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粉土、黏土类基础橡胶坝工程

坝基分布有松散的粉砂,中沙,西沙及淤泥质土,基础开挖时应注意边坡稳定性和基坑排水问题。坝址岩性,由纵坡面到横剖面变化较大,砂土分布高程不等,地层较为倾斜,应做好防渗处理,防止产生管涌等不良现象对工程的影响。
一、坝、闸址选择原则
(1)水流条件。本枢纽坝址位于河道弯道下游约200m直线段处,通过水工模型试验观察,在建筑物入口处,水流较平顺,加之在弯道区设一湖心岛起到了挑流作用,使过坝水流更加均匀平稳,以防止弯道水流影响坝袋振动。
(2)行洪排沙条件。坝址处河道断面没有突变,塌坝行洪和关闭上闸首人字门门顶同时溢流,能确保宣泄设计流量。安阳河泥沙较少,可通过塌坝泄洪拉沙和船闸排沙。
(3)地质条件。根据坝址处地质资料,地基承载力为80~120kPa,地下水位较低。地勘时仅B2、B,两孔测得地下水位为66. 60m,其他钻孔未见地下水。天然地基土属中等透水层是建坝、闸较好的基础。
(4)施工和运用条件。枢纽工程北岸造地后场地宽阔,交通、通信方便,距电源较近,充坝水源采用井水,可以满足施工、运用管理要求。
(5)综合利用条件。整个枢纽工程布局合理,位置处于旅游热点段,坝与闸协同工作,能充分发挥整体综合效益。
3.正常蓄水位的确定
坝前正常蓄水位的确定原则是要有一定的调蓄库容和水面,以改善水环境,同时要求库区回水不淹没滩地和影响城市排涝。经计算,确定正常蓄水位70. 58m,蓄水面积可达500亩.蓄水量达1 00万HI3,回水长度4km,满足建坝要求。坝顶溢流水深0. 5m,最高控限,通航水位71. 08m。
4.坝高的选定
坝底板高程应满足行洪要求,同时兼顾维修坝袋方便。适当提高底板高程,也可减轻过坝水流将推移质中的沙石卷入坝袋底部。本工程最后确定坝底板高出设计河底0. 5m,即高程67. 08m。根据设计正常蓄水位71. 08m要求,则确定坝袋高度为3.5m。
二、枢纽工程总体布置
枢纽工程由橡胶坝和船闸组成,工程全长85m,橡胶坝位于右岸,船闸位于左岸。橡胶坝和船闸之间设置鱼形岛,控制室在船闸左侧。
三、橡胶坝工程
1.橡胶坝坝袋参数
橡胶坝为充水坝袋,坝袋高H一3. 5m,坝顶部高程70. 58m。双线楔块挤压式锚固。端墙为1:2斜坡式,坝底长62m,坝顶长76m,坝袋边坡锚固高程70. 78m。坝袋的工作状态较多,但以上游水位与坝顶齐平、下游无水的状况为设计工况。
(1)坝袋内外压比a值选择。根据《橡胶坝技术指南》3.1 3条中规定,充水式坝袋内外压比a值宜选用1- 25~1. 60之间,但综合考虑以a。=1. 25较为经济合理,故本工程取ao =1. 25。

橡胶坝枢纽组布置图
橡胶坝枢纽组布置图

(2)坝袋参数。采用查表法计算,坝袋各参数见下表。

参数值
橡胶坝袋参数值

2.坝袋胶布型号选择
根据坝袋拉力T=45. 94kN/m和安全系数K≥6祭件,选用了J140140 -3胶布,胶布厚度为8. 5mm,考虑胶布加工强度损失1 5%左右,则坝袋抗撕裂安全系数K一3×140/×o.85145. 94 -7. 77>6,符合《橡胶坝技术指南》规定。
3、锚固结构
采用钢筋混凝土楔块,挤压式锚固,锚固槽上口宽32.7厘米,底宽339.72厘米,深30厘米。为了保证锚固强度精度,锚固槽采用二期混凝土浇筑,锚固局部加设钢筋,以增加锚固槽强度。
4、充排系统
坝袋采用机充、自排、机排方式。机充分直接和简介西种充坝方法,本工程机充采用间接方法,即首先将井水抽到高位水箱内稳压。然后用φ250mm钢管与φ500mm充排水主管连接充坝。自排是打开充排水管路中自排阀让其自排,当坝内压减小,下游水位升高自排速度较慢时,再开2台12SH – 28a单级双吸离心清水泵进行机排。
由于受井水量限制,充坝时间需4h;自排和机排组合塌坝,需3h;采用单一机排需要1h。
5.坝袋安全及监测设施
本工程采用虹吸管限制坝袋充胀内压水头。虹吸管安设在排水管路上,管径为φ400mm,管顶高程可由螺杆式起重机操纵活动法兰盘进行调整,以控制坝袋内压调整坝高。
此外,在两端墙坡上设置安全溢流管,管径#200mm,也可限制坝袋最高内压水头;
为排除塌坝泄洪时坝袋的“烟斗水”,在坝袋内安装导水胶管导水;在坝袋上安装排气阀,以排除坝袋在充水过程中顶部存储的气体。接控制室设有坝袋内压观测管(4250mm、4450mm),可由水位浮标带动水位计观测内压值,以监控充坝、塌坝运行情况。
在上、下游设置4根水位标尺,直接观测上、下游水位。上游分别安设在坝前右岸及船闸左岸,下游分别安设在坝后右岸坡及船闸下闸首后左岸。
此外整个工程布局合理,新颖,美观,不但具有很好的环境,社会,经济效益,同时平顺了水流,行洪畅通,能确保城市防洪安全。

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