左壩肩未蛾形成封閉的整搞體防滲幃幕，椒其防滲效果不鞠顯著。恒剛索三、原型觀測撕廉季柯柯亞面板壩款在建設(shè)時期未魚設(shè)置原型觀測由設(shè)備，為了解奶運行期間面板輩工作情況饞，扛198藍6阿年秋安裝了測抱壓管，并開展暮了觀測工作，奧現(xiàn)將有關(guān)情況業(yè)分述如下。需絨1鹿．沉降變形觀廣測材犬竭例根據(jù)計算，壩桃基覆蓋層最大參沉降量善為未2賭9莖．久6c岸m司，僅為覆蓋層漸厚撈的宰0測．遲8石％，壩體竣工納后，壩猴頂實際發(fā)生的漲沉降宮僅養(yǎng)3c隸m怎，顯然壩基與千壩體的沉降大價部分在施工過汪程中就已變形賽穩(wěn)定，由此可窗見壩基存在較骨厚的覆蓋層并領(lǐng)未引起壩體過需大的沉降。范從整體上看，虜壩面平整，無倒常現(xiàn)象出現(xiàn)。2．滲流觀測壯柯柯亞大壩共覆設(shè)測壓右管品3畜排御(允順河賽向康)突，監(jiān)視壩體、栗壩基滲流情況刮。杯198奶8桶年女3念月布15El剪和蝴198弄8弦年饒5夏月欠6嫌日兩次典型觀蓮測成茄果抗(死見勝表趴4凱)鵝表明。表4饞日期怪庫水位遼(枯m)柏2廉號孔水位怎(沈m)姓5獨號孔水位魔(鴨m)延8察號孔水位指(蘋m)甩滲透欺勇坡降伸過水面積害(起m2)墓?jié)B透流量秧(藥L近／奉s)轎988.3.稍15裝1056.5燕025.4腦1018.8級1016.9辟0.0237抬5庭1900換18估．鷹O5同1988.5奮.6啄1064.0翅1028.0掏1023.8來1022甚．前O奇0.0225沉2897置26.01參(1活)嶺盡管兩岸基巖踐裂縫發(fā)育，繞郵滲嚴頑重蒜(糟可由隧洞中發(fā)毯現(xiàn)戶)見，柯柯亞面板獻壩總的滲透流醬量還是較小蜜的，在水頭特達超39揚m去時，滲透流量紫僅隸2鷹6聯(lián)．狼Ol睡L羞／吸s芹。美(2洪)讀柯柯亞面板壩飾在最高水位時嬸，浸潤線仍在綠天然河床高程屈以下。例如在娛左岸繞滲嚴重妻的區(qū)域，浸潤犯線只是接近河胞床表面；根嫂據(jù)粱198賓8簽?zāi)晡?凈月物6E貴t貓，乓2顏號劈、素5印號甘、第8為號測壓管水位佳推算，在上游少壩踵防滲墻處扁浸潤線仍在原扛河床以始下苗3房．歸7汁m痕。因此，在總駁體上看，柯柯歷亞面板壩的砂魔礫壩體處于非押飽和狀態(tài)。含(3份)砌從庫水位與測泰壓管水位的關(guān)跌系上看，測壓雀管水位大約比劉庫水位滯魂后賭6傾～欺7狠日，這也表明遭柯柯亞面板壩織的滲漏是較小給的。頁柜3翠．冬季岸冰觀險測危顆四柯柯亞水庫未在妖8肆個冬季運行過協(xié)程當中，曾經(jīng)博歷了松一爛2認7集～壇一遷3怨0辭℃活的天氣過程，嶄盡管庫面結(jié)冰蟲厚度斜達程80c電m虎。但水面冰蓋徒與壩面間始終攤保繞持譯l桌～赴3c持m粱的不凍區(qū)，庫睜水可沿這條縫駁隙升到冰面上瞞，在距壩腦面救2職0挖～租30c真m線寬的冰面上具屠有不凍水分布那。塑魔雹四、討論與結(jié)煌論湊(1搶)米柯柯亞面板壩增的運行和原型獻觀測資料表明沿它的防滲系統(tǒng)筋設(shè)計是成功的吊，在深厚覆蓋搬層上建造面板蔽壩，人們主要撇關(guān)心的問題之組一是壩基沉降洲造成面板及周紫邊縫、板問縫告的破壞。關(guān)于挖這