软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构制造技术

本发明专利技术公开了一种软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构，属混凝土重力坝技术领域。本发明专利技术将混凝土重力坝的坝轴线布置为凸向上游的弧线形，使混凝土重力坝中高坝段的坝趾向上游缩回，落在硬岩上，并在混凝土重力坝中高坝段的坝踵底部采用“桥”式扩大基础，使高坝段的坝踵跨过软岩，落在硬岩上。本发明专利技术通过平面弧形布置和“桥”式扩大基础，使得大坝运行期主要受压的河床溢流坝段的坝趾和坝踵座落在条件好的硬岩上，避免大坝受力不均匀、变形大的问题，而且本发明专利技术节省了大坝基岩的开挖量和混凝土量，大大降低了施工成本，缩短了工期。

The arrangement structure of concrete gravity dam on soft and hard rock slope

The invention discloses a layout structure of a concrete gravity dam on soft and hard inclined rock strata, which belongs to the technical field of concrete gravity dams. The layout of the dam axis of concrete gravity dam is a convex arc shape of the upper reaches of the dam section of the concrete gravity dam toe upstream retracted, fell on hard rock, and the bottom of the dam in concrete gravity dam section of the dam heel by \bridge\ type expansion foundation, the dam section of the dam heel across the soft rock in the fall, hard rock. The plane curved layout and the \bridge\ type expansion foundation, making the river overflow section of main pressure dam the dam toe and the dam heel is located in hard rock conditions on the dam to avoid uneven stress and large deformation problems, and the invention saves the amount of excavation and concrete dam bedrock and greatly reduce the construction cost, shorten the construction period.

【技术实现步骤摘要】
软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构
本专利技术涉及混凝土重力坝
，具体涉及的是一种软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构。
技术介绍
混凝土重力坝作为一种挡水建筑物，主要受坝体自重、上下游水压力、基底扬压力等荷载作用。在这些荷载的作用下，重力坝基底将产生压应力。在正常蓄水运行期，最大压应力通常发生在坝趾；在施工完建期或低水位时，最大压应力可能发生在坝踵。对于均质坝基，将基础开挖到满足受力条件的基岩后，坝踵、坝趾及基底的各个部位，均落在相同的岩体上，各坝段的受力条件，不受位置分布的影响。对于非均质坝基，坝踵、坝趾所落的位置不同，受力条件将不同，坝基受力不均匀。对于横河向软硬相间的陡倾岩层，这一情况尤其显著。因为坝趾顺流向的位置不同，有些坝段的坝趾将落在软岩上，这将对混凝土重力坝的坝踵及坝趾，尤其是坝趾这种受压较大的部位带来较大的危害，如承载力不足、坝基软硬变化处的应力集中、抗滑稳定性能下降等。为改善不均匀基础上大坝受力条件，传统设计中，通常采用挖除软弱部分并进行混凝土置换的方式，对于软弱岩体占比较大的情况，开挖量和混凝土回填量都较大；也有采取折线形坝线布置来避让软弱岩体的，如龙滩、向家坝、百色、安康等重力坝工程。龙滩水电站，河床坝段位于强度较高的砂岩为主岩层，相对较弱泥板岩岩层只在建基面较高的左岸山坡通过，为避开左岸上游的蠕变岩体和右岸冲沟的影响及减少开挖和混凝土工程量，两岸坝轴线分别向上游折转27°和30°，最终形成了一个折线形重力坝坝轴线。向家坝重力坝轴线在两岸以54°的夹角向上游转折，坝基座落于岩性为巨厚至厚层砂岩的T33岩组内，避开不良岩体，使坝基处理工作得到简化。百色重力坝，受右岸地形地质影响，大坝轴线在河床部分与河流正交，右岸坝轴线顺辉绿岩展布布置成折向上游，左岸略折向下游。安康混凝土重力坝，采用了折线型坝线，溢流段轴线基本垂直下游河道，左岸为了不跨越F3断层轴线向下游转了35°，为了调整坝基应力状态，右岸坝线也向下游转了10°角，较好地利用了河道地形特点。采用的坝线使坝基落在较坚硬、完整的岩体上，避开了区域性断层F3和侵入体下游的F10断层破碎带，避开了下游大片滑坡分布区和河床深潭地形。上述工程，其软弱或破碎基岩均在坝基范围内局部分布，对于横河向陡倾的、贯穿整个坝基的软硬相间的岩层，仅仅通过坝线的局部偏转是无法保证整个重力坝所有坝段坝踵、坝趾均落于较坚硬、完整的岩体上，而现有技术虽也有对横河向软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置进行研究，但大坝运行期主要受压的河床溢流坝段的坝趾和坝踵均落于软弱岩层，而为改善坝踵、坝趾受力条件，需对坝踵、坝趾软岩进行深挖并采用混凝土换填，开挖岩石及回填混凝土量巨大，施工工期长。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种受力稳定、变形小、开挖量少、工期短的软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构，包括左岸非溢流坝段、河床溢流坝段和右岸非溢流坝段；所述河床溢流坝段位于左岸非溢流坝段和右岸非溢流坝段之间；所述左岸非溢流坝段、河床溢流坝段和右岸非溢流坝段中每个坝段的坝轴线布置为弧线，且左岸非溢流坝段、河床溢流坝段和右岸非溢流坝段中每个坝段的坝趾均位于硬岩上；所述左岸非溢流坝段、河床溢流坝段和右岸非溢流坝段中高坝段的坝踵底部设置有“桥”式扩大基础，且左岸非溢流坝段、河床溢流坝段和右岸非溢流坝段中高坝段的坝踵位于硬岩上。进一步地，所述“桥”式扩大基础的上游起坡与左岸非溢流坝段、河床溢流坝段和右岸非溢流坝段中高坝段的上游折坡衔接。进一步地，所述“桥”式扩大基础的上游起坡的坡比为1:1。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过平面弧形布置和“桥”式扩大基础，使得大坝运行期主要受压的河床溢流坝段的坝趾和坝踵座落在条件好的硬岩上，避免横河向陡倾软硬相间岩层上混凝土重力坝的坝踵落在软岩上，而引起的受力及变形问题，而且本专利技术节省了混凝土重力坝基岩的开挖量和混凝土量，大大降低了施工成本，缩短了工期。附图说明图1为现有技术中横河向软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝布置结构的示意图；图2为现有技术中横河向软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝布置结构中混凝土重力坝的剖面示意图；图3为本专利技术软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝布置结构的示意图；图4为本专利技术软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝布置结构中混凝土重力坝的剖面示意图。图中：左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3、坝趾4、硬岩5、“桥”式扩大基础6、坝踵7、上游起坡8、软岩9、上游折坡10、下游坝坡11。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。沐若水电站工程位于马来西亚热带雨林地区，所在岩体岩层属早第三纪始新世滨海相、第三系贝拉加(Belaga)组的Pelagus段地层，如图1至图4所示，该岩层陡倾，硬岩5和软岩9相间，中部较厚部位硬岩5厚约110m。如图1和图2所示，现有技术采用直线坝轴线对沐若水电站工程中混凝土重力坝进行布置，河床溢流坝段2的坝趾4和坝踵7位于软岩9上，这将使混凝土重力坝坝基产生过大变形，进而导致坝体底部拉应力过大，甚至将混凝土重力坝拉裂，破坏坝体的整体性，进而破坏坝踵7防渗体系，减少混凝土重力坝与基岩的接触面积，危及混凝土重力坝抗滑稳定安全性。本专利技术就是针对现有技术中横河向软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构受力不均匀、变形大、开挖量大、施工工期长作出的改进。如图3和图4所示，本专利技术软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构，包括左岸非溢流坝段1(包括8个坝段)、河床溢流坝段2(包括3个坝段)和右岸非溢流坝段3(包括10个坝段)；所述河床溢流坝段2位于左岸非溢流坝段1和右岸非溢流坝段3之间；所述左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3中每个坝段的坝轴线布置为弧线，弧线半径为893m，坝轴线总长为430.23m，其中，河床溢流坝段中各坝段沿坝轴线长为20.26m，相邻坝段横缝中心角为1.3°，且左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3中每个坝段的坝趾4均位于硬岩5上；所述左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3中高坝段的坝踵7底部设置有“桥”式扩大基础6，其中，“桥”式扩大基础6的上游起坡8的坡比为1∶1，与左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3中高坝段的坡比为1∶0.2的上游折坡10衔接，使得左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3中高坝段的每个坝段基础向上游扩大5m～10m，保证左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3中高坝段的坝踵7位于硬岩5上，另外，左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3中高坝段的每个坝段的下游坝坡11的坡比为1∶0.8。施工上述软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构的方法，包括以下步骤：1)根据软硬相间陡倾岩层的岩性特点，将软硬相间陡倾岩层进行软岩9和硬岩5的岩段划分；2)根据步骤1)划分的岩段选择混凝土重力坝中左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3的各坝段的布置岩段；3)将混凝土重力坝中左岸非溢流坝段1、河床溢流坝段2和右岸非溢流坝段3的各坝段沿步骤2)中所选的布置岩段进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构，包括左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)；所述河床溢流坝段(2)位于左岸非溢流坝段(1)和右岸非溢流坝段(3)之间，其特征在于：所述左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)中每个坝段的坝轴线布置为弧线，且左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)中每个坝段的坝趾(4)均位于硬岩(5)上；所述左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)中高坝段的坝踵(7)底部设置有“桥”式扩大基础(6)，且左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)中高坝段的坝踵(7)位于硬岩(5)上。

【技术特征摘要】
1.软硬相间陡倾岩层上混凝土重力坝的布置结构，包括左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)；所述河床溢流坝段(2)位于左岸非溢流坝段(1)和右岸非溢流坝段(3)之间，其特征在于：所述左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)中每个坝段的坝轴线布置为弧线，且左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)中每个坝段的坝趾(4)均位于硬岩(5)上；所述左岸非溢流坝段(1)、河床溢流坝段(2)和右岸非溢流坝段(3)中高坝段的坝踵(7)底...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启贵，胡进华，颜家军，崔玉柱，杜华冬，刘晖，吴效红，周良景，王辉，张英，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42