水布埡面板堆石壩筑壩技術(shù)

前言

圍繞水布埡筑壩技術(shù)的研究始于該工程開始預(yù)可行性研究的1993年。由于壩址的地形地質(zhì)條件限制，擋水建筑物宜選擇當(dāng)?shù)夭牧蠅?。預(yù)可行性研究和可行性研究階段對(duì)心墻堆石壩和面板堆石壩進(jìn)行了同等深度的比選，面板壩以安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)成為選定壩型，壩高233m。20世紀(jì)90年代初，國內(nèi)尚無面板壩設(shè)計(jì)、施工規(guī)范可遵循，國內(nèi)外也無200米級(jí)面板壩成功的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)世界最高的墨西哥Aguarailpa面板壩（壩高187m）1994年剛剛建成，國內(nèi)最高的天生橋一級(jí)面板壩（壩高178m）1993年剛開工建設(shè)。水布埡面板壩能否從當(dāng)時(shí)的最大壩高一次性上升近50m.面臨著超高面板壩設(shè)計(jì)理念、高應(yīng)力條件下大壩填料力學(xué)特性、高面板壩變形控制技術(shù)、高性能面板混凝土、適應(yīng)大變形的止水結(jié)構(gòu)及高面板壩的新型監(jiān)測手段等一系列高面板壩筑壩技術(shù)難題。業(yè)主單位湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司和設(shè)計(jì)單位長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院組織國內(nèi)外多家單位圍繞面板壩筑壩技術(shù)開展了大量的研究工作。國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)“高壩工程技術(shù)研究——200江水電開發(fā)有限責(zé)任公司和水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織下，針對(duì)水布埡面板壩五大技術(shù)難題開展了聯(lián)合攻關(guān)。圍繞水布埡面板壩長達(dá)15年的研究和實(shí)踐中，湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司、長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、長江科學(xué)院、水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、q-國水利水電科學(xué)研究院、南京水利科學(xué)研究院、中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所、清華大學(xué)、武漢大學(xué)、河海大學(xué)、三峽大學(xué)、武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、國家電力公司昆明勘測設(shè)計(jì)研究院、中南勘測設(shè)計(jì)研究院、華東勘測設(shè)計(jì)研究院、中國葛洲壩集團(tuán)公司、中國江南水利水電公司等二十余家單位參加了研究工作。此外，國內(nèi)眾多專家學(xué)者給予了直接指導(dǎo)；國際知名的加拿大國際工程管理聯(lián)營公司（CIPM）、巴西COPEL公司以及庫克、平托、莫里等著名面板壩專家也提供了咨詢意見。

內(nèi)容概要

水布埡面板堆石壩壩高233米，是世界已建和在建的最高面板堆石壩，是國家“九五”科技攻關(guān)依托工程和“十五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目?！端紙好姘宥咽瘔沃渭夹g(shù)》全面總結(jié)了水布埡超高面板堆石壩設(shè)計(jì)、施工新理念及研究與應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝、新材料和新機(jī)具，詳細(xì)介紹了超高面板堆石壩筑壩關(guān)鍵技術(shù)體系。 　　本書可供水利水電工程設(shè)計(jì)、施工、管理和科研人員借鑒使用，亦可供大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考學(xué)習(xí)。

書籍目錄

序前言1　綜述　1.1　工程概況與基本地質(zhì)條件　1.2　研究歷程　1.3　研究成果　1.4　大壩運(yùn)行狀態(tài)　參考文獻(xiàn)2　大壩填料的工程特性　2.1　大壩填料的強(qiáng)度與變形特性　2.2　大壩填料的流變特性　2.3　大壩填料的變形機(jī)理　2.4　軟巖及軟巖堆石料的工程特性　2.5　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)3　大壩應(yīng)力變形分析　3.1　本構(gòu)模型　3.2　大壩的應(yīng)力變形　3.3　面板應(yīng)力變形的子模型法分析　3.4　堆石體流變對(duì)大壩應(yīng)力變形的影響　3.5　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)4　大壩變形控制　4.1　大壩填筑料源選擇與基本特性　4.2　大壩變形預(yù)測　4.3　壩體分區(qū)　4.4　壩體材料壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)　4.5　壩體不均勻變形控制　4.6　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)5　大壩滲流分析　5.1　大壩基礎(chǔ)滲流特征　5.2　壩體填料滲透特性　5.3　壩體滲流計(jì)算與滲透穩(wěn)定性分析　5.4　基礎(chǔ)三維滲流場分析　5.5　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)6　大壩基礎(chǔ)開挖與處理　6.1　基礎(chǔ)開挖　6.2　趾板基礎(chǔ)處理　6.3　堆石體基礎(chǔ)處理　6.4　河床覆蓋層處理　6.5　基礎(chǔ)灌漿　6.6　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)7　大壩趾板與面板結(jié)構(gòu)　7.1　趾板線路布置　7.2　組合式趾板結(jié)構(gòu)　7.3　面板結(jié)構(gòu)　7.4　混凝土原材料優(yōu)選　7.5　混凝土配合比　7.6　混凝土抗裂措施　7.7　面板與趾板混凝土施工　7.8　止水結(jié)構(gòu)與材料　7.9　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)8　大壩施工　8.1　施工導(dǎo)流與壩體度汛　8.2　大壩填料的現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)　8.3　大壩施工設(shè)備配置　8.4　土石方調(diào)配　8.5　壩料制備　8.6　壩體填筑　8.7　擠壓邊墻施工　8.8　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)9　大壩質(zhì)量控制技術(shù)　9.1　質(zhì)量管理組織體系及控制措施　9.2　壩體填筑質(zhì)量試坑法檢測　9.3　壩填筑GPS高精度實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)　9.4　堆石體密度附加質(zhì)量法快速檢測　9.5　擠壓邊墻質(zhì)量檢測　9.6　趾板灌漿抬動(dòng)觀測　9.7　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)10　大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)及新技術(shù)應(yīng)用　10.1　大壩安全監(jiān)測的重點(diǎn)和難點(diǎn)　10.2　大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)　10.3　新型監(jiān)測設(shè)備　10.4　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)11　壩監(jiān)測資料反饋分析　11.1　壩體變形原型觀測資料分析　11.2　基于南水雙屈服面模型和K-G模型的參數(shù)反分析　11.3　基于冪函數(shù)流變本構(gòu)模型的流變參數(shù)反饋分析　11.4　本章小結(jié)　參考文獻(xiàn)跋

章節(jié)摘錄

插圖：1.壩體填筑施工水布埡大壩堆石體填筑總量達(dá)1570萬m3，填筑分區(qū)種類多、質(zhì)量要求高，且每年的節(jié)點(diǎn)進(jìn)度必須滿足工程度汛的要求；而壩址區(qū)河谷狹窄、岸坡陡峻、地形高差大，填筑施工道路布置十分困難。為此，采用了系統(tǒng)的大壩施工及質(zhì)量控制技術(shù)，保證了工程的質(zhì)量和工期。（1）研發(fā)并應(yīng)用多維動(dòng)態(tài)高強(qiáng)度土石方調(diào)配系統(tǒng)。以建筑物開挖可利用料的利用最大化、中轉(zhuǎn)最小化為核心原則進(jìn)行料物平衡，以經(jīng)濟(jì)最優(yōu)原則進(jìn)行道路規(guī)劃和料物調(diào)配，以環(huán)保影響最小原則進(jìn)行料場優(yōu)化，通過料源-料型-道路-填區(qū)（倉面）多維復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了可利用料的全部利用。大壩施工過程中，經(jīng)優(yōu)化論證，采取在溢洪道引渠內(nèi)較結(jié)構(gòu)需要的底板高程多下挖40m取料，減少料場取料，取得了經(jīng)濟(jì)和環(huán)保雙重效益；充分挖掘利用地形條件，在岸坡四個(gè)高程精巧布設(shè)施工道路，并在350.0m高程直接開挖一條直通溢洪道的臨時(shí)交通隧洞，打通溢洪道開挖區(qū)和壩體填筑區(qū)的聯(lián)系，解決了350.0m到380.0m高程的壩體上料困難，實(shí)現(xiàn)了大壩填筑高強(qiáng)度連續(xù)均衡上升。（2）開展系統(tǒng)的大型綜合試驗(yàn)，科學(xué)確定施工參數(shù)。在壩體填筑施工前，進(jìn)行了15次現(xiàn)場爆破試驗(yàn)，獲得了爆破參數(shù)、開采特性參數(shù)等一系列試驗(yàn)成果，成功實(shí)現(xiàn)了過渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)填筑料由料場直接上壩；進(jìn)行了2次現(xiàn)場大型碾壓綜合試驗(yàn)，得出了材料可碾性、破碎性、碾壓設(shè)備噸位、碾壓遍數(shù)及灑水量等相關(guān)關(guān)系，確定了壩體填筑的施工機(jī)械優(yōu)化選型和最優(yōu)施工控制參數(shù)。（3）合理配置施工新機(jī)具，保證壩體填筑質(zhì)量和工期。對(duì)大壩填筑的開采、挖裝、運(yùn)輸、碾壓等主要設(shè)備進(jìn)行組合配套計(jì)算和模擬優(yōu)化，保障與現(xiàn)場條件和質(zhì)量、工期等要求相協(xié)調(diào)；分別采用手扶式振動(dòng)碾、液壓夯板和破碎錐、吊夯等小型新設(shè)備對(duì)壩體邊角等薄弱環(huán)節(jié)部位的碾壓以及壩面超徑石進(jìn)行處理，保證了施工質(zhì)量。

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