高绍泉

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

摘要：高寒山区河谷具有一年四季气候变化大，一天昼夜温差大，交通不便、石料丰富等特点。在这样的地区兴建混凝土砌石拱坝水库具有就地取材、工程量小、成本低、投资省、且刚性坝具有坝顶溢流的特点，安全性较土坝高等特点。玉溪市新平县他拉河水库大坝就采用混凝土砌石拱坝，已取得完全成功。以下介绍本工程的施工工艺等，供同行参考。

Abstract: the alpine region valley has all the year round climate change is big, one day temperature gap between day and night, transportation, rich stone, etc. In such an area, construction of QiShi arch dam reservoir has use local materials, small quantities, low cost, low investment, and rigid dam has the characteristics of top overflow, safety a volumetric higher characteristic. He pulled XinPingXian yuxi dam the river is the QiShi concrete arch dam, has achieved complete success. Introduce the project construction process, refers for the colleague.

1工程概况

新平县他拉河为平甸河上游主要支流，发源于新平县磨盘山西南麓，地理位置介于东经101°59′～102°02′，北纬23°56′～23°58′之间。平甸河属红河流域元江水系二级支流，径流面积17.2km2。他拉河水库属新建项目，规模为小（一）型，工程等别为四等，其主要建筑物拦河坝、冲砂涵洞、输水涵洞、溢流堰、消能坝按4级永久水工建筑物标准设计，其它次要永久建筑物按5级标准设计。设计洪水标准为30年一遇，水位1841.61m，校核洪水标准取300年一遇，水位1842.11m。水库调洪方式为：设计及校核洪水由溢流堰泄洪，堰顶高程1840.32m。坝高37.6m，总库容110万m3，P=90%保证率年供水量238万m3。工程按7度地震烈度设防。

1.1坝址、枢纽区工程地质

水库枢纽布置区，岩层产状稳定，产状：倾向300°～320°，倾角5°～30°，属单斜构造，两岸倾向一致，无大的构造出现，表层岩石节理、裂隙较发育，岩石破碎。经勘察，坝址区工程地质条件较好，无较大的不良物理地质现象发生。

建设坝基开挖线：根据钻探成果资料，左、右肩残坡积层下，表层岩石节理、裂隙发育，较破碎，岩体质量较差，左肩表层岩石RQD＝10%，因此，左、右肩坝基截槽至较完整的基岩上，左肩坝基截槽深10～11m，RQD＝53%，右肩8～9m，RQD＝76%；河床砂卵砾石层厚1～5m，与砂卵砾石层接触的表层基岩为紫红色砂质泥岩，泥岩，砂质泥岩，泥岩抗滑稳定性较差，河床坝基截槽至基础岩面下1～5m，坝基表层砂质泥岩，泥岩全部清除，以提高河床基岩的抗滑稳定性，并用200#砼找平基础。

2施工工艺

2.1施工总体方案概述

他拉河水库拦河大坝为单曲等截面不对称混凝土砌石拱坝，坝轴线上游河床相对开阔，下游较窄，河槽近似喇叭口形状有利于拱坝的布置。

拱坝最大坝高40.3m，坝顶轴线弧长158.05m，坝顶宽3.5m，坝顶高程1842.8m，坝底宽14m，坝底建基面高程1805.2m，基础开挖最底高程1803.025m， 长度72.5m， 底宽14.5m， 平均开挖深度6.5m(其中砂卵砾石层平均厚2.5m)，底部平均高程1804.481m；两岸坡清基平均开挖宽7.0m，平均开挖深度5.7m，高程1804.481～1852.6m。河谷宽高比为3.391，坝体厚高比为0.347。拱坝为定园心，等外半径，坝顶中心角100°04′01″。拱坝上游面铅直（1：0），下游面坡比分别为1：0、1：0.25、1：0.4598。

(1)設计指标选择

①坝体建材强度：本阶段根据岩层性质，风化深度等，参照新平县平甸河水库砂岩块样有关项目的试验指标类比确定。

②大坝设计指标，类比省、市内工程指标拟定如下：

a：气温：新平县1月份平均气温10.6℃，7月份平均气温21.7℃，多年平均气温17.4℃。

b：坝体及基岩弹模：坝体E＝8×105T/m2，基岩EF＝3.2×105T/m2；

c：坝体热涨系数：am＝7×10-6；

d：坝体容重：砌石γ＝2.3T/m3；

e：基础摩擦系数：f＝0.6，摩擦角Φ＝32°；

f：坝体砌石泊松比：μm＝μF＝0.2；

g：伏格特基础系数：K1＝5.075，K2＝1.556，K3＝1.785，K4＝5.72，K5＝0.000。

③大坝安全超高。根据重力坝设计规范：Δh＝2he＋h0＋hC。经计算坝顶高程为：842.8m。

④拱坝顶部拱圈中心角和坝顶厚度。拱坝顶部拱圈中心角一般常采用80°～100°之间，根据实地布置，中心角为99°55′51″。坝顶厚度：经计算取：TC＝3.5(m)

(2)拱坝坝肩稳定分析

根据地质报告分析，坝址区岩层缓倾向下游，缓倾角很小，仅5°～30°，据产状分析岩层处于稳定状态，结合裂隙组合分析，左右两岸都没有不稳定的组合结构面，岸坡处于稳定状态。

(3)拱坝应力分析

拱坝应力计算和整个坝型的优化过程采用我国著名拱坝专家黎展眉同志的程序Arop－2进行。

①荷载组合。基本荷载：正常高水位＋下游最低尾水位＋泥沙压力＋最大温降。特殊荷载：校核洪水位＋下游最高水位＋泥沙压力＋最大温升＋地震（气温差：±17.4，地震烈度7度）。

②容许应力。根据《浆砌石坝设计规范》SL25－91和《砼重力坝设计规范》要求，砌石拱坝采用100#细石砼支砌毛块石填腹，100#水泥砂浆支砌粗料石大坝前、后表层，150#砼防渗心墙。坝体拱冠底容许压应力－300（T/m2）、容许拉应力100（T/m2）；其他部位容许压应力－300（T/m2）、容许拉应力80（T/m2）；底部两层允许自重15（T/m2）.

③坝体各层的应力值。a：基本荷载组合下的应力值、b：特殊荷载组合下的应力值，在两种荷载组合的情况下，各项应力指标都能满足容许应力要求。压应力尚有富裕，拉应力已接近容许应力值。

(4)拱坝基础处理设计

据地质勘察、坝位地层主要为长石石英砂岩夹石英砂岩、泥岩及砂质泥岩，风化较深，且泥岩强度低。综合考虑大坝布置型式，拟开挖坝基至强化带底部，并设置砼垫层，对泥岩夹层作适当掏挖除，砼填塞，上部砼垫层布钢筋“塔桥”处理。砼垫层以下基础及两坝肩进行帷幕灌浆，灌浆深度按单位吸水率5lu控制，边界为相对隔水层顶板与正常高水位线的交点。灌浆孔按单排孔距2.0m布置，造孔总进尺4104m，其中浆砌石盖重，总进尺874.6m，基础进尺2856.4m，灌浆段总长3731m。