理论教育 江垭水库:坝型和枢纽布置比较分析

江垭水库:坝型和枢纽布置比较分析

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:1985年经审查,水利部以电建字48号文批复“采用混凝土空腹重力坝、坝内厂房的枢纽布置方案,争取列入 ‘七五’计划”,后因国民经济调整,未能上马。(二)枢纽布置比较根据选定的坝型,进行了3个枢纽布置方案比较。综合以上分析比较,方案一总体布置协调,厂坝施工互不干扰,工期短,可提早拦洪发电,总体经济效益好,故选定方案一,即拦河大坝为碾压混凝土重力坝和右岸地下电站厂房枢纽布置方案。

江垭水库:坝型和枢纽布置比较分析

(一)坝型比较

根据工程规划,坝址地形、地质洪水和当地建筑材料等自然条件,在对江垭水利枢纽的坝型及总布置进行比较时,考虑坝址处于峡谷地段,两岸山高坡陡,无天然垭口可作为主要溢洪道,又无当地材料可用于筑坝,加之洪水峰高量大,陡涨陡落,在坝型选择上排除了土石坝,仅限于能在坝身设置大泄量溢洪道的混凝土坝范围内研究。

20世纪80年代初设时,在选定的石灰窑Ⅱ-3坝线上,就混凝土坝比较了混凝土空腹重力坝、混凝土重力坝、混凝土拱坝3种坝型,并结合电站厂房和过坝建筑物等组合成6个枢纽总布置方案进行比较,即:

——混凝土空腹重力坝,坝内厂房方案。

——混凝土重力坝,坝后厂房方案。

此两方案均将斜面升船机和灌溉渠首分别布置在右岸和左岸

——混凝土拱坝坝型,右岸引水式地面厂房,或右岸地下式厂房,或坝后式厂房,或坝后式厂顶泄洪,共4个方案。各方案斜面升船机和灌溉渠首均布置在左岸。

1985年经审查,水利部以电建字48号文批复“采用混凝土空腹重力坝、坝内厂房的枢纽布置方案,争取列入 ‘七五’计划”,后因国民经济调整,未能上马。

1988年澧水流域规划第一期工程江垭水库由发电为主改为以防洪为主后,考虑到澧水洪灾频繁、严重,人们迫切要求江垭水库早日建成拦洪,以缓解灾情。因此尽量缩短建设周期,就摆在工程设计的突出位置。湖南省水电院重点研究了20世纪80年代发展的先进的碾压混凝土筑坝技术,由于碾压混凝土中掺有40%~60%以上的粉煤灰水泥用量少,水化热低,不设纵缝,通仓浇筑,在气候适宜和温控较好的情况下,可连续上升浇筑,具有施工进度快、工期短、投资省等优点,其中最突出的优点是施工进度快。应用于江垭大坝,碾压混凝土占混凝土总量的80%,与常态混凝土重力坝比较,工期可缩短1年以上,大坝造价降低28.8%,可提前拦洪发电,经济效益十分显著。但当时要应用到高128m的重力坝、混凝土体积在100万m3以上的工程,国内外尚无先例。经过一系列的试验研究,在湖南省水电厅和水利部何璟总工程师的支持下,决定采用碾压混凝土筑坝技术,以促使工程早日发挥拦洪作用。因此,1992年湖南省水电院在可行性研究阶段,又拟定了碾压混凝土重力坝、碾压混凝土重力拱坝和常态混凝土空腹重力坝3种坝型进行了比较。

1)混凝土空腹重力坝,可利用空腹布置电站厂房,厂坝合一,布置紧凑,河床中央布置溢流坝,设表孔泄洪,在右岸设辅助泄洪隧洞,满足汛限水位时过流要求,投资较少,但坝体结构较碾压混凝土重力坝和碾压混凝土重力拱坝复杂,施工干扰大,工期较长,不能早日发挥拦洪效益,总体经济效益差。

2)碾压混凝土重力拱坝,体形单一,在坝体设中孔泄洪,但在布置上考虑拱座稳定的需要,拱冠必须前移,致使拱冠部位承压热水的隔水层顶板厚度显著减薄,对坝基抗浮防渗十分不利;两岸拱肩分布的层面溶蚀、层间错动和岩溶等地质缺陷处理难度大,且坝高达128m的碾压混凝土重力拱坝,其技术难度较碾压混凝土重力坝更大。(www.daowen.com)

3)碾压混凝土重力坝,坝体结构较前述两种坝型简单;在水工布置上,避开了碾压混凝土重力拱坝不利的地形地质因素;施工上没有前述两种坝型复杂和困难;工期较混凝土空腹重力坝缩短1年;虽然坝体防渗和碾压混凝土层面结合要求较高,但采取措施,提高施工工艺水平,可以满足要求。

综合以上分析,碾压混凝土重力坝较好地适应了地形地质条件,坝体结构简单,施工简易,工期较短,优于其他两种坝型,故选定的坝型为碾压混凝土重力坝。

(二)枢纽布置比较

根据选定的坝型,进行了3个枢纽布置方案比较。

方案一:拦河大坝为碾压混凝土重力坝,呈直线布置,在河床中央坝段设表孔和中孔泄洪,地下电站厂房布置在右岸山体中,斜面升船机和灌溉渠首布置在左岸。

方案二:将方案一的地下电站厂房改为右岸坝后引水式电站厂房,其他布置与方案一相同。

方案三:将引水式电站厂房布置在右岸6号冲沟处,其他布置与方案一相同。

首先,两个引水式电站厂房方案,均有90~100m的高边坡开挖,开挖区的层间错动、断层和节理影响边坡整体稳定,处理难度大,施工困难,费用高。其次,方案二的电站进水口及引水管穿过坝体部分,需改浇常态混凝土,且厂坝同一基坑,施工干扰大,影响大坝施工进度。第三,两个引水式电站的尾水均受大坝泄洪冲坑堆丘的影响,壅高尾水位,降低出力;泄洪冲刷坑对坝后式电站尾水导墙和厂房安全均有威胁,且泄洪时水雾严重,对第二、三方案电站运行影响很大;而地下厂房方案主洞室布置在img岩组内,岩体较完整,新鲜坚硬,饱和抗压强度达70~130MPa,没有大的构造,成洞条件较好,虽然运行条件不如地面厂房,投资较之增加3.6%,但避免了引水式厂房的缺点,厂坝施工互不干扰,工期较之短半年。

综合以上分析比较,方案一总体布置协调,厂坝施工互不干扰,工期短,可提早拦洪发电,总体经济效益好,故选定方案一,即拦河大坝为碾压混凝土重力坝和右岸地下电站厂房枢纽布置方案。

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