寶泉抽水蓄能電站上水庫瀝青混凝土面板堆石壩應(yīng)力變形分析

瀝青混凝土面板防滲斷面形式一般有簡式和復(fù)式之分。考慮基礎(chǔ)巖層中普遍分布有軟弱夾層,張河灣抽水蓄能電站上水庫采用瀝青混凝土面板全庫盆防滲,并對(duì)防滲面板斷面形式進(jìn)行了創(chuàng)新性的優(yōu)化設(shè)計(jì),成功實(shí)現(xiàn)以(防滲)整平膠結(jié)層替代下防滲層和原整平膠結(jié)層,減少了一層,取得了良好的防滲效果和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí),對(duì)工程安全運(yùn)行具有重要意義。

張定彪∥白濟(jì)汛水電站超高水頭壓力管道工程地質(zhì)選線及評(píng)價(jià) 水利水電技術(shù)　第38卷　2007年第12期 表3　管道線分段csmr評(píng)價(jià)結(jié)果 分　段 一段二段三段四段五段六段七段 強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)～弱風(fēng)化 邊坡類別ⅲⅲⅱⅳⅲⅳⅱ csmr值50～5540～5060～6525～3550～5520～3060～70 巖體質(zhì)量一般一般好差一般差好 穩(wěn) 定 性 岸坡中等穩(wěn)定中等穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定中等穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定 邊坡穩(wěn)定性差洞臉基本穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定性差基本穩(wěn)定穩(wěn)定性差基本穩(wěn)定 破壞模式小坍塌、塊體滑落小坍塌及掉塊少量掉塊沿松散層面或松弛帶坍滑小坍塌及掉塊松散層面或松弛帶坍滑少量掉塊 加固措施滑動(dòng)系統(tǒng)加固局部錨固局部錨固墩基設(shè)抗滑樁滑動(dòng)系統(tǒng)加固墩基設(shè)抗滑

瓊中抽水蓄能電站根據(jù)地質(zhì)地形條件及料源情況，通過方案的綜合經(jīng)濟(jì)比較，下水庫選擇適合于當(dāng)?shù)貤l件的面板堆石壩進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于面板堆石壩的壩基地形條件較復(fù)雜，為保證大壩的安全運(yùn)行，其壩體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及合理性分析是本文所需闡述的重點(diǎn)。

張河灣抽水蓄能電站上水庫為瀝青混凝土面板堆石壩,本文采用鄧肯e-b模型模擬堆石壩體,采用考慮流變的粘彈性模型模擬瀝青混凝土面板,并考慮溫度對(duì)模量的影響,進(jìn)行有限元變形及應(yīng)力計(jì)算分析。結(jié)果表明,由于壩高很小,而且?guī)焖畨毫νㄟ^壩軸線上游堆石傳遞至基巖,堆石體的變形較小。面板在轉(zhuǎn)折部位出現(xiàn)拉應(yīng)變,但仍在安全范圍內(nèi),與瞬時(shí)變形相比,與時(shí)間相關(guān)的流變很小,可以忽略。

石砭峪水庫大壩高85m,是國內(nèi)最高的瀝青混凝土面板堆石壩。本文敘述了石砭峪壩監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;詳述了觀測項(xiàng)目的設(shè)置、測點(diǎn)的布置及儀器的類型數(shù)量;并對(duì)已取得的觀測資料作了初步整理分析。資料分析的結(jié)果表明:大壩監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理的,能較全面地反映大壩蓄水運(yùn)行的工作性態(tài)。目前大壩壩體的沉降已漸趨穩(wěn)定,周邊縫的最大開度值為1.27mm,經(jīng)過帷幕灌漿漏裂處理后,面板板后水位已顯著下降,大壩運(yùn)行狀況已有所改善。

宜興抽水蓄能電站上水庫主壩是建在傾斜建基面上的鋼筋混凝土面板堆石混合壩,壩型為國內(nèi)外所罕見,壩體和壩基應(yīng)力變形符合一般規(guī)律。在我國面板堆石壩工程中,主壩變形小,防滲面板裂縫在同類工程中屬于較少,說明主壩設(shè)計(jì)合理先進(jìn),施工質(zhì)量較好。

采用鄧肯-張e-b非線性彈性模型,利用數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)某堆石壩在施工和蓄水期的應(yīng)力、變形進(jìn)行了計(jì)算分析,得出了堆石體和面板的最大變形值及其發(fā)生位置。結(jié)果表明:蓄水對(duì)混凝土面板堆石壩的水平位移影響較小;壩體在竣工期和正常蓄水期兩種工況下面板的最大撓度均發(fā)生在上游壩坡和堆石壓重體的交界處,應(yīng)力總體較小,大壩穩(wěn)定性良好。

江蘇宜興抽水蓄能電站樞紐工程上水庫主壩為瀝青混凝土面板堆石壩,壩址區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜,下游面最大高差達(dá)285m,呈覆蓋于建基面上的貼坡體形狀.對(duì)此壩體選取代表性斷面進(jìn)行穩(wěn)定分析,采用三維非線性有限元進(jìn)行變形計(jì)算.計(jì)算顯示,該壩坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求,壩體內(nèi)變形和應(yīng)力水平均不大,不會(huì)發(fā)生剪切破壞.

針對(duì)江蘇宜興抽水蓄能電站樞紐工程水庫主壩由于壩址區(qū)地形質(zhì)條件均不理想，壩體上游面最大高差55m，而下游面最大高差達(dá)285m，呈覆蓋于建基面上的貼坡體，這樣一種國內(nèi)外所罕見的壩體體型，著重介紹了壩體的斷面設(shè)計(jì)，以及在靜力和地震動(dòng)力條件下壩體的穩(wěn)定及變形計(jì)算，同時(shí)對(duì)長期運(yùn)行條件下堆石體的里面變也作了介紹。

水利水電技術(shù)第39卷2008年第l1期 西龍池抽水蓄能電站上庫盆瀝青混凝土面板施工 陳春雷，戈文武 (葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，四川成都610091) 關(guān)鍵詞：西龍池抽水蓄能電站；上水庫；瀝青混凝土面板；施工 中圖分類號(hào)：tv641．43(225)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b文章編號(hào)：1000-0860(2008)11-0058-04 1概述 山西省西龍池抽水蓄能電站是一座以調(diào)峰、填 谷、調(diào)頻及事故備用等任務(wù)為主的電站，裝機(jī)容量 l200mw，年發(fā)電量18．05億kw·h。樞紐工程由 上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)、下水庫、地面開 關(guān)站等建筑物組成。其中上水庫采用瀝青混凝土全庫 防滲，防滲面積22．46萬m，于2006年l0月全部 完成，經(jīng)蓄水檢查防滲效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 2主要施工程序 西龍池抽水蓄能電站上水庫采用瀝青混凝土防滲 的

斜坡熱穩(wěn)定性是瀝青混凝土面防滲層設(shè)計(jì)和施工的突出問題之一。結(jié)合寶泉工程通過對(duì)瀝青混凝土進(jìn)行各種斜坡流淌試驗(yàn),證明鉆取直徑10cm的芯樣進(jìn)行斜坡流淌試驗(yàn)是不合適的。asbeck試驗(yàn)及大芯樣試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)真實(shí)可靠。中國標(biāo)準(zhǔn)采用馬歇爾試件測試并評(píng)價(jià)瀝青混凝土熱穩(wěn)定性簡便實(shí)用。如果馬歇爾試件斜坡流淌值不大于0.8mm,并且空隙率控制在3%以內(nèi),則瀝青混凝土面板斜坡穩(wěn)定性通常是有保證的。

寶泉上庫地處太行山脈,工程區(qū)山高坡陡,多大雨和暴雨。從地形、地貌上看,山體天然形成的基巖面非常陡峭,庫區(qū)常見幾十米高的絕壁,開挖揭露的基巖面多為幾十米深的陡坎。采用瀝青混凝土面板護(hù)岸防滲,施工階段面板基礎(chǔ)開挖揭露大、小不等的7個(gè)"v"形沖溝,地勢切割劇烈,為避免防滲面板由于不均勻沉陷導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞,對(duì)沖溝進(jìn)行了換填、過渡或設(shè)支撐板等基礎(chǔ)處理措施。

本文通過天荒坪面板堆石壩的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、重點(diǎn)討論面板壩的防滲設(shè)計(jì)(文中還簡介了六戈(xingo)壩的漏水及裂縫情況),面板壩專家?guī)炜讼壬鸀楸竟こ淌佬刑刈蓤F(tuán)成員,因此將庫克先生有關(guān)意見附入,以供參考討論。

西龍池抽水蓄能電站下庫大壩為瀝青混凝土面板堆石壩,壩址地質(zhì)地形條件復(fù)雜。本文采用沈珠江雙屈服面模型和burgers粘彈性模型分別模擬堆石材料和瀝青混凝土材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,對(duì)該壩進(jìn)行二維及三維應(yīng)力變形有限元分析。計(jì)算結(jié)果較合理地揭示該壩在施工和蓄水過程中的受力和變形性狀。本文對(duì)面板計(jì)算參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析,重點(diǎn)研究覆蓋層不均勻沉降對(duì)面板變形的影響,并對(duì)改善面板變形情況的工程措施進(jìn)行了模擬計(jì)算和可行性分析。

本文通過天荒坪面板堆石壩的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行，重點(diǎn)討論面板壩的防滲設(shè)計(jì)(文中還簡介了辛戈(xingo)壩的漏水及裂縫情況)，面板壩專家?guī)炜讼壬鸀楸竟こ淌佬刑刈蓤F(tuán)成員，因此將庫克先生有關(guān)意見附入，以供參考討論

以瑯琊山抽水蓄能電站上水庫混凝土面板堆石壩為例,運(yùn)用三維非線性有限元法對(duì)壩體施工和庫水的循環(huán)升降進(jìn)行了詳細(xì)模擬,預(yù)測了各時(shí)期大壩的應(yīng)力變形,給出了各物理量的變化過程。結(jié)果表明,壩體和面板應(yīng)力變形均在合理范圍之內(nèi),總體呈周期性變化,沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

瀝青混凝土防滲面板在水庫工程中的應(yīng)用逐漸普遍,但斜坡瀝青混凝土面板施工技術(shù)相對(duì)薄弱,為確保施工質(zhì)量和掌握施工現(xiàn)場技術(shù)要點(diǎn),結(jié)合本工程特點(diǎn)和設(shè)備特殊性,編寫了此工藝標(biāo)準(zhǔn)。

堯柳水庫是1座采用厚0．3～0．55m變厚面板的c25混凝土面板堆石壩，最大壩高69m。在設(shè)計(jì)時(shí)，由于壩基地質(zhì)條件較復(fù)雜，需對(duì)大壩樞紐建筑物布置和結(jié)構(gòu)體型進(jìn)行深入分析。結(jié)合壩址地形地質(zhì)、筑壩材料和施工條件等因素，首部樞紐方案設(shè)計(jì)由混凝土面板堆石壩、左岸無閘開敞式溢洪道和左岸放空兼取水建筑物三大部分組成，經(jīng)多次優(yōu)化調(diào)整后，樞紐布置、大壩經(jīng)濟(jì)斷面體形、壩基處理等均能滿足規(guī)范要求。圖2幅，表1個(gè)。

堯柳水庫是1座采用厚0．3～0．55m變厚面板的c25混凝土面板堆石壩，最大壩高69m。在設(shè)計(jì)時(shí)，由于壩基地質(zhì)條件較復(fù)雜，需對(duì)大壩樞紐建筑物布置和結(jié)構(gòu)體型進(jìn)行深入分析。結(jié)合壩址地形地質(zhì)、筑壩材料和施工條件等因素，首部樞紐方案設(shè)計(jì)由混凝土面板堆石壩、左岸無閘開敞式溢洪道和左岸放空兼取水建筑物三大部分組成，經(jīng)多次優(yōu)化調(diào)整后，樞紐布置、大壩經(jīng)濟(jì)斷面體形、壩基處理等均能滿足規(guī)范要求。圖2幅，表1個(gè)。

詳細(xì)介紹宜興抽水蓄能電站上水庫面板混凝土冬季施工的技術(shù)措施,可供類似工程參考。

為研究深覆蓋層上的混凝土面板堆石壩應(yīng)力變形特性,以察汗烏蘇混凝土面板堆石壩為例,對(duì)堆石體采用duncanchange-b本構(gòu)模型,基于ansys軟件使用有限元法對(duì)大壩進(jìn)行模擬分析,得到壩體及混凝土面板在3種工況下的應(yīng)力及位移分布結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表明,隨庫水位增加,壩體大主應(yīng)力逐漸增大而小主應(yīng)力逐漸減??；3種工況下在x向上游壩體發(fā)生逆流向橫向位移且隨庫水位增加而減小,下游壩體發(fā)生順流向橫向位移且隨庫水位增加而增大,在y向壩體均只發(fā)生向下的位移變形,隨庫水位增加變化不大；竣工后面板大主應(yīng)力主要為壓應(yīng)力且隨庫水位增加而增大；竣工后面板由于發(fā)生橫向變形而出現(xiàn)鼓起脫空現(xiàn)象,隨庫水位增加至正常蓄水位脫空現(xiàn)象逐漸消失,在y向面板均只發(fā)生向下位移變形且隨庫水位增加而增大。

九甸峽水利樞紐工程混凝土面板堆石壩是目前國內(nèi)建在深厚覆蓋層上的最高面板壩,最大壩高133m。壩址區(qū)岸坡陡峭,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,大壩的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)對(duì)工程的安全和運(yùn)行至關(guān)重要。大壩三維有限元數(shù)值分析研究表明,采用在深厚覆蓋層中防滲墻截滲、平趾板柔性連接、覆蓋層加固處理、軟基平趾板的設(shè)計(jì)方案,壩體沉降變形、面板應(yīng)力及變形形態(tài)雖與趾板建于基巖上的混凝土面板壩有所差別,但其變形量及應(yīng)力水平基本適中,通過采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?可以保證大壩安全,達(dá)到節(jié)省工程投資、加快工程進(jìn)度的目的。