慈利县新义水电站拱坝设计的特点

来源:用户上传      作者: 向富初

　　摘要:坝址处河谷狭窄,基岩出露,为白云质灰岩,两岩山坡为不对称的V型河谷,坝肩山体厚实。离坝址不远处有成层灰岩可做为建坝材料,溪床内天然河砂可做为胶结材料,综合地形地质条件,该处适合建砌石拱坝。在选定坝址上下游河谷均开阔,不易建坝。
　　Abstract:The dam site place river valley is narrow, bedrock appearing, for the white clouds nature calcareous rock, two crag hillsides for the asymmetrical V river valley, the dam abutment mountain massif is thick. Has the level calcareous rock to the dam site not far away to be possible to do to construct the dam material, in the brook bed the natural river sand may do for the cementing material, the comprehensive terrain geological condition, this place suitable to construct builds the stone arch dam. Is open in the designation dam site upstream and downstream river valley, not Yi Jianba.
　　关键词:新义电站单曲拱坝设计特点
　　Key word: New righteousness power plant Single tune arch dam Design Characteristic
　　作者简介:向富初,湖南省慈利县,邮编427200,单位张家界市澧水水利水电勘测设计研究院
　　
　　一、问题的提出
　　慈利县新义电站位于慈利县西南部的水电站工程位于澧水一级支流,零溪河上游赵家垭水库回水末端南山坪乡白果村内,水电站工程位于澧水一级支流,零溪河上游赵家垭水库回水末端南山坪乡白果村内。两条溪的汇合口下游蛤蟆山谷,具有建拱坝的地形地质条件,建35m高的拱坝,可得138万的调节库容,44-52m的发电水头。特别是胜天引水到赵家垭水库工程完成后,胜天水库引水经过白果村境内,流入忠林水库约600万m3,加水库本身蓄水量,共计2116多万m3。若装机320KW,年平均发电量约130余万KW・时。对一个山区乡村,是一个好的开发项目,将本地天然水力资源转化为财富。
　　二、工程地质条件
　　库区岩性为白云岩及白云质灰岩,岩石成份简单,白云岩为大坝持力层,岩石力学性能能满足建坝要求,坝址区岩层节理、裂隙不发育,地质条件优越,无较严重的漏水构造。
　　岩体物理力学数据,白云岩,抗压强度为71.0MPa,抗剪强度为39.0MPa,磨擦系数F=0.65岩/岩,砼/岩,弹性模量E=2.2×10MPa,泊松比=0.27
　　三、大坝设计的特点
　　3.1 体型设计
　　大坝为单曲定园心定外半径拱坝,坝高35米。底部高程580米,坝厚5米,弦长10米,坝顶高程615米 ,厚2米,弦长46米,弦长与坝高比为1.33,厚高比为0.14。
　　坝顶在靠右岸的一段16米长为溢流坝。溢流坝上设有桥墩,并设有2米宽的行人桥,桥面高程615米的两端与非溢流坝相接。
　　坝体100#小石子砼砌600#块石,坝体内设150#砼防渗墙,底厚0.5m,顶厚0.3m。
　　3.2 坝体应力计算及坝肩稳定分析
　　该拱坝位于狭窄河谷中,两岸山坡不对称,用纯拱法计算,仅考虑水压力计算结果如下:
　　计算结果可知应力在许可范围之内。5.3泄水建筑物
　　四. 泄水工程
　　坝址处无无然垭口,因此只能用坝顶溢流,考虑到运用方便、简单,坝顶采用开敞式溢流。溢流堰顶高程612.00米 ,200年一遇的校核洪水位时,泄洪宽度16米,溢洪水深2.6米,水位614.60米。
　　溢流堰为WES实用堰,溢流面采用200#钢筋混凝土。
　　本工程采用挑流消能,当下泄30年一遇的设计洪水,水舌的挑距25米,水垫厚度需要5米。由于该处地形狭窄,30年一遇洪水时,水深已大于5米,所以在大流量的消能问题已可自然满足。
　　五.拱坝施工
　　本工程的拱坝、石方开挖600 m3,浆砌石2300 m3,砼700 m3,坝高35米,坝底高程580m。
　　坝的基础开挖,采用人工开挖,弃碴堆集在下游80m(电站厂房)以外,全部人力挑运。坝体石料自1.5km以外用人力板车运到坝右岸620m高程,在630m高程左右岸山坡之间架设一φ30-6×37-1813MPa,跨度70m的缆索,每次可起吊1.5T重的石料。牵引索、起重索均选φ15-6×37-1813MPa钢丝绳,牵引及起重均用自制的绞磨,人力手推绞磨设在左右岸山坡上。砼拌和机及砂浆拌合亦设在右岸620高程左右,通过缆索吊至南上。月砌筑强度250m3(包括石料砌体及砼、钢筋砼坝体方量),大坝坝体砌筑一年完成。共需6×37的钢丝绳0.9T,手推绞磨3个型钢等1.2T。
　　六、 结语
　　忠林电站装机容量为320kw,电站多年平均发电量133万kwh,电价按0.3元/kwh计,贷款按总投资的2/3计算,贷款金额200万元,贷款年利率为6.21%,有效发电系数取0.85,经计算,贷款偿还年限为11.36年<15年,在《条例》规定的范围之内,故经济上可行。
　　工程应精心施工,特别要注意坝肩与山体的结合部位施工质量,认真做好坝肩岩体处理,隐蔽工程的工程质量亦是至关重要的。
　　参考文献:
　　[1] 拱坝设计与研究,朱伯芳等著,中国水利水电出版社
　　[2] 拱坝的设计和计算,汪景琦著,中国工业出版社
　　[3] 水工建筑物,祁庆和主编,中国水利水电出版社

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