小議電站拱壩的選址設(shè)計(jì)與計(jì)算
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1壩址工程地質(zhì)
1.1左、右岸及河床地質(zhì)壩址
河谷橫斷面呈“V”字型，河床寬22m，壩頂河谷寬127.2m。河谷流向SE115°。河床底高程618.5m，左岸山頂高程為726m，自然坡度40°-50°；右岸山頂高程為785m，自然坡為33°-50°。兩岸地形基本對稱。開挖后基巖斷面呈梯形。壩址地層由三迭系中統(tǒng)百逢組（T2bf）、第四系組成。巖性以砂巖、泥巖、砂巖夾泥巖為主。2.2構(gòu)造壩址區(qū)主要為褶皺構(gòu)造，褶皺軸線大致與河谷平行。河床壩中心處為一向斜核部，構(gòu)成河谷兩岸巖層與地形一致，左岸670m高程以上為一背斜；右岸650m高程處為一背斜，680m高程處為一向斜。左岸舒緩，右岸較緊密。壩區(qū)沒有斷層發(fā)育，但巖石節(jié)理尤風(fēng)化節(jié)理較發(fā)育，構(gòu)造裂隙有為上述的4組。
1.2軟弱夾層及泥化夾層
（1）左岸。650m平臺處有一軟弱夾層，厚110cm已風(fēng)化成白色，雖是中厚層狀，但內(nèi)部片理發(fā)育，片理間距2-10cm，順層，大部礦物已變成高嶺土、泥質(zhì)，結(jié)構(gòu)疏松，可塑性強(qiáng)，遇水崩解。類似的在左岸有7層，厚度不等，累計(jì)厚5.6m。
（2）右岸。軟弱夾層及泥化夾層共7層總厚度為0.77m。其中有3層泥化夾層，分別出露在650m及658m高程處，厚度均為5cm，為薄層泥巖上下層面處發(fā)生泥化0.5-1.5cm，往中間逐漸過渡到較新鮮泥巖。
2.1特征水位及相應(yīng)流量根據(jù)
水庫的調(diào)洪成果，水庫正常蓄水位為666.00m。設(shè)計(jì)洪水位為670.02m，相應(yīng)下泄流量為646m3/s。校核洪水位為670.69m，相應(yīng)下泄流量為831m3/s。
2.2壩頂高程確定
壩頂高程應(yīng)不低于校核洪水位，防浪墻頂高程等于水庫靜水位與超高之和，按規(guī)范相關(guān)公式計(jì)算本工程非溢流段壩頂高程定為671.51m，結(jié)合欄桿設(shè)防浪墻，墻頂高程672.61m。
2.3拱壩布置
及幾何尺寸初定根據(jù)拱壩斷面尺寸擬定的一般原則，初步擬定壩頂厚4.0m，壩頂中心角2φ0=106°，壩底中心角2φN=51.2°，壩底厚度16.35m，壩頂下游面最大倒懸度0.234，壩底上游面最大倒懸度為第6層拱端（626.14m）倒懸度0.248。
2.4荷載組合
按正常情況計(jì)算正常水位下的水壓力+泥沙壓力+自重+溫度下降+波浪壓力；校核情況計(jì)算校核水位下的水壓力+泥砂壓力+自重+溫升+波浪壓力。
3拱壩應(yīng)力計(jì)算
（1）左右岸基巖及壩體混凝土材料參數(shù)。河谷底部基巖綜合變形模量3.1Gpa，泊松比0.29；壩體混凝土材料（C20）變形模量（考慮砼徐變）20Gpa，線脹系數(shù)0.00001/°C容重23.5kN/m3，導(dǎo)溫系數(shù)3m2月，泊松比0.17。
（2）計(jì)算工況。基本組合：正常水位水壓泥沙壓力波浪壓力自重溫降（簡稱正常水位+溫降）；特殊組合：校核水位水壓泥沙壓力波浪壓力自重溫升（簡稱校核水位+溫升）。
（3）應(yīng)力計(jì)算成果分析。壩體砼強(qiáng)度等級采用C20。計(jì)算結(jié)果表明，上述計(jì)算最大壓應(yīng)力2.795MPa，小于砼容許壓應(yīng)力σ壓=20/4=5.0MPa（即砼極限抗壓強(qiáng)度除以安全系數(shù)k=4）；最大拉應(yīng)力為1.198MPa，小于砼拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL282—2003）規(guī)定的允許拉應(yīng)力1.2MPa，并且小于SL/T191—96《水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》所列的C20砼抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1.5MPa。應(yīng)力條件滿足規(guī)范要求。
作者：劉范學(xué)單位：玉林市水利電力科學(xué)研究院
