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初設(shè)階段主要針對(duì)土石壩壩型進(jìn)行進(jìn)一步的比較：可選壩型有瀝青混凝土心墻壩、黏土心墻壩和混凝土面板堆石壩。混凝土面板堆石壩結(jié)構(gòu)簡單，工序間干擾少，便于機(jī)械化施工，氣候?qū)γ姘宥咽瘔蔚氖┕び绊懶　５珘螀^(qū)附近石料強(qiáng)度較低（小于10MPa），不適合填筑主堆石區(qū)，同時(shí)水泥及混凝土粗細(xì)骨料運(yùn)距遠(yuǎn)，單價(jià)高。根據(jù)壩址附近料場勘查，心墻黏土料分布在沖溝洼地及緩坡地帶，場地分散，土層最大厚度小于7m，開采條件相對(duì)較差，不利于大規(guī)模機(jī)械化開采；另外，土料天然含水量偏高，需翻曬。最大問題是土料場全為農(nóng)田，征地難度大。瀝青混凝土心墻防滲效果好，構(gòu)成心墻的骨料、瀝青等原材料受外界氣溫、降雨影響小，施工方便，進(jìn)而能縮短施工工期。且當(dāng)?shù)赜谐晒π藿r青混凝土心墻石渣壩的工程經(jīng)驗(yàn)。從壩體結(jié)構(gòu)、施工條件、工程投資等綜合分析，瀝青混凝土心墻方案優(yōu)勢明顯，因此，推薦瀝青混凝土心墻石渣壩為主壩壩型。實(shí)踐證明，當(dāng)?shù)厥腺|(zhì)量差、防滲土料缺乏，主壩壩型選擇瀝青混凝土心墻石渣壩符合當(dāng)?shù)貤l件，是經(jīng)濟(jì)合理的。

主壩右岸單薄分水嶺上依次有7個(gè)埡口，共需修建7座副壩。7座副壩均為低壩，Ⅱ副壩最高，最大壩高為19.20m；壩址具備修建重力壩和土石壩的地質(zhì)條件，除7#副壩外，其余6座副壩地形條件不利于土石壩布置。經(jīng)漿砌石重力壩和土石壩兩方案進(jìn)行比較，漿砌石壩方案可以充分利用當(dāng)?shù)夭牧希顿Y略少且便于施工。經(jīng)綜合分析，7座副壩均采用漿砌石重力壩壩型。

1瀝青混凝土心墻石渣壩設(shè)計(jì)

1.1壩體斷面設(shè)計(jì)

主壩壩型為瀝青混凝土心墻石渣壩，最大壩高約42.70m，壩頂長678.15m，壩頂寬7.0m。大壩上游采用預(yù)制塊護(hù)坡，壩體下游采用草皮護(hù)坡。大壩上游坡1∶2.25～1∶2.75，馬道寬5m；下游坡1∶1.9～1∶2.0，馬道寬2m。瀝青混凝土心墻采用直心墻，厚度為0.50～0.70m，墻頂高程高于水庫校核洪水位。心墻底部2m為漸變段，與混凝土齒槽相接處加厚至1m。瀝青混凝土心墻與混凝土齒槽采用止水銅片連接，齒槽頂部設(shè)反弧，反弧上鋪設(shè)20mm瀝青瑪蹄脂。心墻上、下游側(cè)分別設(shè)2m厚的過渡層，心墻過渡層后布置水平排水，壩腳設(shè)貼坡排水，與水平排水相接。水平排水采用排水條帶，條帶斷面呈梯形，四周包反濾，沿壩軸線自左向右設(shè)有6條排水條帶。貼坡排水采用干砌石砌筑，排水下設(shè)2層反濾，壩腳設(shè)縱向排水溝。

1.2壩體材料及分區(qū)設(shè)計(jì)

壩體分為上游臨時(shí)擋水?dāng)嗝妫ɡ檬┕撸⑸嫌问鼌^(qū)、瀝青混凝土心墻、心墻過渡層和下游石渣區(qū)。心墻過渡層料、反濾料、水平排水、貼坡排水等均采用強(qiáng)度較高的灰?guī)r石料。上游臨時(shí)擋水?dāng)嗝娌捎脧?fù)合土工膜臨時(shí)防滲。上游石渣料區(qū)下部及下游石渣料區(qū)浸潤線以上采用砂巖開挖石渣料填筑。各種筑壩材料的要求如下：砂巖石渣料。設(shè)計(jì)干密度為2.03～2.07g/cm3，每層鋪料厚度60～80cm，壩料最大控制粒徑45～60cm。同時(shí)，要求滲透系數(shù)不小于1×10-3cm/s。心墻過渡料。連續(xù)級(jí)配，不均勻系數(shù)Cu>10，曲率系數(shù)Cc=1～2，最大粒徑80mm，每層鋪料厚度與瀝青混凝土相同，設(shè)計(jì)干密度2.10～2.15g/cm3。上游護(hù)坡墊層、下游反濾料。均為2層，級(jí)配分別為0.4~40mm和2~80mm，d50為6.5mm和19mm，要求壓實(shí)后的相對(duì)密度不小于0.70g/cm3。心墻瀝青混凝土質(zhì)量是瀝青心墻壩的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)要求：孔隙率為2%～4%，滲透系數(shù)不大于1×10-8cm/s，水穩(wěn)定系數(shù)不小于0.85。瀝青含量一般為礦料總重的6.0%～7.5%。骨料最大粒徑不超過25mm。瀝青混凝土參考配合比為：瀝青含量7%，細(xì)骨料含量37%，礦粉含量14%。為確保瀝青混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，委托西安理工大學(xué)進(jìn)行了瀝青混凝土心墻材料試驗(yàn)研究和現(xiàn)場攤鋪試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究包括：粗、細(xì)骨料及石粉的適用性，施工配合比的優(yōu)選及施工配合比的防滲、力學(xué)性能綜合性能等。瀝青混凝土粗細(xì)骨料均為破碎人工石灰?guī)r骨料，瀝青為70#克拉瑪依水工瀝青。試驗(yàn)初步確定油石比6.5%、填料用量12%、級(jí)配指數(shù)為0.40和油石比6.8%、填料用量14%、級(jí)配指數(shù)為0.40的兩種推薦配合比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室配合比試驗(yàn)成果，進(jìn)行現(xiàn)場攤鋪試驗(yàn)，最終確定用于生產(chǎn)的配合比，以及適用于生產(chǎn)的施工工藝參數(shù)。瀝青混凝土制備拌和采用LB-1000型強(qiáng)瀝青混凝土攪拌系統(tǒng)，瀝青混凝土攤鋪采用Lg380型攤鋪機(jī)和ZL50上料機(jī)，振動(dòng)碾采用RWL51型和YZ2型等，碾壓厚度為28cm。試驗(yàn)確定：油石比6.5%、礦粉用量12.2%、細(xì)骨料含量38.5%。

1.3大壩穩(wěn)定及應(yīng)力應(yīng)變分析

1.3.1主壩邊坡穩(wěn)定分析壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用了計(jì)及土條間作用力的簡化畢肖普法。計(jì)算時(shí)石渣料的強(qiáng)度參數(shù)參照土工試驗(yàn)結(jié)果確定，砂巖料（平均級(jí)配）c=0.056MPa，φ0=37°，大壩邊坡各種工況抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)1.33～1.43，均滿足規(guī)范要求。

1.3.2應(yīng)力應(yīng)變分析對(duì)瀝青混凝土心墻石渣壩進(jìn)行了二維和三維有限元應(yīng)力應(yīng)變分析。瀝青混凝土心墻和壩體填筑體均采用鄧肯-張（Ducan-Chang）E-B非線性模型模擬，混凝土采用線彈性模型模擬，瀝青混凝土心墻與過渡層的接觸面采用薄層接觸面單元模擬。根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，壩體在竣工期和蓄水期的最大沉降分別為30cm和28cm，在壩高的1%以內(nèi)。竣工期壩體向下游的水平位移最大為14cm；蓄水后，由于水壓力的作用，壩體向下游的水平位移增加到21cm。整個(gè)壩體的應(yīng)力分布較好。竣工期瀝青混凝土心墻的水平位移很小，沉降最大值約29cm，發(fā)生在最大斷面壩段的心墻中部。蓄水后，由于水壓力的作用，瀝青混凝土心墻發(fā)生向下游的水平變形，位移最大約為20cm，發(fā)生在最大斷面壩段的心墻上部。竣工期和蓄水期，瀝青混凝土水平的應(yīng)力水平都較小。

1.4基礎(chǔ)處理

主壩壩基主要分布J2s2-3泥巖和粉砂巖、J2s2-2砂巖、J2s2-1砂巖泥巖和粉砂巖，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，且不均一。根據(jù)地質(zhì)建議，除心墻及反濾層部位基礎(chǔ)開挖至弱風(fēng)化中下部巖體外，其余部位適當(dāng)放寬，開挖到弱風(fēng)化上部。心墻下布置灌漿帷幕，采用單排幕，孔距2m。壩基相對(duì)不透水層按透水率小于5Lu控制，防滲帷幕伸入相對(duì)不透水層5m。壩基防滲帷幕在左岸與溢洪道控制段防滲帷幕連成一體，右岸與單薄分水嶺防滲幕體相接，形成心墻、壩基與兩岸一體的防滲體系。為加強(qiáng)壩基基巖的整體性及心墻基座與基礎(chǔ)的緊密連接，在心墻下設(shè)2排固結(jié)灌漿孔，孔距3.0m，孔深6.0m。

2軟巖筑壩

本工程主壩為瀝青混凝土心墻堆石壩，本區(qū)域廣泛分布侏羅系及三疊系紅色碎屑巖、灰?guī)r、白云巖，紅色碎屑巖以泥巖、粉砂巖、砂巖互層為主。初設(shè)階段初步確定壩體填筑料主要為砂巖料和泥巖料，砂巖料以斜石壩為主選料場，泥巖料以雞線井為主選料場，此外，還選用部分溢洪道施工開挖渣料。室內(nèi)試驗(yàn)表明，砂巖、粉砂巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值分別為15.7MPa和11.26MPa，泥巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度更低。為充分利用當(dāng)?shù)亓显春褪┕ぜ夹g(shù)參數(shù)控制提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)壩體填筑料進(jìn)行了現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)研究。

2.1試驗(yàn)主要內(nèi)容

（1）對(duì)砂巖料和泥巖料兩種筑壩材料進(jìn)行不同的鋪土厚度、不同碾壓遍數(shù)和加水與不加水等多種不同工況現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)，確定壩體填筑標(biāo)準(zhǔn)和壓實(shí)采用的各項(xiàng)參數(shù)（碾壓設(shè)備型號(hào)、振動(dòng)頻率及重量、行進(jìn)速度、鋪筑厚度、碾壓遍數(shù)等）。（2）研究和完善壩料填筑的施工工藝和措施。（3）確定壩體填筑施工質(zhì)量控制及質(zhì)量檢驗(yàn)的方法和要求。（4）碾壓試驗(yàn)過程中沉降觀測工作與碾壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，主要進(jìn)行了土層表面的沉降、碾壓后的干密度測定和顆粒級(jí)配分析三方面的檢測工作。對(duì)兩種試驗(yàn)料還做了現(xiàn)場滲透試驗(yàn)。

2.2試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)振動(dòng)碾壓設(shè)備采用25t自行式振動(dòng)平碾，按照進(jìn)退錯(cuò)距法，在同一碾壓條帶進(jìn)退一來回計(jì)為碾壓2遍，搭結(jié)寬度約20cm，振動(dòng)激振力390kN，行車速度2.5km/h。分不加水和加水2種試驗(yàn)工況，加水量3%～5%。鋪土厚度80cm，碾壓遍數(shù)8遍。（1）平均干密度值隨碾壓遍數(shù)的增加呈規(guī)律性的增加，隨鋪土厚度的增加呈規(guī)律性減小。兩種試驗(yàn)料加水碾壓后干密度值都有一定程度的提高，泥巖料對(duì)加水的影響更為敏感。（2）通過攤鋪以及碾壓后，2種試驗(yàn)料都有一定程度的顆粒破碎現(xiàn)象。級(jí)配不良特別是大粒徑相對(duì)集中及有超徑的情況下發(fā)現(xiàn)存在架空現(xiàn)象，且鋪料越厚越為明顯。（3）隨著碾壓激振力的提高，2種試驗(yàn)料干密度均有較為明顯的提高。（4）同一試驗(yàn)組合中，隨著碾壓遍數(shù)的增加，累計(jì)平均沉降量的增幅由大變小，同一工況下，加水后的碾壓沉降量大于不加水的碾壓沉降量。

2.3建議施工控制標(biāo)準(zhǔn)

無論是料場開采料還是溢洪道開挖料，都存在不均勻性，針對(duì)本工程的特點(diǎn)，施工質(zhì)量控制應(yīng)對(duì)填筑料粒徑和級(jí)配進(jìn)行控制，建議采取施工工藝參數(shù)和壓實(shí)干密度雙控的方法，把填筑料源及施工過程控制作為主要控制環(huán)節(jié)，確保壩體壓實(shí)質(zhì)量。碾壓試驗(yàn)干密度2.14g/cm3，施工控制干密度標(biāo)準(zhǔn)取碾壓試驗(yàn)干密度值的0.95倍，即2.03g/cm3。

3分層取水

左、右岸灌溉引水隧洞設(shè)計(jì)引水流量分別為5.71m3/s和3.69m3/s，長分別400m和120m，采用岸塔式進(jìn)水口。根據(jù)灌溉引水對(duì)水溫的要求，隧洞進(jìn)水口需采取表層取水方式。玉灘水庫壩前水深有20余m，根據(jù)國內(nèi)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分層取表層水主要有2種方式：多孔式和復(fù)式結(jié)構(gòu)式。5.1多孔式方案左右岸進(jìn)水口均為豎井式進(jìn)水口，雙孔分上、下2層取水。設(shè)有2道事故檢修門，由固定式啟閉機(jī)啟閉，事故檢修門前設(shè)有攔污柵。該方案金屬結(jié)構(gòu)制作工藝簡單，安裝方便，止水效果好，易于維護(hù)；造價(jià)較低。缺點(diǎn)是取表層水的效果稍差，只能分兩級(jí)取水。5.2復(fù)式結(jié)構(gòu)方案左右岸進(jìn)水口均為岸塔式進(jìn)水口，進(jìn)水口上游側(cè)設(shè)有4個(gè)不同高程的連通孔，孔口尺寸為3.0m×2.0m（寬×高），在中、低、底孔井壁內(nèi)側(cè)設(shè)有平板擋水閘門，上游止水，三閘門共用1道門槽，通過伸縮式拉桿聯(lián)成一串。在豎井的上游外壁面設(shè)半圓筒閘門，半圓筒閘門隨著水庫水位的變化做上下移動(dòng)，使頂部進(jìn)水面始終保持在水下一定深度，以保證取表層水。在豎井內(nèi)引水隧洞進(jìn)口設(shè)1道事故檢修閘門，閘門為常開狀態(tài)。復(fù)式結(jié)構(gòu)方案，金屬結(jié)構(gòu)制作及安裝工藝相對(duì)要求較高，施工復(fù)雜；但半圓筒閘門頂部進(jìn)水面始終位于水下2m，可以保證取水效果，表層取水效果明顯，鑒于本工程主要功能為灌溉，故推薦復(fù)式結(jié)構(gòu)方案。

4結(jié)語

經(jīng)多方案比較，主壩選用防滲效果好、工程投資省的瀝青混凝土心墻石渣壩，瀝青混凝土心墻材料試驗(yàn)研究和現(xiàn)場攤鋪試驗(yàn)，為充分利用當(dāng)?shù)夭牧希M(jìn)行了現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)，根據(jù)灌溉用水對(duì)水溫的要求，隧洞引水口采用分層取水方式。

作者：陸宗磐曾道春單位：中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司重慶市金佛山水利水電開發(fā)有限公司