水工建筑物

1水工建筑物一.拱坝2里石门水库拱坝地理位置水库位于浙江省天台县始丰溪干流里石门村上游1公里处，距天台县城41公里。水库概况水库是天台山国家级风景名胜十大风景之一，也是天台县工农业3生产的命脉．水库始建于1973年5月，工程由省水电设计院设计，省水电建筑第二工程处自营施工，于1979年11月竣工，工程总投资2754万元．1981年获国家优秀设计奖，1982年获国家优质工程银质奖。水库枢纽由拦河大坝、引水发电隧洞、发电厂房、升压站等组成。拦河大坝为变半径变中心角混凝土双曲拱坝，坝高74.3米，坝顶高程186.3米（吴淞高程系,下同）,坝顶弧长265米.坝顶宽4m，厚高比0.208。坝顶弦长208.5m，弦高比2.8最大坝厚15.5米.采用坝顶泄洪流量5730立方米每秒;右岸17坝段,设3*3米泄洪孔1个;大坝6,12,18三个坝段设有观测大坝变形的装置;大坝下游700米处建二道拱坝1座;水库上游库区有林场和渔场,管理3万亩山林和6730亩水面。坝址以上集水面积296平方公里，总库容1.99亿立方米，正常库容1.22亿立方米。防洪库容0.77亿立方米，灌溉发电库容0.91亿立方米，正常水位176.04米，死水位156.04米，保坝校核洪水位186.34米，下游防洪设计标准为20年一遇，坝高70米，坝顶宽4米，坝底宽15.5米，浇筑混凝土12万立方米，北干渠全长达72.26公里．坝址以上集雨面积296km2采用坝顶泄洪，溢流段长91.3m，设置8扇弧形钢闸门，每扇宽10m，高5.1m，底坎高程176m，最大下泄流量为5944m3/s。坝体混凝土分区，在155m高程以下为90天龄期200号混凝土，抗渗B8；155m高程以上为90天龄期150混凝土，抗渗B6。坝址位于闽浙大背斜东南翼，天台盆地西部边缘。坝址区基岩出露较好，岩性均一，为上侏罗系磨石山组b段，灰至深灰色含砾晶屑灰屑，镜下鉴定岩屑为霏细岩、熔凝4灰岩、安山玢岩等，晶屑主要是石英、斜长石、钾长石等组成，灰屑主要是玻璃质及长石，具晶屑灰屑结构，假流纹状构造。岩石致密坚硬强度大，其物理力学指标为：比重2.65~2.67g/cm3，饱和容重2.48~2.54g/cm3，饱和极限抗压强度1420~2560kg/cm2，弹性模量（微风化带）38.5~59.3×104kg/cm2，泊桑比0.22~0.3。坝址区地质构造以断裂为主，通过坝基主要断层有F7：产状335°~360°/NE~E∠73°~90°，宽0.2~1m，局部宽达6m，为多次活动扭性断裂，断层自左岸6坝块起，一直延伸至右岸15坝块，横切河床共经10个坝块。F32：产头35°~60°∠SE∠20°~38°，倾向河床偏下游，宽0.02~0.5m，为一张扭性断裂，断层倾伏于左岸及河床各坝块，其它断层规模较小。坝址区主要节理组有产状NW10°~NE10°/NE~SE∠30°~∠40°，NE40°~60°/SE∠70°~80°和NW30°~20°/NE或SW∠80°。总之坝址地形地质条件较好，水文地质条件也比较简单。对坝基渗漏和坝肩稳定有影响的构造都进行了处理。灌溉防洪水库以灌溉、防洪为主，结合发电。。库区年来水量3.3亿立方米，承担了始丰溪两岸18万亩农田的灌溉任务，实际受益面积16.64万亩，占全县农田面积的62.5%，设计灌溉保证率90%，水库干流总长35.2公里，结合防洪、发电。设计灌溉面积20万亩，防洪受益6.5万亩，5结合灌溉放水建6000千瓦电站1座，平均年发电量2480万千瓦时。水库灌区干渠总长95.3公里，其中北干渠西起西头陈，东抵洪畴村，全长71.7公里，是天台县农田灌溉主动脉，渠首设计流量13.82立方米每秒。里石门水库灌溉面积占全县耕地62%的灌区16亩农田,抗旱能力提高到70多天,大旱保收,使本县粮食年年增产,自给有余,防洪面积6.5万亩,保护沿溪两岸人口30万人,减轻临海市16万亩涝灾,已拦蓄13次较大洪峰,已开垦利用滩地一万余亩.灌溉防洪效益已达5.1亿元.水库经济库渠道有总装机8505千瓦的5座电站已发电超过5亿度.水库养鱼6730亩,年产鱼100吨.库区2.9万亩山林经封山育林后木材蓄积量已达7万立方米,已营造各种乔木,柑橘和茶叶等经济林1700亩.水利经济和各项建设管理等已取得了丰硕成果.6世界最高拱坝-小湾混凝土双曲拱坝7小湾混凝土双曲拱坝工程概况小湾水电站位于云南省西部澜沧江中游河段，系澜沧江中下游河段规划八个梯级电站中的第二级。小湾水电站是以发电为主，兼有防洪、灌溉和库区水运等综合效益的水利枢纽。总库容151亿m3，有效库容99亿m3，库容系数0.26，属不完全多年调节水库。电站总装机容量4200MW，年发电量189亿kW·h.小湾地区的地震烈度主要受外围8与红河断裂、澜沧江断裂和南汀河断裂有关的三个地震危险区地震的影响，其地震基本烈度为Ⅷ度，地面峰值加速度为0.308g.拦河大坝采用混凝土双曲拱坝，最大坝高292m，为目前世界上拟建中的最高拱坝(见图1).泄洪消能建筑物由坝身5个开敞式表孔溢洪道、6个中孔泄水孔、2个放空底孔、左岸2条泄洪洞组成，坝后设水垫塘和二道坝。设计泄洪流量15666m3/s，校核泄洪流量20683m3/s，相应下泄功率46000MW，泄洪消能问题突出，属同类坝型当今世界之最。引水发电系统位于右岸，由竖井式进水口、埋藏式压力管道、地下厂房、主变开关室、尾水调压室和尾水隧洞等建筑物组成。压力管道内径9.6m，地下厂房安装6台700MW混流式水轮发电机组，长326m，宽29.5m，最大高度65.5m.拱坝布置坝址处河谷基本对称，河谷深切呈“V”字型。正常蓄水位处天然河谷宽约720m，天然河谷宽高比为2.74.两岸山体雄厚，高出河面100m以上，为坝高的3～4倍。两岸山坡陡峻，岸坡角左岸35°～45°，右岸40°～42°。大部分地段基岩裸露，河床冲积层厚16～28m.坝基及坝肩抗力体范围内基岩主要为致密的角闪斜长片麻岩和黑云花岗片麻岩。片麻节理走向基本与河流垂直，陡倾角，倾向上游。岩性坚硬，Ⅰ、Ⅱ类岩体湿抗压强度均大于130MPa，变形模量1.5～93.2×104MPa，纵波速一般在4500m/s以上。除有一条Ⅱ级断层F7，位于坝址上游侧穿过枢纽区外，在坝基及抗力体内主要分布有F5、F11、F10、F20四条Ⅲ级断层。根据坝址区地形、地质条件，综合考虑枢纽总布置、拱坝体型、坝肩稳定等诸多因素后，选定小湾拱坝坝轴线位于断层F7与F5之间。在选定的坝轴线位置，上游受F7断层、右岸电站进水口，左岸坝前堆积体的限制，下游受左岸坝后卸荷岩体、右岸F5断层等条件的限制，可供布置拱坝的水平位置有限。经过20余个方案的比选，选定的拱坝位置上游坝踵距F7断层最短水平距约50m，左坝肩抗力岩体基本避开了卸荷岩体，F5断层位于右坝肩下游100～140m、左坝肩下游200m以远。该方案较好地协调了拱坝布置与枢纽总布置以及坝肩稳定条件之间的关系。10图1拱坝剖面(单位:m)据介绍，小湾电站大坝最大坝高294.5米，为目前世界在建的最高拱坝，其基岩峰值水平加速度、坝顶弧长、总水推力等关键指标，在世界拱坝建设中均居第一。大坝施工技术复杂，是目前我国水电施工难度系数最大、安全风险最高的水电站工程。据悉，自2005年首仓混凝土浇筑以来，作为复杂地质条件下建设的世界第一高拱坝，小湾水电站的建设攻克了一系列设计和施工中的技术难题，取得了连续18个月单月浇筑强度保持在20万方以上的优异成绩，创造了国内外同类工程连续浇筑强度的最高纪录。11二．重力坝老虎潭水库12老虎潭水库重力坝工程位置老虎潭水库位于浙江省湖州市境内，东苕溪支流埭溪上，坝址地处张村附近，距下游埭溪镇约6.0km，距湖州市中心直线距离约30km。建设过程老虎潭水库拦河坝工程于2005年12月28日正式开工，2006年12月26日顺利截流，2008年3月通过蓄水安全鉴定，2008年4月通过蓄水阶段验收，2008年5月30日下闸封孔蓄水，2008年10月基本完工，200913年12月30日老虎潭水库至湖州引水工程通水。本工程设计获得2010年度浙江省建设工程钱江杯奖（优秀勘察设计）一等奖。工程规模老虎潭水库工程是浙江省人民政府批准的《苕溪流域综合规划》中推荐的开发项目之一，同时也是《浙江省水利发展“十五”计划》、《杭嘉湖地区防洪规划》、水利部太湖流域管理局《〈关于加强太湖流域2001～2010年防洪建设的若干意见〉实施方案》中的近期规划和建设计划项目。老虎潭水库工程的任务以防洪为主，结合供水，兼顾灌溉等综合利用，工程建成后可以提高埭溪流域下游的防洪能力，并成为湖州市中心城市供水的重要水源，同时为下游村镇农田灌溉和农村生活用水提供有利保障。本工程水库总库容9966万m3，防洪直接保护人口67.23万人，直接保护农田34.71万亩，供水受益人口47万人，供水规模为22万t/d，灌溉面积为0.49万亩。建筑布置主坝坝型为砼重力坝和砼面板堆石坝相结合的混合坝型，坝顶长14783.00m，面板坝段及重力坝溢流坝段坝顶宽6.00m，重力坝非溢流坝段坝顶宽8.0m。砼重力坝布置在拦河坝右坝头，最大坝高为41.80m，坝体采用常态砼结构。砼面板堆石坝长度为688.00m，最大坝高为35.50m。泄水建筑物布置在重力坝溢流坝段，为开敞式表孔型式，设3孔弧形钢闸门。放水建筑物布置在砼重力坝4#坝段内，采用直径2.00m的钢埋管，进口设检修闸门；出口段布置弧形闸门。在下舍附近布置两座副坝，坝型均为砼面板堆石坝，其中下舍南、北副坝最大坝高分别为26.80m和22.30m，坝顶长度分别为168.00m和140.00m。在莫家村附近布置莫家村副坝，坝型为砼重力坝，最大坝高8.00m，坝顶长60.00m。供水建筑物进水口位于大坝左岸，洞身利用原有隧洞改建而成，进水口为塔式，隧洞全长145.60m，衬后洞径2.00m。主坝左、右岸均布置上坝公路。主要特点1）主坝采用面板坝和重力坝相结合的混合坝型，坝型独具特色，属浙江省内首例。老虎潭坝址河谷开阔，河床覆盖层主要为较密实的砂卵砾石，当地块石料、堆石料和砂砾料储量丰富。工程设计因地制宜，布置1座主坝和3座副坝。主坝混凝土重力坝坝顶长度为95.00米，混凝土面板堆石坝坝顶长度为688.00米，最大坝高35.5米。在开阔河谷上充分利用当地建筑材料，有利于大型机械施工。该混合坝型的应用加15快了施工进度，节省了工程投资，为工程尽快发挥效益创造了有利条件。2）主坝面板堆石坝基础处理特点坝址区河谷开阔，宽约670米，河床分布有厚度约15米的砂卵砾石覆盖层，坝轴线附近存在深坑，并分布有水塘，塘内淤积有淤泥及其它松散物质，左侧河床尚有数个人工开挖的泥浆池，地质条件相对较差且较复杂。设计将主坝面板坝趾板基础座落于密实的砂卵砾石基础上，并采用振动碾碾压密实、局部进行挖除置换等综合基础处理方案。目前面板坝坝体沉降已趋稳定，蓄水后大坝累计最大沉降量约1厘米，仅为坝高的百分之0.03，基础处理方案及效果达到了省内领先水平。3）面板坝坝基防渗设计特点主坝混凝土面板堆石坝基础防渗采用低弹模混凝土防渗墙，结合局部墙底进行帷幕灌浆的处理方案，较好地解决了深厚砂砾石覆盖层的防渗问题，为简化施工导流及施工度汛创造了条件，取得了较好的坝基防渗效果。4）面板坝与重力坝之间衔接设计特点面板坝与重力坝之间的衔接是混合坝型设计的一个技术难点，设计利用重力坝进水渠布置最高达41.00米的挡墙，将两种坝型分隔，同时采取面板坝临导墙附近设特殊垫层区和垫层区，加强小型振动碾碾压，相关接缝按周边缝布置等综合措施，较好地解决了两种不同风格坝型之间的衔接问题，水库蓄水后导墙稳定，相邻面板坝未产生不16均匀沉降变形，周边缝运行正常，面板坝和重力坝之间的衔接结构布置合理，达到了省内领先水平。5）面板堆石坝施工期上游面固坡型式特点设计中积极应用新工艺，面板堆石坝垫层面采用混凝土挤压边墙代替传统的砂浆固坡型式，在保证施工质量、进度和安全以及便于施工度汛等方面具有明显的优势。挤压边墙固坡技术属浙