论文部分内容阅读
钢筋混凝土面板堆石坝是目前水利水电工程中使用得较多的一种坝型，它采用土石坝的设计原理，充分利用当地材料，具有投资省、施工强度高、工艺简单、工期短等优点，在中小型水利水电工程项目中一般只需要1～2个枯水期就能建成。由于土石坝一般不允许过水，如果过水就需要作好安全可靠的保护，因此面板坝的施工度汛设计就成为面板坝施工组织设计的一个重要内容。
本文结合工程实例，通过对工程的施工条件、施工进度、施工导流及度汛条件等因素的分析，拟定了多种可能的度汛方案进行水工模型试验加以验证。在对水工模型试验所取得的各项参数进行分析比较后，确定安全可靠、经济合理的度汛方案：即施工度汛采用坝体临时断面挡水，利用过水断面为8m~9m城门洞型导流隧洞和断面为D=6.7m的度汛隧洞联合泄流，经调洪演算，度汛高程为548.54m，因此汛前需将坝体临时挡水断面填筑到549.0m高程，上游坝面采用阳离子乳化沥青保护坝面，利用导流隧洞和泄洪隧洞泄洪。临时断面顶宽25m，下游面507m高程以上边坡1：1.25，在529m高程设10m宽的马道，507m高程以下主堆石排水区全部作为临时挡水断面填筑，汛前共需填筑堆石料1164280m3，月平均强度30万m3。同时，对度汛断面提出了可供参考的保护措施。在上尖坡水电站面板堆石坝施工过程中，原设计在第一个汛期前将坝体按照设计确定的临时断面填筑至度汛高程，实际施工时由于条件的变化而使得进度滞后，经论证后决定采用汛期坝体过水的施工度汛方案。为了确保度汛安全，根据坝体的填筑强度条件，结合上下游围堰的布置情况，量水堰的的实施情况，拟定出五种坝体可能的填筑形象面貌进行水工模型试验，通过水工模型试验得到了过坝洪水的水面线、水深、面流、底流等水力学参数，参照国内外已实施同类工程的水力学参数情况进行优选，得以下基本结论：(1)从技术方面，各方案坝体填筑所要求的形象面貌均能满足填筑强度的要求，但方案一和方案四由于上游围堰下游堰脚流速过大，如对上游围堰进行保护，则必须放缓下游边坡，同时在下游堰脚设置护脚等，但由于地形条件得限制，上游围堰堰脚在原设计边坡时已距大坝趾板较近，因此从地形条件上已无实施的可能。方案二和方案三由于坝面流速太大，根据目前国内外已有的度汛经验，实施难度极大。方案五由于降低了上游围堰高度，使上游围堰及坝面流速均较低，汛期对上游围堰及坝面的保护均较易实现，只需在汛后将上游围堰加高即可满足汛后施工要求；(2)从经济方面，方案一和方案四采用常规技术方案已不能解决，因此其费用最高，方案二和方案三需加厚保护层，其费用次之，方案五采用常规保护即可满足要求，其费用最低；(3)从安全方面，由于方案一和方案四目前国内外尚无成熟的保护经验，因此安全性较差。方案二、三、五采用常规技术即可实现，因此安全性较好。
根据以上分析，方案五在技术、经济、安全等方面均具有较大优势，因此推荐方案五作为该工程的施工度汛方案。同时，根据该方案的流速分布情况，重点确定上游围堰下游面堰面及堰脚、已填坝体上游面坝端及垫层、下游面靠近量水堰等部位度汛保护的关键部位。在保护措施方面，参照同类工程的一般情况结合该工程的实际情况，采用了以下保护措施：
(1)汛期来临之前将坝体填筑到497m高程，坝体填筑方量约为21万m3。河床段趾板应浇筑完毕，汛前用2m厚石碴覆盖。
(2)对上游围堰的保护：在4月29～30日将上游围堰顶部高程降低到502.00m，堰顶靠下游侧3m范围、堰脚2m高度范围内采用钢筋石笼保护，钢筋石笼用锚筋分别与堰体和基岩连接，钢筋石笼长度方向要顺水流，堆放时应采用一顺三丁。对上游围堰下游堰面采用格宾网加锚筋并喷8cm厚C20混凝土保护，锚筋采用Φ22，L=3m，间排距3m。
(3)对坝体上游侧垫层料及过渡料段在采用挤压边墙保护后，沿水流方向10m范围内采用钢筋石笼加锚筋保护，锚筋采用Φ22，L=4m，间排距3m。钢筋石笼之间用Φ22钢筋(间距1m)顺河流方向焊接连接。若垫层、过渡层在汛前不能填筑，则对迎水面堆石体按小于1：3放坡，坡面、坡脚和坡项以上10m范围用大块石保护。大块石直径不小于1m，中心插Φ22锚杆，露头0.2m用Φ22拉筋焊接。
(4) 钢筋石笼规格为3×1×1m，采用现场制作，钢筋直径用12mm，网孔尺寸200～200mm；若采用厂家定做格宾网，钢筋直径为2.6mm，网孔尺寸70～90mm。
(5)下游量水堰顶部高程从497m加高到499m，保护下游坝脚安全并在汛后兼作大坝下游围堰的功能，对已建的下游围堰不作保护。
施工度汛方案的确定是一个较为复杂的过程，通过一般的水力学计算无法准确确定施工度汛所需的各项参数。只有水力学计算与水工模型试验结合起来才能确定施工度汛所需的各项参数。在该工程中，围堰高程、量水堰高程、坝面高程及底坡等条件是影响过流水力学参数的主要因素，它们互相制约，需要不断调整和修正才能最终确定合理可行的施工度汛方案。同时，经过汛期洪水考验后证明，该工程的度汛方案是成功的。在以后的同类工程施工度汛方案确定中，该工程的研究经验和成果将到较好的示范和指导作用。