新疆北疆地区沥青心墙坝结构设计和稳定分析

2021-07-05柴向俐

河南水利与南水北调 2021年4期

柴向俐

(淮安市水利勘测设计研究院有限公司新疆分公司，新疆乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

库鲁斯台水库工程任务是以灌溉为主，兼顾乡村供水。在初步推荐上坝址的基础上，坝址区河床宽阔，河床部位基础为深厚Q4砂砾石，不具备修建混凝土重力坝和混凝土拱坝的地形地质条件，根据坝型比选分析，确定沥青混凝土心墙坝为推荐坝型，工程由大坝、溢洪道、导流兼放水洞三部分组成。水库总库容为843.16万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》和《防洪标准》，确定本工程等别为Ⅳ等小(1)型工程。

1 沥青混凝土心墙坝设计

1.1 坝体结构

1.1.1 坝顶宽度

根据《碾压式土石坝设计规范》，结合本工程坝体高度、坝顶结构、防汛管理、交通要求和施工场地要求等综合因素，初步拟定坝顶宽度为8 m，坝顶高程为1 214 m。

1.1.2 防浪墙

坝顶上游侧设置“L”型钢筋混凝土防浪墙，既起挡土作用，又起挡水作用，同时可以节省坝体填筑工程量。墙底高程1 212 m，高出正常蓄水位1.22 m，墙顶高程1 215 m，墙高3.00 m，坝顶以上墙高1.00 m。防浪墙基础与心墙连接，防浪墙延伸到两岸分别于左右岸道路和溢洪道边墙相连接，形成完整的防渗体系。

1.1.3 上、下游坝坡坡比拟定

根据《碾压式土石坝设计规范》，结合筑坝材料性质并类比国内外已建工程，经过初步坝坡稳定分析计算，上、下游主坝体采用堆块石料填筑，确定上游坡比为1∶2，下游坡比为1∶1.80，设置1级马道，综合坡比为1∶1.95。

1.2 坝体分区

坝体填筑分区从上游至下游分为：A1上游堆砂砾石料区、B1上游过渡料区、C沥青混凝土心墙、B2下游过渡料区、A2下游堆砂砾石料区。

1.2.1 上、下游堆砂砾石料区

采用DL1堆砂砾石料场填筑，最大粒径<600 mm，<5 mm的颗粒含量≤35%，<7.50×10-2mm的颗粒含量不超过5%，碾压层厚为0.80 m。碾压指标:Dr≥0.85。

1.2.2 上、下游过渡料区

位于沥青混凝土心墙上、下游侧，起到一定的支持和保护沥青混凝土心墙的作用，心墙与上、下游坝壳之间各设置一层过渡层，上、下游过渡层水平宽均为3 m，过渡层填筑至心墙顶部，底部填筑在建基面上。过渡料要求:最大粒径<80 mm，<5 mm粒径含量为25%～40%，<7.50×10-2mm粒径含量<5%，碾压层厚0.40 m，设计相对密度Dr≥0.80。过渡料采用DL1料场砂砾料筛分加工而成。

1.2.3 沥青混凝土心墙防渗体

由于该工程位于强震区，沥青混凝土心墙防渗体采用正心墙，心墙防渗体轴线位于坝轴线上游1 m，根据规范要求并参考有关工程类比，确定心墙厚度0.60 m，底部与混凝土基座接触处厚度由0.60 m渐变为1.80 m，心墙顶高程1 213 m。心墙顶部与坝顶防浪墙紧密结合。

心墙基座采用钢筋混凝土结构，布置在心墙底部，轴线与心墙轴线相同，与心墙共同作用，形成坝基以上的防渗体，混凝土强度等级为C25，抗渗等级为W8，抗冻等级为F250。