环境友好型碾压混凝高薄拱坝设计与筑坝关键技术

2020-01-02策划编辑唐湘茜胡清义

水利水电快报 2019年12期

◎ -策划编辑- 唐湘茜熊堃胡清义黄元

成果概况

“环境友好型碾压混凝土高薄拱坝设计与筑坝关键技术”项目由长江勘测规划设计研究有限责任公司、武汉大学、中国水电建设集团十五工程局有限公司共同完成。项目主要完成人为王小毛、孔凡辉、龚道勇等。

项目依托湖北十堰房县三里坪水利水电枢纽工程和恩施云龙河三级水电站中坝高分别为141m和129m的两座碾压混凝土拱坝，围绕工程技术难题，将环境友好、绿色发展的理念融入大坝结构设计与建设之中，开展10余年的技术攻关，实现了碾压混凝土高薄拱坝结构设计理论和方法的突破。

该成果获长江委科技进步特等奖和2019年湖北省科技进步二等奖。依托项目研究, 该成果获专利授权6项，其中发明专利4项；出版专著1部，获软件著作权1项，发表论文80篇，其中SCI论文7篇；成果纳入4部行业规范。

技术创新

1 建立了碾压混凝土高薄拱坝“强拱弱梁”设计理论、体形设计方法和控制标准，攻克了含大量水平薄弱层面的大坝整体安全控制的技术难题。

2 提出了“下诱上横”碾压混凝土拱坝组合式分缝新技术及分界高程确定方法，解决了坝体早期挡水度汛、温控防裂与快速施工协调困难的技术难题。

3 研发了“设置横向排水引渗、加大竖向排水间距”的坝体立体网格排水系统，提出了横向排水间距确定方法，保证了大坝坝体整体防渗排水性能，破解了坝体排水管埋设与快速碾压浇筑施工相互干扰的难题。

4 研制了碾压混凝土缓降输送拌合装置及成套技术，解决了狭窄河谷运输道路布置难、大落差碾压混凝土入仓骨料易分离的技术难题。

推广应用

研究成果已成功应用于工程建设，产生了显著的经济、社会和环境效益。

1 湖北房县三里坪水利水电枢纽工程

三里坪水利水电枢纽工程位于湖北省房县境内，地处汉江中游右岸一级支流南河的中游。工程以防洪与发电为主，水库正常蓄水位416.00 m，总库容4.99亿m3，电站总装机容量70MW，多年平均发电量1.834亿kW·h。工程于2006年7月正式开工，2008年6月大坝碾压混凝土开始施工，2011年3月完成水库下闸蓄水验收。1号、2号机组相继于2011年9月和2012年1月投产发电。

三里坪碾压混凝土双曲拱坝坝顶高程420m，建基面高程279 m，最大坝高141 m。大坝采用对数螺旋线体形，坝轴线长284.61 m，坝顶宽5.5 m，拱冠梁底厚22.7 m，厚高比0.17。坝身设3个宽12 m高8 m的泄洪表孔和2个宽5m高7m的泄洪中孔。三里坪碾压混凝土双曲拱坝坝高位列国内目前已建百米级碾压混凝土双曲拱坝前二，为坝身表中孔联合泄洪的最薄百米级碾压混凝土双曲拱坝。

2 湖北恩施云龙河三级水电站

云龙河三级水电站坝址位于湖北省恩施市沐抚村，主要任务为发电。水库正常蓄水位970.00 m，总库容为4 382万m3，电站装机容量40 MW，多年平均年发电量为1.30亿kW·h。工程于2005年10月正式开工，2007年4月大坝开始浇筑混凝土，2009年4月下闸蓄水，1号、2号机组相继于2009年6月、7月投产发电。

云龙河碾压混凝土双曲拱坝坝顶高程974.00 m，河床坝底高程845.00 m，最大坝高129 m。大坝采用三心圆体形，坝轴线长130.45 m，拱冠梁顶厚5.50m，底厚18.10 m，最大拱端厚度21.93 m，厚高比0.14，是目前已建成最薄的百米级碾压混凝土双曲拱坝。