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沙牌碾压混凝土拱坝设计(1)_理工类专业毕业论文范文

摘要：较为详细地介绍了坝高130m的沙牌碾压混凝土拱坝的设计和特点，主要包括枢纽布置、拱坝布置、混凝土设计和筑坝材料、结构设计、温度控制措施和基础处理。

关键词：碾压砼拱坝 设计 特点 沙牌水电站 1　工程概况
沙牌水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县境内，是岷江支流草坡河上游的一个梯级龙头电站。电站采用蓄、引相结合的开发方式，坝址位于草坡河上沙牌村牛厂沟附近，厂址在其下游约5km的克充台地，电站尾水汇入已建成的草坡水电站水库。坝址距草坡河口约19km，距汶川县城约47km，距成都约136km。
沙牌水电站水库正常蓄水位为1866．0m，死水位为1825．0m，总库容0．18亿m3。电站总装机容量36 mw，年发电量1．79亿k w·h，年利用小时数为4 791h。工程为三等工程，主要建筑物为3级建筑物，设计洪水标准按50年一遇，校核洪水标准按500年一遇，地震基本烈度为7度。枢纽工程主要由碾压混凝土拱坝、右岸2条泄洪洞及右岸发电引水隧洞、发电厂房等建筑物组成。碾压混凝土拱坝高130m，是目前国内外最高的碾压混凝土拱坝。
沙牌水电站分两期建设：一期工程采用引水式开发，建低闸临时取水，于1995年11月开始施工，1997年5月发电；二期工程采用高拱坝挡水，形成具有季调节性能的水库，于1997年6月16日开工建设，2002年5月30日碾压到坝顶。拱坝于2003年5月8日下闸蓄水，工程将于2003年12月全面竣工。
2　枢纽布置
沙牌水电站坝址处河谷深切，两岸基岩裸露，河谷形状为v形，基本对称，其宽高比约为1．7，适合于修建混凝土拱坝。坝基岩体主要为花岗闪长岩，岩体完整性好，风化卸荷不强；在坝基中上部高程出露有花岗闪长岩夹片岩，对片岩进行混凝土置换处理后，可以满足拱坝建基面的要求。
根据坝址区自然条件，并考虑到采用碾压混凝土筑坝技术等因素，拱坝体型设计为三心圆单曲拱坝，拱坝坝身不布置泄洪建筑物。在拱坝右岸布置2条泄洪隧洞，1号泄洪洞进水口底高程为1846．0m，结合导流洞的利用，洞身采用涡漩式内消能竖井泄洪洞，最大泄流量为242m3／s；2号泄洪洞进水口底高程为1805．0m，洞身采用长陡坡，坡度为10％，最大泄流量为211m3／s。发电引水系统布置在拱坝右岸，进水口底板高程为1818m，引水隧洞全长3 500．92m，洞径3m，引用流量15．6m3／s。调压井布置在下厂址草坡河右岸的山体中，为圆筒阻抗式，直径4．5m，高99．36m。调压井后为埋藏式压力管道，2台机共用1根总管，管径2m，支管直径1．2m。厂房布置在草坡河左岸的克充阶地上，主厂房长26m、宽18．5m、高31．55 m，安装2台单机容量为1．8万k w的混流式机组。主体工程施工期采用断流围堰挡水、隧洞导流、坝体全年施工的导流方案。枢纽布置见图1。该枢纽布置较大地简化了碾压混凝土拱坝结构，为碾压混凝土快速施工创造了极为有利的条件。
3　碾压混凝土拱坝布置
拱坝建基面确定在基岩弱风化下段下限，即坝基开挖至微风化顶板，坝基主要为ⅱ类岩体，局部位于两岸的中、上部高程ⅲ－2类岩体上。当建基面上出现sc密集带时，要进行混凝土置换处理，同时加强坝基固结灌浆，增强坝基整体性和均匀性。 碾压混凝土拱坝设计应满足安全和经济的目的，同时应充分发挥碾压混凝土快速施工的优势，并容易保证施工质量。经比较论证，三心圆单曲拱坝体型形状简单，有利于简化坝体构造，更便于碾压混凝土施工及保证施工质量。从国内外施工技术水平和实践经验出发，为积极稳妥地推动高碾压混凝土拱坝建设的顺利发展，沙牌拱坝体型设计采用三心圆单曲拱坝。为改善拱坝坝体应力，合理利用地形条件，减轻河床深槽下部开挖和施工难度，在河床底部设置垫座。拱坝体型参数特征值见表1。
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坡面降雨入渗产流规律的数值模拟研究