盖下坝水电站混凝土椭圆双曲拱坝设计.pdf

水 力 发 电 第 3 7 卷第 2 期 2 0 1 1年 2月 盖 下 坝 水 电 站 混 凝 土 椭 圆 双 曲 拱 坝 设 计 张喜武 ，李润伟 ，王晓丽 ，夏 辉 ，韩 韬 ( 中水东北勘测设 计研 究有 限责任公 司，吉林长春1 3 0 0 2 1 ) 摘要：盖下坝水电站工程拱坝属于典型的窄谷拱坝。在设计过程中，充分考虑窄谷山高、坡陡、河床下切的特点， 根据实际地质地形条件 ，左坝肩采取洞挖形式 ，最大程度减少对坝顶 以上边坡的扰动 。采用厚高 比为 0 ． 1 0 6的椭圆 双 曲拱坝体形 ，减小 了拱坝中心角 ，实现 了既扁叉尽可能薄的扁平化拱坝设计 ，改善拱 端应力条件 ，减少拱坝混凝 土工 程 量 。 关键词 ：窄谷拱坝 ；椭 圆双曲拱 坝；拱肩洞挖 ；拱坝扁平化 ；盖下坝水 电站 De s i g n o f El l i p ti c a l Do u b l e - c u r v a t u r e Co n c r e t e Ar c h Da m f o r Ga i x i a b a Hy d r o p o we r S t a ti o n Zha n g Xi wu，L i Ru n we i ，W a n g Xi a o l i ，Xi a Hu i ，Ha n Ta o ( C h i n a Wa t e r N o r t h e a s t e r n I n v e s t i g a t i o n ， D e s i g n& R e s e a r c h C o ． ， L t d ． ， C h a n g c h u n 1 3 0 0 2 1 ， J i l i n ， C h i n a ) Abs t r a c t ：The Ga i x i a b a Da m i s a t y pi c a l a r c h d a m i n a na r r o w va l l e y ．Ac c o r di ng t o t h e g e o l o g i c a l a nd t o p o g r a p hi c a l c o n d i t i o n s o f s t e e p s l o p e a n d c o r r a d i n g r i v e r b e d a t d a m s i t e ，t h e l e ft a b u t me n t e x c a v a t i o n w a s d e s i g n e d t o c o n d u c t f r o m t u n n e l t o mi n i mi z e t h e d i s t u r b a n c e t o t h e s l o p e a b o v e t h e d a m c r e s t ．T h e d e s i g n e d d a m s h a p e w i t h a r a t i o o f t h i c k n e s s t o h e i g h t o f 0 ． 1 0 6 c a n r e d u c e t h e c e n t r a l a n g l e t o a c h i e v e t h e d a m fl a t t e n i n g ， a n d c a n i mp r o v e t h e a b u t me n t s t r e s s a n d r e d u c e c o n c r e t e v o l ume ． Ke y W o r d s ：a r c h d a m i n a n a l T O W v a l l e y ；e l l i p t i c a l d o u b l e — c u r v a t u r e a r c h d a m；a b u t me n t e x c a v a t i o n f r o m t u n n e l ；d a m fl a t t e n i n g ； Ga i x i a b a Hy d r o p o w e r S t a t i o n 中图 分 类 号 ： T V6 4 2 ． 4 ( 2 71 9) 文献 标 识 码 ： A 文章 编 号 ： 0 5 5 9 — 9 3 4 2 ( 2 0 1 1 ) 0 2 — 0 0 5 0 - 0 4 0 引言 ’ 盖 下 坝 水 电 站 大 坝 为 混 凝 土 椭 圆 双 曲 拱 坝 ，最 大 坝 高 1 6 0 ． O 0 m， 坝 顶 高 程 3 9 4 ． 0 0 n 1 ，坝 轴 线 长 1 5 3 ． 2 i n ，坝顶 中心 线弦 长 1 3 2 ． 5 4 I ／ 1 ，厚高 比 0 ． 1 0 6 。 水 库 总 库 容 3 ． 5 4亿 i n ， 电 站 总 装 机 容 量 1 3 2 Mw ， 最 大 坝 高 1 6 0 in ( 含 垫 座 1 9 1 1 3 ) 。 大 坝 及 泄 水 建 筑 物 为 1级 建 筑 物 ， 消 能 建 筑 物 为 3级 建 筑 物 。最 大 泄 量 4 0 9 1 m3 ／ s 盖 下 坝 坝 址 位 于 老 鸭 峡 峡 谷 区 ．河 谷 狭 窄 ，地 形 陡 峭 。鉴 于 一 般 窄 谷 拱 坝 经 常 存 在 顺 河 向 或 与 河 流 交 角 甚 小 的 陡 倾 角 卸 荷 裂 隙 ． 同 时 考 虑 到 过 大 的 拱 端 上 游 开 挖 会 对 岩 体 造 成 扰 动 ． 在 体 形 设 计 时 应 尽 量 减 小 中 心 角 ，宜 布 置 既 扁 又 尽 可 能 薄 的 扁 平 化 拱 坝 。河 谷 底 部 谷 坡 的 岩 体 尽 量 少 挖 ，并 应 仔 细 研 究 坝 顶 以 上 谷 坡 稳 定 、 岩 体 地 貌 地 质 情 况 ，及 对 拱 圃W a t e r P o w e r V o 1 ． 3 7 N o ． 2 坝 和 枢 纽 中 其 他 建 筑 物 的 影 响 。 窄 谷 拱 坝 由 于 河 谷 狭 窄 ，泄 洪 水 流 对 水 垫 塘 及 其 边 坡 的 冲 刷 问 题 将 变 得更 加 敏感 ，应适 当调 整泄 洪结 构 形式 ，避免 经 常 性 泄 水 造 成 强 雾 化 、 强 降 雨 、水 流 冲 刷 岸 坡 和 高 陡 岸坡 崩塌 阻塞河 道等 问题 。 本 文 结合 盖 下 坝水 电站 设 计 ．介 绍 盖下 坝 的地 质 条 件 、拱 坝 体 形 设 计 及 优 化 、 高 陡 岸 坡 开 挖 及 处 理 、泄 洪布 置等 ，为窄谷 拱坝设 计及 施工 提供参考 。 1 坝址 区地形地质条件 盖 下 坝 坝 址 谷 底 宽 3 0 in ．呈 狭 窄 的“ V” 形 河 谷 ，坝 址 处 无 阶 地 。 设 计 正 常 蓄 水 位 3 9 2 m 处 ，谷 收稿 日期 ：2 0 1 0 — 1 2 ～ 0 2 作者简介 ：张喜武 ( 1 9 7 6 一 ) ，男，吉林永吉人，工程师 ，主要从 事 水利 水 电 丁程 设 计． 第 3 7卷第 2期 张喜武 ， 等 ： 盖下坝水电站混凝土椭 圆双曲拱坝设计 宽 约 1 4 0 I T I 。原 始 河 道 宽 高 比约 为 l 。 坝 址 两 岸 地 形 高 耸 陡 峻 ， 基 岩 裸 露 ， 两 岸 谷 坡 坡 度 为 6 0 ~ ～ 8 0 。 ， 山 体 6 0 0 ～ 7 0 0 m 高 程 ，地 面 到 山顶 相 对 高 差 为 1 5 0 ～ 300 I D - 。 坝 址 区 出露 的 基 岩 主 要 为 中 薄 层 ～ 互 层 状 石 灰 岩 夹 泥 质 白云 岩 和 角 砾 状 灰 岩 。 灰 岩 呈 层 状 构 造 ，岩 质 较 坚 硬 ，抗 风 化 能 力 较 强 。 坝 址 区 节 理 裂 隙 以 岩 层 层 面 裂 隙 为 主 ，极 为 发 育 ，节 理 面 多 较 平 直 光 滑 ， 少 数 起 伏 粗 糙 ， 分 布 连 续 性 较 差 。 坝 址 区 表 部 岩 体 卸 荷 裂 隙 较 发 育 ， 以 坝 址 下 游 侧 最 为 发 育 ， 河 谷 以 上 卸 荷 裂 隙 分 布 较 为 连 续 。 自 山顶 向河 谷卸 荷 宽 度逐 渐 变 窄 ，张开 宽 度 一 般 为 0 ． 0 3 ～ 0 ． 3 m，局 部 达 0 ． 4 ～ 0 ． 6 11 +1 ； 岩 体 水 平 强 卸 荷 带 深 度 一 般 下 部 为 5 ～ 8 m， 上 部 为 8 ～ l 2 m。 河 床 坝 基 岩 体 中 等 风 化 带 厚 度 一 般 为 1 0 ～ 2 5 m ．两 岸 为 2 2 ～ 32 IT I 。 2 拱坝体 形设计 2 ． 1 拱 坝体 形设 计理 念 盖 下 坝 坝 址 位 于 老 鸭 峡 峡 谷 区 ， 河 谷 狭 窄 ， 地 形 陡 峭 ，尤 其 是 左 岸 天 然 岸 坡 角 大 于 8 0 。 ，近 乎 直 立 岸 坡 ．在 拱 坝 设 计 过 程 中 应 尽 最 大 努 力 减 少 高 边 坡 开 挖 和 支 护 量 ， 减 少 工 程 建 设 对 原 生 态 环 境 的 影 响 和 破 坏 。 经 比较 ，左 岸 拱 肩 槽 采 用 窄 槽 开 挖 方 案 ， 坝 顶 以 上 采 用 洞 挖 方 案 与 上 坝 交 通 洞 相 通 ：右 岸 天 然 岸 坡 相 对 较 缓 ．岩 石 条 件 相 对 左 岸 较 差 ．右 岸 采 用 宽 槽 开 挖 方 案 ，坝 顶 以 上 采 用 大 开 挖 方 案 。 坝 址 处 无 阶 地 ，河 床 深 切 ， 覆 盖 层 厚 3 0 m 左 右 ， 在 2 5 3 1 1 1 高 程 以 下 河 床 岩 面 线 宽 约 2 4 m．设 计 采 用 2 5 3 ． 0 1T I 高 程 以 下 人 工 回填 垫 座 方 案 。垫 座 高 1 3 IT I 、宽 约2 0 m、 长 约4 5 I n 。 人 T 回 填 垫 座 可 以 减 少 大 坝 开 挖 量 ，避 免 施 工 干 扰 ， 加 快 施 工 进 度 。 在 进 行 垫 座 开 挖 和 浇 筑 过 程 中 ．不 影 响 两 边 坝 段 混 凝 土 浇 筑 。 同 时 ，人 工 回 填 垫 座 可 以 解 决 左 岸 坝 肩 由 于 断 层 切 割 引 起 的 坝 肩 稳 定 问 题 ， 阻 断 左 岸 2 5 3 13 1高 程 以 下 滑 块 的 滑 动 通 道 。 拱 坝 体 形 优 化 过 程 中 尽 量 减 小 顶 拱 中 心 角 ， 实 现 拱 坝 扁 平 化 ， 有 利 于 拱 坝 坝 肩 稳 定 ， 同 时 可 减 小 左 岸 坝 顶 洞 挖 跨 度 ，有 利 于 左 岸 坝 顶 高 陡 边 坡 的 稳 定 。 2． 2拱 坝体 形优 化 老 鸭 峡 峡 谷 狭 窄 ， 地 形 完 整 ，坝 址 基 岩 为 石 灰 岩 ，属 硬 岩 ～中硬 岩 ，岩 体 完 整 性 、均 一 性 较 好 ， 岩 石 溶 蚀 作 用 轻 微 ，建 筑 物 断 层 少 ， 规 模 也 不 大 ， 两 岸 坝肩 无 缓倾 角断 层 ，缓倾 角节 理 亦 少 见 ，因此 坝 肩 抗 滑 稳 定 条 件 较 好 ， 是 较 好 的 拱 坝 坝 址 。 坝 址 基 岩 岩 质 坚 硬 ，岩 体 风 化 带 和 卸 荷 带 的 厚 度 均 不 大 ． 为 满 足 拱 坝 建 基 面 位 于 弱 风 化 岩 中 下 部 至 微 风 化 岩 上 部 的 要 求 ，将 坝 基 范 同 内 的卸 荷 带 全 部 挖 除 为 了 增 加 左 岸 拱 问 槽 的 边 坡 稳 定 ． 在 平 面 上 采 用 了 窄 式 梯 形 槽 开 挖 。 为 了 减 小 坝 肩 开 挖 平 面 开 口 宽 度 ， 同 时 减 小 左 岸 3 9 4 m 高 程 洞 挖 的 跨 度 ， 以 减 少 对 坝 顶 以 上 山 体 的 扰 动 ，将 左 岸 3 5 0 ～ 3 9 4 1 T I 高 程 拱 端 嵌 入 深 度 减 小 ，其 中 3 9 4 1 3 3高 程 由 原 来 的 嵌 入 1 2 ． 6 0 13 1减 小 至 9 ． 7 1 m， 并 将 卸 荷 带 挖 除 。 坝 顶 槽 挖 开 口宽 度 南 原 来 的 2 3 ． 0 8 m 减 小 到 1 4 ． 6 1 m。 左 坝 头 开 挖 平 面 布 置 见 图 l 。 图 1 39 4． 0 m 高 程 开 挖 平 面 布 置 拱 坝 体 形 设 计 采 用 拱 坝 分 析 与 优 化 程 序 ( ADAS O) 初 选 体 形 ． 通 常 大 坝 的 工 程 量 主 要 取 决 于 坝 体 混 凝 土 量 ，ADAS O 以 大 坝 的 体 积 作 为 目标 函 数 ． 同 时 将 几 何 约 束 、应 力 约 束 等 作 为 约 束 函 数 ，寻 求 理 想 的 拱坝 体形 。 ( 1 ) 几 何 约 束 条 件 。 综 合 考 虑 坝 址 的 地 形 地 质 条件 及 坝体 泄 洪 建 筑 物 的布 置 等要 求 ．拱 坝体 形 设 计 的 几 何 约 束 条 件 为 ： ① 拱 坝 中 心 线 方 位 为 NW2 9 5 。 3 0 0 0 ” ；② 坝 顶 厚 度 ≥6 1 T I ；③ 坝 体 上 下 游 倒 悬 度 ≤0 ． 3 ( 水 平 比铅 直 ) ；④ 拱 圈 的 半 中心 角 约 束 ≤5 0 。 ；⑤ 拱 圈 的中心 角约束 ≤9 5 。 。 ( 2 ) 应 力 约 束 条 件 。 可 研 设 计 应 力 约 束 按 DI J T 5 3 4 6 -- 2 0 0 6 《 混 凝 土 拱 坝 设 计 规 范 》 的 有 关 要 求 进 行 控 制 ，坝 体 应 力( 静 力 ) 控 制 标 准 应 满 足 规 范 要 求 。 2． 3拱坝 体 形优化 成 果 我 国 最 近 的研 究 成 果 表 明⋯，从 拱 端 应 力 条 件 出 发 ， 窄 谷 拱 坝 采 用 圆 拱 或 椭 圆 拱 比较 好 。 盖 下 坝 水 电 站 窄 谷 拱 坝 采 用 了 混 凝 土 椭 圆 拱 双 曲 拱 坝 坝 形 。 在 体 形 设 计 中 ． 遵 循 应 尽 量 减 小 中 心 角 ， 实 现 既 扁 又 尽 可 能 薄 的 扁 平 化 拱 坝 的 指 导 思 想 ， 进 行 坝 体 优 ll T ~ tl e r P o rt r V ． I ． ．7 7 )2釜 皿 化 设 计 。经 优 化 ，选 定 的 拱 坝 体 形 为 椭 圆 拱 圈 双 曲 拱 坝 。拱 坝 体 形 基 本 特 征 参 数 见 表 1 。 表 1 拱 坝体 形 基 本 特 征 参数 项 目 参数 项 目 参数 坝顶高程／ m 3 9 4 最大拱端厚度／ m ’ 最 大坝高／ m 1 4 1 坝体弧高 比 1 ．0 8 7 顶拱上游面弧长／ m 1 5 3 ． 2 坝 体厚高 比0 ． 1 O 6 最 大半巾心4 5 ．5 0 9 ( 3 5 5 m 坝顶中心线弧长， m 1 1 ．8 ． 1 5 角 ／ ( 。 ) 高 程 右拱 端 ) 坝顶中心线弦长／ m 1 3 2 ． 5 4 最大中心角／ ( 。 ) ( 3 3 58 9 m ．1 5 高 7 程 ) 拱冠梁顶宽／ m 6 顶拱 中心角／ ( 。 )8 3 ． 6 2 6 拱 冠 梁 底 宽／ m 1 4 ． 9 6 2 坝 体 柔 度 系数 l 0 ． 3 4 顶厚， 底厚( 拱冠梁 )0 ．4 坝体体积／ 万 m 1 9 ． 7 3 坝肩及边坡稳定 影 响 左 坝 肩 岩 体 三 维 抗 滑 稳 定 的 侧 滑 面 为 F 断 层和 陡倾角 节理 ，底 滑 面为岩石 层面 和缓倾 角节 理 。 右 坝 肩 二 三 维 抗 滑 稳 定 以 一 组 陡 倾 角 剪 节 理 构 成 岩 体 侧 向 滑 移 面 ，倾 角 7 5 。 ～ 8 5 。 ， 连 通 率 为 4 0 ％ 。 以 一 组 缓 倾 角 节 理 构 成 底 滑 面 ． 其 裂 隙 连 通 率 为 2 0 ％ 。 未 发 现 缓 倾 角 断 层 ，缓 倾 角 节 理 亦 少 见 ， 坝 肩 总 体 抗 滑 稳 定 条 件 较 好 。 可 将 岩 层 层 面 裂 隙 和 陡 倾 角 节 理 作 为 坝 肩 稳 定 计 算 的 上 游 拉 裂 面 ，抗 拉 强 度 为 零 。 以 陡 倾 角 节 理 作 为 侧 滑 面 ，缓 倾 角 节 理 作 为 底 滑 面 ， 计 算 右 坝 肩 滑 块 的 稳 定 。 经 左 、右 两 岸 坝 肩 三 维 抗 滑 稳 定 计 算 分 析 ，抗 滑 稳 定 最 小 安 全 系 数 均 满 足 规 范要 求 ，坝 肩抗滑 是稳定 的 。 坝址 区岩 层 走 向近 似 垂 直 于河 道 ，倾 向 上游 、 左 岸 ．右 岸 边 坡 稳 定 性 较 羞 ，但 右 岸 坝 头 边 坡 较 低 ， 最 高 约 5 0 m．坝 头 开 挖 长 度 约 为 2 0 n q ，其 上 下 游 方 向 并 未 扰 动 ，因 此 右 岸 坝 头 边 坡 开 挖 未 破 坏 岩 体 的 整 体 稳 定 性 。 左 岸 坝 头 边 坡 较 高 ，且 较 陡 。 为 了 不 扰 动 原 边 坡 状 态 ，保 证 边 坡 稳 定 ，减 小 开 挖 量 ，左 岸 坝 头 采 用 洞 挖 方 式 ． 对 洞 顶 局 部 采 取 工 程 措 施 保 证 其 稳 定 性 ，坝 顶 以 上 边 坡 没 有 明 挖 。 左 岸 坝 头 边 坡 岩 层 基 本 倾 向 山 里 ，基 本 不 存 在 整 体 稳 定 问 题 。 对 坝 基 开 挖 边 坡 相 对 不 利 的 滑 块 主 要 有 ：左 岸 下 游 陡 倾 角 断 层 为 侧 滑 面 ， 以 岩 层 层 面 为 底 滑 面 ： 右 岸 下 游 以 岩 层 层 面 为 底 滑 面 ；左 、右 岸 河 床 边 坡 与 拱 端 下 游 开 挖 面 均 为 临 空 面 的 块 体 。 经 计 算 ，左 岸边 坡典 型 滑块 抗 滑稳 定 安全 系 数为 1 ． 9 0，右 岸 典 型 滑 块 抗 滑 稳 定 安 全 系 数 为 1 ． 9 2， 均 满 足 抗 滑 稳 定 要 求 。 水 垫 塘 两 侧 在 左 岸 岸 坡 2 9 5 ～ 5 1 5 I T I 高 程 分 布 有 固Wa t e r P o w e r V o 1 ． 3 7 N o ． 2 顺 坡 向卸 荷 松 弛 带 ，顺 河 向长 度 约 5 0 m，倾 向河 床 ，倾 角 7 5 。 ～ 8 0 。 ，卸 荷 松 弛 带 厚 度 一 般 为 3 ～ 4 m， 体 积 约 5万 m3 。 在 右 岸 岸 坡 3 4 5 ～ 5 7 5 m 高 程 分 布 有 顺 坡 向卸 荷 松 弛 带 ，顺 河 向 长 度 约 7 0 m，倾 角 7 5 。 ～ 8 5 。 ，卸 荷 张 开 宽 度 一 般 为 2 ～ 6 e m，该 卸 荷 松 弛 带 厚 度 一 般 为 3 ～ 6 m， 局 部 厚 6 ～ 1 0 m， 体 积 约 7万 I " 1 1 3 。两 处 卸 荷 松 弛 带 在 天 然 状 态 下 均 处 于稳 定 状 态 。 大 坝 拱 间 槽 开 挖 后 ，边 坡 侧 向 岩 体 将 被 挖 断 ，其 稳 定 状 态将 因此 改变 。拟 采 用 自两 岸平 洞 沿两 岸 山体 内 向卸荷 松 弛带 表 部打 抗 剪锚 固洞 的方法 ，将卸 荷 松 弛 带 锚 同 在 两 岸 山 体 上 ， 防 止 卸 荷 松 弛 带 变 形 、 崩 塌 进 而 阻 塞 河 道 。 4 坝基及坝肩开挖 盖 下 坝 水 电站 岩 层 走 向基 本 与 拱 坝 中 心 线 垂 直 ， 倾 向 上 游 ， 倾 角 在 6 0 。 左 右 。 为 减 少 河 床 部 位 开 挖 量 ，满 足 左 岸 滑 块 稳 定 ，在 河 床 设 置 填 槽 垫 座 。 坝 顶 以 上 边 坡 仍 为 高 陡 谷 坡 ，为 减 小 上 部 边 坡 开 挖 量 及 处 理 量 ， 经 论 证 ， 左 坝 头 采 取 了 洞 挖 拱 肩 的 形 式 。 通 过 交 通 洞 到 达 左 坝 头 ，在 左 坝 头 处 开 挖 跨 度 为 1 6 ． 6 1 m 的 平 洞 与 交 通 洞 相 连 。 洞 挖 拱 肩 剖 面 见 图 2所 示 拱 肩洞挖衬砌 0 0 O 图 2洞 挖 拱 肩 剖 面( 单 位 ：高程 ，m；尺 寸 ，c m) 洞 挖 拱 肩 大 大 减 少 了 上 部 高 边 坡 的 开 挖 量 及 边 坡 处 理 量 ，对 上 部 谷 坡 扰 动 小 ，对 原 生 态 环 境 影 响 小 ．但施 丁 难度 增 加 ．对 开挖 爆 破技 术 水平 要求 提 高 。 坝 顶 平 洞 开 挖 后 进 行 锁 口衬 砌 ，平 洞 上 方 一 定 范 同 内 进 行 挂 网 锚 喷 支 护 。 在 坝 顶 3 9 4 ． 0 m 高 程 向 下 开 槽 ．水 平 方 向 自 上 而 下 进 行 槽 挖 ． 槽 底 宽 度 根 据 坝 体 拱 端 厚 度 和 上 下 游 最 小 施 工 距 离( 上 、 下 游 各 2 ． 5 m)之 和 确 定 。 靠 近 坝 顶 附 近 开 挖 爆 破 梯 段 为 5 m，以 下爆 破 梯段 为 1 0 m。采 用 预 裂爆 破 、加 密 预 裂 孔 、 增 设 减 震 孑 L、控 制 单 孑 L 装 药 量 等 控 制 爆 破 措 施 。拱 坝 边 坡 边 开 挖 边 支 护 ，采 用 随 机 锚 杆 喷 锚 、 系 统 喷 锚 ．根 据 岩 石 情 况 对 倒 坡 及 局 部 破 碎 处 挂 网 J ， 口 J队 苜J J ，寸血I’ ‘J ＼ t U ， ． ． L 1rH世 ，^ Ⅱ口1 kx 系 统 喷 锚 ，在 不 利 组 合 处 设 置 锚 筋 束 或 预 应 力 锚 索 加 强 支 护 ，确 保 边 坡 在 施 工 期 和 运 行 期 的 安 全 。 5 泄洪 系统布置 泄 洪 采 用 坝 身 表 孑 L 泄 流 方 案 。 泄 洪 轴 线 的 半 径 取 值 对 泄 洪 建 筑 物 人 塘 水 流 的 落 点 分 布 有 较 大 影 响 ； 半 径 取 值 越 小 ，入塘 水 流 向心 集 中现 象 就 越 严 重 ， 塘 内 动 水 压 力 和 脉 动 压 力 也 就 越 大 ；半 径 取 值 越 大 ， 入 塘 水 流 宽 度 就 会 越 大 ， 虽 然 能 使 塘 内 水 流 能 量 分 散 、 压 力 降 低 ，但 水 流 可 能 冲 击 岸 坡 ， 影 响 岸 坡 的 稳 定 。 本 工 程 河 谷 狭 窄 、 两 岸 地 形 陡 峭 ，结 合 水 工 模 型 试 验 分 析 ，泄 洪 轴 线 的 半 径 取 为 1 3 0 m。 由 于 河 床 狭 窄 ，采 用 收 缩 边 孑 L、溢 流 堰 面 增 设 差 动 坎 的 泄 流 形 式 ， 使 水 舌 纵 向 拉 开 、分 层 入 水 ， 减 轻 下 泄 水 流 对 水 塘 底 板 的 冲 击 动 水 压 力 ， 避 免 水 流 扩 散 冲 击 岸 坡 。 存 3个 表 孔 堰 面 出 口均 设 置 差 动 齿 坎 。经 整 体 水 工 模 型 试 验 验 证 ， 泄 流 消 能 能 力 满 足 要 求 ， 同 时 不 会 造 成 水 垫 塘 边 坡 破 坏 。 6 结语 J 兰 a X k下 坝 水 电 站 工 程 拱 坝 属 于 典 型 的 窄 谷 拱 坝 。 在 设 计 过 程 中 ．充 分 考 虑 了 窄 山 高 、坡 陡 、 河 床 下 切 的 特 点 ． 根 据 实 际 地 质 地 形 条 件 采 取 了 坝 肩 洞 挖 的 形 式 ．最 大 程 度 地 减 少 了对 坝 顶 以 上 边 坡 的 扰 动 ， 同 时 大 大 减 少 了 开 挖 量 及 高 边 坡 处 理 工 程 量 。 在 坝 顶 以 上 边 坡 加 强 支 护 ，保 证 了 坝 顶 以 上 谷 坡 稳 定 ，解 除 了 坝 顶 以 上 边 坡 对 施 一 r安 全 及 运 行 安 全 的 威 胁 。在 河 床 部 位 设 置 填 槽 垫 座 ，减 少 了工 程 量 ． 缩 短 了T 期 。 在 拱 坝 体 形 优 化 没 计 过 程 L 卜 I ，采 用 椭 圆 双 曲 拱 坝 ，减 小 拱 坝 中 心 角 ．实 现 了 既 扁 又 尽 可 能 薄 的 扁 平 化 拱 坝 设 计 目标 ， 改 善 了 拱 端 应 力 条 件 ，减 少 了 拱 坝 混 凝 土 工 程 量 。 盖 下 坝 拱 坝 体 形 设 计 存 国 内 乃 至 国 际 同级 别 窄 谷 拱 坝 中 居 先 进 水 平 。 盖 下 坝 窄 谷 拱 坝 河 谷 狭 窄 ，泄 量 在 同 级 别 窄 谷 拱 坝 巾 较 大 ，设 计 过 程 中 通 过 调 整 泄 洪 轴 线 半 径 、 闸 墩 及 挑 坎 结 构 形 式 ，将 水 流 纵 向 拉 开 ， 分 层 入 水 ， 增 大 纵 向 入 水 范 围 ．充 分 利 用 水 垫 塘 内 有 限 的 水 体 紊 动 消 能 ， 减 少 了 水 垫 塘 底 板 受 力 和 对 两 岸 高 边 坡 稳 定 的影 响 。 有 效 减 少 了 经 常 性 泄 水 造 成 的 强 雾 " f- E、 强 降 雨 、水 流 冲 刷 岸 坡 等 不 利 条 件 ．进 而 避 免 了 由 于 泄 洪 造 成 高 陡 岸 坡 崩 塌 阻 塞 河 道 的 问 题 。 参考文献 ： [ 1 ] 李瓒 ，陈兴华 ，郑 建波 ，等． 混凝土拱 坝设计 [ M] ． 北京 ：中国 电 力} H版 社 ．2 0 0 0． [ 2 ] 朱伯芳 ，高季章 ，陈枫煜 ，等． 拱坝 没计与研究 [ M] ． 北京 ：中 国 水 利 水 电 出 版 社 ．2 0 0 2 ( 责任编 辑周 晓蔚 ) “ 岩石高边坡稳定性 反馈 分析和预警 系统关键技 术研 究”项 目通 过验收 “ 岩石高边坡 稳定性反馈分析和预警系统关键技术研究”科技项 目 2 0 1 O年 1 1月 1日通过 中国水 电工程顾问集团公司验收。 该 项 目由 中 国水 电顾 问 集 团成 都 勘 测 设 计 研 究 院 承 担 ，项 目依 托 锦 屏 一 级 水 电站 左 岸 坝 肩 边 坡 工 程 ，按 照“ 地 质 结 构 复 核一 参 数取值研究一 边坡稳定性分析一监测 反馈 分析一 边坡安全预警 系统 ”的研 究思路 和方法 ，开展 了大量的研究工作 ，建立 了岩石 高 边 坡稳 定性 反馈 分 析 和 预 警 的成 套 技 术 和 方 法 体 系 。 该项 目研 究成果丰富 ，其主要成果及创新 点 ：① 依据开挖揭示 的左岸坝肩边坡地 质结 构特征 ，阐明 了边坡开挖的变形失稳 模 式 及其 边 界 条 件 ：建 立 了深 卸 荷 扣 裂 的边 坡 体 质 量 分 级 及 配 套 力 学 参 数 的取 值 体 系 ，提 出 了 卸 荷 拉 裂 岩 体 及 软 弱 结 构 面 流 变模 型和参数 。② 通过多方法 的边坡稳定分析评 价 ，提 出 “ 锚 喷支护 、锚 索加固 、抗剪洞 阻滑及立体排水 ”的综合加 同技术 ， 结合工程边坡施 工 ，采取动态设计方法 ，建立 了边坡 升挖支护施工时序及动念稳定控 制技术 与要求 。⑧ 结合边坡工程特点 ，建 立 了 锦 屏 一 级 边 坡 工 程 原 位 监 测 模 型 和监 测 分 析 模 型 ．应 用 GP S、微 地 震 、滑 动 测 微 计 和 光 纤 变 形 等 监 测 新 技 术 ，通 过海 量 监 测资料和数据分析 ．建立了边坡监测信息系统 ．该 系统 获得 计算机软什著作权 。④建立 了岩石 高边坡稳 定性 动态反馈的成套技 术 和方 法 ，系 统 地 研 究 了施 工 过 程 中 边 坡 岩 体 力 学 参 数 、边 坡 稳 定 性 及 其 演 化 特 ，全 面 评 价 了高 边 坡 开挖 过 程 中 的 变形 与 稳 定 。⑤ 以岩体现场 流变试验 为基础 ，首次结合锦屏一级 高坝坝肩边坡T程 监测数据进行流变参数反 演 ，对左 岸坝肩边 坡岩体长 期变形趋势和量值进行 预测 分析 ，为边坡 的长期安全评价提 供依据。⑥ 通过对工程类 比预警 、变形安全度预警 和多源监测信息 的趋 势 预 警 三种 边 坡 预 警 方 法 的 研 究 ，实 现 了对 边 坡 进 行 预 警 等 级 划 分 、综 合 预 警 指 标 分 类 分 级 、边 坡 综 合 预警 判据 、预 警工 作 流 程 和 预 警 响 应 ，首 次提 出并 建立 了复 杂 岩 石 高 边 坡 综 合 预 警 系 统 。 该项 目研 究 成 果 已应 用 于锦 屏一 级 高 边 坡 工程 的开 挖 支 护设 计 、稳 定 性 评 价 、监 测 反 馈 分 析 、施 ￡安 全控 制 以及 安 全 预警 识 别 ．为 工 程 的施 上 安 全 和 顺 利 建设 提供 了 保 障 ，取 得 显 着 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。 同时 为 岩 石 高 边 坡 的安 全 预警 和有 关 技 术 标 准 的 制 定 提 供 技术 支持 ，具 有 较 高 的推 广 应 用 价 值 。 ( 刘 娟 ) Wa t e r P o u c F V o l 3 7 N o ． 2圃