3.1 概述
混凝土面板开始浇筑时,面板和堆石体二者的滑动力和抗剪力比较接近,面板受到其自重作用、堆石体的摩擦力和支撑力等的作用。但随着面板施工完成,之后堆石体的填筑以及其产生的流变变形均会使得面板和堆石体间的变形差越来越剧烈,并由此产生“滑移”,而这里主要考虑面板的受力为面板自重以及堆石体的支承作用。
3.1.1 堆石碾压剖面及施工进度
由于本章研究的主体是施工期堆石体的沉降变形引发的面板开裂现象,而不考虑包括温湿度变化所可能导致的面板变形开裂,因此对于不涉及到计算条件选取的施工状况和环境条件不加以赘述。主要介绍包括堆石体分期分区的设计施工方案、混凝土面板浇筑的设计施工方案两方面。
1.坝体断面基本参数
卡基娃面板堆石坝坝顶高程为2856.00m,最大坝高171m,坝顶长度323m,坝顶宽11m上游坝坡1∶1.4,下游坝坡以高程2802.00m为临界高程,超出时为1∶1.5,未超出时为1∶1.4,综合坝坡1∶1.496。下游坝坡布置有三级5m宽的马道,上游设置坝前黏土铺盖区和压重区,下游坝脚设置压重区,并需布置覆盖反滤层和过渡区。
2.坝体断面材料分区及填筑分期设计
坝体填筑材料主要包括9个材料分区,从上游到下游依次是:坝前弃渣压重区1B(顶高程2740.00m,顶宽10m,上游坡度1∶2);坝前黏土铺盖区1A(顶高程2738.00m,顶宽4m,从上向下渐变至7m,下部局部水平加宽,并覆盖该高程以下的面板、趾板及接缝);垫层区2A(水平厚度4m等厚布置);过渡区3A(过渡区水平厚度从上向下由6m渐变至11m);主堆石区3B(为确保坝体排水性能,在下游堆石区底部2720.00m高程以下采用主堆石料填筑);次堆石区3C(顶高程2826.00m,次堆石区上游侧与主堆石区分界面向下游倾斜,坡度1∶0.5);大块石护坡区3D(水平厚度1m);坝脚压重区3E(顶高程2710.00m,顶宽30m,下游坡度1∶2);覆盖层反滤、过渡区(在坝基河床覆盖层表面设置了最小厚度2m的垫层料,并在其上设置了厚度为5m的过渡料)。
根据坝体断面的参数以及上述坝体材料分区的数据,利用CAD绘制得到卡基娃面板堆石坝填筑分期示意图、材料分区示意图,见图3.1、图3.2。
图3.1 卡基娃面板堆石坝材料分区示意图
图3.2 卡基娃面板堆石坝填筑分期示意图
大坝填筑分四期施工,在完成坝肩开挖、截流、基坑开挖等前期施工准备工作之后,从2012年6月初开始进行坝体主体部分的填筑,填筑时间共计约21个月,具体施工进度安排如下所述:
一期施工:填筑时段为2012年的6月,坝体临时断面填筑至2749.00m高程。
二期施工:填筑时段为2012年7月初至2013年2月初,坝体全断面填筑至2770.00m高程。
三期施工:填筑时段为2013年2月至8月初,坝体全断面填筑至2805.00m高程。
四期施工:填筑时段为2013年8月至12月底,坝体全断面填筑至坝顶2852.00m高程。
3.1.2 混凝土面板浇筑方案
结合工程经验,初步拟定面板水平厚度从上至下由0.3m逐渐增加至1.1m,计算得到面板总面积61036m2,面板最大斜长286.2m,共铺设32块混凝土面板,只设置垂直缝。
混凝土面板浇筑方案的设计需要综合考虑多项因素之后安排适当的时间进行分期浇筑,并及时进行面板的养护工作,以确保面板开裂的可能性降到最小。考虑到避开一年中不利于施工进行的雨季,堆石体刚填筑完成之后的预沉降影响,设计面板分三期浇筑,最终面板浇筑的施工规划方案见表3.1。
表3.1 混凝土面板施工分期规划
3.1.3 水文资料及水库蓄水控制
木里河也叫理塘河,发源于甘孜藏族自治州理塘县北面的沙鲁里山脉,集水面积9416km2,河口多年平均流量142m3/s,年径流量44.8亿m3,在四川省属于中型大径流河流,根据当地观测站的数据显示,该地区多年平均降雨量达832mm,径流主要来源于降雨,水源较为丰沛,二者的年内分配基本一致,6—7月水量达到最大,11月之后降水开始减少,稳定退水至次年的3月。因此,根据当地的水文资料设计水库蓄水方案,在大坝主体及混凝土面板填筑基本施工完毕后开始蓄水。根据规范要求,施工期内水库的蓄水标准采用蓄水时段保证率为85%进行设计。计划在第五年11月初关闭导流洞进行蓄水,主要蓄水过程概括如下:蓄水至2735.00m高程,历时15.9h;蓄水至2795.00m高程,历时15.3d;蓄水至死水位2800.00m高程,历时3.75d,并具备发电条件。