抽水蓄能电站施工技术
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2.14 面板坝案例

面板堆石坝因其良好的地质、地形条件适应性和安全、经济、可维护性而得到广泛的应用,溧阳电站建设方委托河海大学完成并提交了“溧阳电站上水库大坝静动力分析研究报告”,其中引述了面板坝的几个典型案例,简述如下。

2.14.1 天生桥面板坝

1999年建成,在运行期的2003年7月和2004年5月,期间因堆石流变造成面板裂缝而多次修复。施工期堆石最大沉降变形291.cm,总变形348.0cm,面板的最大挠曲变形89.8cm,大坝上部区域水平变形较大,在780.00m水头作用下,面板在758m高程的水平变形达102.3cm,使得面板形成明显的反弯点而产生较大的弯矩,导致面板裂缝。

2.14.2 Aguamilpa坝

坝高187m,坝顶高程230.0m,1993年建成并开始蓄水,如图2-23所示。该坝蓄水至死水位时漏水量4.0L/s,1994年蓄水至218.8m高程(正常蓄水位220.0m)时渗漏量突然增加到257.7L/s,随水位而变化。该坝上游堆石区为砂砾料,压缩模量达到200~300MPa,中间设压缩模量渐变区,下游堆石区为开挖花岗岩石渣料,变形模量之比为5∶1。

2.14.3 Campos Novos坝

最大坝高202.0m,上游坝坡坡比1∶1.3,下游平均坡比1∶1.4,筑坝堆石材料主要为玄武岩,如图2-24所示。2001年开工,2006年竣工。在水库蓄水位达到642.00m高程时,第16、第17号面板间的垂直缝两侧混凝土发生挤压破坏,范围从防浪墙底的660.00m高程至水下的535.00m高程。

2.14.4 抗震设计

紫坪铺抗震设计计算重力加速度0.26g,计算动力响应小于10cm,5·12汶川地震,156m高的紫坪铺面板堆石坝发生断裂,坝顶沉降变形74cm,约为坝高的0.48%,河床垂直缝发生50m长的挤压破坏,二、三期面板施工缝错台12~17cm,三期面板出现脱空情况,震后预估坝顶2g、坝趾0.5g

图2-23 Aguamilpa坝面板顶部水平拉裂破坏

图2-24 面板挤压破坏与反渗破坏

国内已建200m级高面板坝基于三轴试验计算值的最大铅直向变形(cm)/原型实测值(cm):天生桥一级124~205/347、洪家渡75.9/142、三板溪80/171、水布垭135~184/255,实测值一般均大于计算值。溧阳电站静力荷载计算最大铅直向变形包括施工期、蓄水期、运行期累计最大约200cm。动力分析设计重力加速度取值0.24g,计算动力响应22.5cm。

图2-25 地震引起紫坪铺面板断裂