文档介绍：某电站浆砌石拱坝设计与优化案列
1、概述
某水电站位于湖北省某县容美镇,座落在水支流芭蕉河上,是芭蕉河流域开发的第二级,,,。大坝采用浆砌石二心双曲拱坝,,水库总库容2428×104m3。大坝为3级建筑,相应的设计洪水重现期为50年,校核洪水重现期为500年。
2、浆砌石拱坝设计
坝址地形、地质条件
坝址位于芭蕉河下游河段腰潭峡狭谷中部,河谷两岸山体雄厚,呈不对称的“V”型,左岸岸坡约60°,在550m高程以上为高约180m的陡崖,右岸岸坡40~50°。河床宽约30m,,:1,具有修建拱坝的地形条件。
坝址出露三迭系下统大冶组第2段(T1d3-2)灰色薄层微晶灰岩夹青灰色极薄层页岩。岩层走向与河流方向近于正交,倾向下游,倾角55°。坝址岩体岩性均一,薄层灰岩与极薄层页岩的互层结构,构成了水库及坝基(肩)的相对不透水岩组。
坝址地质构造裂隙为主,沿裂隙面及层面岩溶轻度发育,局部较发育,但易于处理。坝址岩体强度较高,强性模量6~8GPa,具备修建拱坝的地质条件。
拱坝体型设计
某浆砌石拱坝设计在初步设计的基础上进行优化,优化的原则及思路为:
:坝体上、下游坝面是连续、光滑的曲面;
:坝体结构尽量简单,∶1;
:控制施工质量、尽量提高砌体的抗压强度和抗拉强度,但坝体计算应力不超过规范控制值
:拱座抗滑稳定安全系数不小于现定值;
:在满足上述要求的基础上尽量减小坝体体积(即工程量最小)。
根据上述原则并结合坝址具体地形、地质条件,拱坝在布置和体型选择上主要着重考虑河谷不对称,左岸岸坡较陡而右岸稍缓;同时,左岸岩体受裂隙影响较右岸严重,选择和确定拱坝体型时,针对左、右岸坝肩地形和地质条件的差异,对各高程拱圈左、右两半拱的曲率半径和中心角进行调整、试算和选择,确定拱坝在平面布置上采用二心圆拱,使左、右半拱的曲率半径和中心角均适应坝址的地形、地质条件,以使坝体应力和拱座稳定均有利。
拱坝体型设计
1)坝顶厚度TC
坝顶厚度按经验公式(2-1)[1]和美国垦务局经验公式[3](2-2)和初步选择
Tc=+(L+3H) (2-1)
(H+) (H+)>Tmin
Tc=
Tmin (H+)<>Tmin
按上两式分别计算得坝顶厚度Tc=(2-1)和Tc=(2-2),但坝顶最小厚度按交通要求定为Tmin=,即按式(2-2)取Tc=。
2)坝底厚度TB
坝底厚度按任德林公式[2](2-3)和式(2-4)[3]分别计算。
TB/H=×(L/H)+2H/1000(2-3)
TB =×LH[σ](2-4)
L=(LB+LC)/2
按(2-3)和(2-4)计算分别得出TB==,初步设计阶段拟定的TB=。技施设计时以初步设计拟定的TB=17.