宝泉抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板堆石坝应力变形分析

沥青混凝土面板防渗断面形式一般有简式和复式之分。考虑基础岩层中普遍分布有软弱夹层,张河湾抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土面板全库盆防渗,并对防渗面板断面形式进行了创新性的优化设计,成功实现以(防渗)整平胶结层替代下防渗层和原整平胶结层,减少了一层,取得了良好的防渗效果和经济效益,同时,对工程安全运行具有重要意义。

张定彪∥白济汛水电站超高水头压力管道工程地质选线及评价 水利水电技术　第38卷　2007年第12期 表3　管道线分段csmr评价结果 分　段 一段二段三段四段五段六段七段 强风化强风化弱风化强风化强风化强风化强～弱风化 边坡类别ⅲⅲⅱⅳⅲⅳⅱ csmr值50～5540～5060～6525～3550～5520～3060～70 岩体质量一般一般好差一般差好 稳 定 性 岸坡中等稳定中等稳定稳定不稳定中等稳定不稳定稳定 边坡稳定性差洞脸基本稳定基本稳定稳定性差基本稳定稳定性差基本稳定 破坏模式小坍塌、块体滑落小坍塌及掉块少量掉块沿松散层面或松弛带坍滑小坍塌及掉块松散层面或松弛带坍滑少量掉块 加固措施滑动系统加固局部锚固局部锚固墩基设抗滑桩滑动系统加固墩基设抗滑

琼中抽水蓄能电站根据地质地形条件及料源情况，通过方案的综合经济比较，下水库选择适合于当地条件的面板堆石坝进行设计。由于面板堆石坝的坝基地形条件较复杂，为保证大坝的安全运行，其坝体的结构设计及合理性分析是本文所需阐述的重点。

张河湾抽水蓄能电站上水库为沥青混凝土面板堆石坝,本文采用邓肯e-b模型模拟堆石坝体,采用考虑流变的粘弹性模型模拟沥青混凝土面板,并考虑温度对模量的影响,进行有限元变形及应力计算分析。结果表明,由于坝高很小,而且库水压力通过坝轴线上游堆石传递至基岩,堆石体的变形较小。面板在转折部位出现拉应变,但仍在安全范围内,与瞬时变形相比,与时间相关的流变很小,可以忽略。

石砭峪水库大坝高85m,是国内最高的沥青混凝土面板堆石坝。本文叙述了石砭峪坝监测系统的设计准则;详述了观测项目的设置、测点的布置及仪器的类型数量;并对已取得的观测资料作了初步整理分析。资料分析的结果表明:大坝监测系统的设计是合理的,能较全面地反映大坝蓄水运行的工作性态。目前大坝坝体的沉降已渐趋稳定,周边缝的最大开度值为1.27mm,经过帷幕灌浆漏裂处理后,面板板后水位已显著下降,大坝运行状况已有所改善。

宜兴抽水蓄能电站上水库主坝是建在倾斜建基面上的钢筋混凝土面板堆石混合坝,坝型为国内外所罕见,坝体和坝基应力变形符合一般规律。在我国面板堆石坝工程中,主坝变形小,防渗面板裂缝在同类工程中属于较少,说明主坝设计合理先进,施工质量较好。

采用邓肯-张e-b非线性弹性模型,利用数值计算方法,对某堆石坝在施工和蓄水期的应力、变形进行了计算分析,得出了堆石体和面板的最大变形值及其发生位置。结果表明:蓄水对混凝土面板堆石坝的水平位移影响较小;坝体在竣工期和正常蓄水期两种工况下面板的最大挠度均发生在上游坝坡和堆石压重体的交界处,应力总体较小,大坝稳定性良好。

江苏宜兴抽水蓄能电站枢纽工程上水库主坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝址区地形地质条件复杂,下游面最大高差达285m,呈覆盖于建基面上的贴坡体形状.对此坝体选取代表性断面进行稳定分析,采用三维非线性有限元进行变形计算.计算显示,该坝坡的抗滑稳定安全系数满足规范要求,坝体内变形和应力水平均不大,不会发生剪切破坏.

针对江苏宜兴抽水蓄能电站枢纽工程水库主坝由于坝址区地形质条件均不理想，坝体上游面最大高差55m，而下游面最大高差达285m，呈覆盖于建基面上的贴坡体，这样一种国内外所罕见的坝体体型，着重介绍了坝体的断面设计，以及在静力和地震动力条件下坝体的稳定及变形计算，同时对长期运行条件下堆石体的里面变也作了介绍。

水利水电技术第39卷2008年第l1期 西龙池抽水蓄能电站上库盆沥青混凝土面板施工 陈春雷，戈文武 (葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都610091) 关键词：西龙池抽水蓄能电站；上水库；沥青混凝土面板；施工 中图分类号：tv641．43(225)文献标识码：b文章编号：1000-0860(2008)11-0058-04 1概述 山西省西龙池抽水蓄能电站是一座以调峰、填 谷、调频及事故备用等任务为主的电站，装机容量 l200mw，年发电量18．05亿kw·h。枢纽工程由 上水库、输水系统、地下厂房系统、下水库、地面开 关站等建筑物组成。其中上水库采用沥青混凝土全库 防渗，防渗面积22．46万m，于2006年l0月全部 完成，经蓄水检查防渗效果达到设计要求。 2主要施工程序 西龙池抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土防渗 的

斜坡热稳定性是沥青混凝土面防渗层设计和施工的突出问题之一。结合宝泉工程通过对沥青混凝土进行各种斜坡流淌试验,证明钻取直径10cm的芯样进行斜坡流淌试验是不合适的。asbeck试验及大芯样试验结果相对真实可靠。中国标准采用马歇尔试件测试并评价沥青混凝土热稳定性简便实用。如果马歇尔试件斜坡流淌值不大于0.8mm,并且空隙率控制在3%以内,则沥青混凝土面板斜坡稳定性通常是有保证的。

宝泉上库地处太行山脉,工程区山高坡陡,多大雨和暴雨。从地形、地貌上看,山体天然形成的基岩面非常陡峭,库区常见几十米高的绝壁,开挖揭露的基岩面多为几十米深的陡坎。采用沥青混凝土面板护岸防渗,施工阶段面板基础开挖揭露大、小不等的7个"v"形冲沟,地势切割剧烈,为避免防渗面板由于不均匀沉陷导致的结构破坏,对冲沟进行了换填、过渡或设支撑板等基础处理措施。

本文通过天荒坪面板堆石坝的设计、施工、运行、重点讨论面板坝的防渗设计(文中还简介了六戈(xingo)坝的漏水及裂缝情况),面板坝专家库克先生为本工程世行特咨团成员,因此将库克先生有关意见附入,以供参考讨论。

西龙池抽水蓄能电站下库大坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝址地质地形条件复杂。本文采用沈珠江双屈服面模型和burgers粘弹性模型分别模拟堆石材料和沥青混凝土材料的应力应变关系,对该坝进行二维及三维应力变形有限元分析。计算结果较合理地揭示该坝在施工和蓄水过程中的受力和变形性状。本文对面板计算参数进行了敏感性分析,重点研究覆盖层不均匀沉降对面板变形的影响,并对改善面板变形情况的工程措施进行了模拟计算和可行性分析。

本文通过天荒坪面板堆石坝的设计、施工、运行，重点讨论面板坝的防渗设计(文中还简介了辛戈(xingo)坝的漏水及裂缝情况)，面板坝专家库克先生为本工程世行特咨团成员，因此将库克先生有关意见附入，以供参考讨论

以琅琊山抽水蓄能电站上水库混凝土面板堆石坝为例,运用三维非线性有限元法对坝体施工和库水的循环升降进行了详细模拟,预测了各时期大坝的应力变形,给出了各物理量的变化过程。结果表明,坝体和面板应力变形均在合理范围之内,总体呈周期性变化,没有出现异常现象。

沥青混凝土防渗面板在水库工程中的应用逐渐普遍,但斜坡沥青混凝土面板施工技术相对薄弱,为确保施工质量和掌握施工现场技术要点,结合本工程特点和设备特殊性,编写了此工艺标准。

尧柳水库是1座采用厚0．3～0．55m变厚面板的c25混凝土面板堆石坝，最大坝高69m。在设计时，由于坝基地质条件较复杂，需对大坝枢纽建筑物布置和结构体型进行深入分析。结合坝址地形地质、筑坝材料和施工条件等因素，首部枢纽方案设计由混凝土面板堆石坝、左岸无闸开敞式溢洪道和左岸放空兼取水建筑物三大部分组成，经多次优化调整后，枢纽布置、大坝经济断面体形、坝基处理等均能满足规范要求。图2幅，表1个。

尧柳水库是1座采用厚0．3～0．55m变厚面板的c25混凝土面板堆石坝，最大坝高69m。在设计时，由于坝基地质条件较复杂，需对大坝枢纽建筑物布置和结构体型进行深入分析。结合坝址地形地质、筑坝材料和施工条件等因素，首部枢纽方案设计由混凝土面板堆石坝、左岸无闸开敞式溢洪道和左岸放空兼取水建筑物三大部分组成，经多次优化调整后，枢纽布置、大坝经济断面体形、坝基处理等均能满足规范要求。图2幅，表1个。

详细介绍宜兴抽水蓄能电站上水库面板混凝土冬季施工的技术措施,可供类似工程参考。

为研究深覆盖层上的混凝土面板堆石坝应力变形特性,以察汗乌苏混凝土面板堆石坝为例,对堆石体采用duncanchange-b本构模型,基于ansys软件使用有限元法对大坝进行模拟分析,得到坝体及混凝土面板在3种工况下的应力及位移分布结果。计算结果表明,随库水位增加,坝体大主应力逐渐增大而小主应力逐渐减小；3种工况下在x向上游坝体发生逆流向横向位移且随库水位增加而减小,下游坝体发生顺流向横向位移且随库水位增加而增大,在y向坝体均只发生向下的位移变形,随库水位增加变化不大；竣工后面板大主应力主要为压应力且随库水位增加而增大；竣工后面板由于发生横向变形而出现鼓起脱空现象,随库水位增加至正常蓄水位脱空现象逐渐消失,在y向面板均只发生向下位移变形且随库水位增加而增大。

九甸峡水利枢纽工程混凝土面板堆石坝是目前国内建在深厚覆盖层上的最高面板坝,最大坝高133m。坝址区岸坡陡峭,地形、地质条件复杂,大坝的应力应变状态对工程的安全和运行至关重要。大坝三维有限元数值分析研究表明,采用在深厚覆盖层中防渗墙截渗、平趾板柔性连接、覆盖层加固处理、软基平趾板的设计方案,坝体沉降变形、面板应力及变形形态虽与趾板建于基岩上的混凝土面板坝有所差别,但其变形量及应力水平基本适中,通过采取适当的工程措施,可以保证大坝安全,达到节省工程投资、加快工程进度的目的。