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宝鸡峡大坝结构布置设计工学论文
要：大坝结构布置是一个综合性的系统工程。除了满足主体功能外，还涉及交通、建筑、景观等方方面面。宝鸡峡大坝结构布置设计体现了主体突出，布置合理，特点鲜明，和谐统一，使整个枢纽形成有机的整体。
关键词：大坝；结构布置；设计
1 坝体结构布置
宝鸡峡加坝加闸工程是将原有浆砌石溢流坝部分坝段的坝体拆除，加高形成拦河闸坝建筑物。增加了泄洪、排砂、灌溉引水及发电引水系统。坝顶高程由原来的615.00m高程提高到637.60m高程，建基面最低高程588m，最大坝高由27.0m增高至49.60m，加高22.60m。坝长由120m增延至208.60m，延长87.60m。拦河闸坝从右至左依次划分为0～Ⅷ九个坝段，各坝段布置分述如下：
0、Ⅰ、Ⅷ坝段为右岸非溢流混凝土实体挡水坝段，长度分别为25.0m、24.50m、24.50m；坝顶宽12.0m，19.5m。上游面坝面铅直，下游坝面在626.0m高程处起坡，坡比为1:0.75。Ⅱ、Ⅵ坝段为左右冲砂底孔坝段。Ⅱ坝段长22.60m，设6.5×8.0m底孔2孔。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ坝段为中孔泄流坝段，分别长29.0m，29.0m，15.4m，共设泄流孔5孔，孔口尺寸10.0×8.30m，溢流堰顶高程615.00m。Ⅶ坝段为灌溉发电引水坝段，长25.0m，由右至左分设灌溉和发电引水孔口各1孔。灌溉孔口尺寸4.0×5.0m，底坎高程609.50m。
电站进水口孔口尺寸4.6×4.6m，设拦污栅、检修闸门各1道。闸门及拦污栅底坎高程为615m。进口顶口高程为622.60m，上唇为（X/4.2）2＋（Y/3）2=1的椭圆曲线，其后以平直段与渐变段相联接。进口两侧以0.65m半径的园弧与坝面相切。渐变段长度为5m，将方形管道渐变至直径为D=4.6m的园管，工作闸门后设有1孔D=0.8m的通气孔。
2 大坝细部结构布置
2.1 坝体分缝分块 坝体分缝分块，是根据大坝布置、结构、施工浇筑条件以及混凝土温度控制并考虑原坝体的分段确定的。
2.1.1 坝体横缝。中孔坝段因受原砌石坝体分缝限制，仍按29.0m设一个坝段，虽已超出混凝土坝横缝一般间距15～20m的范围，因受闸室布置上的限制，不再分缝。左、右底孔按结构布置要求，坝段长分别为13.6m和22.6m。其他坝段长不超过25m。
2.1.2 坝体纵缝。坝体纵缝共设两道，永久缝一道，施工临时缝一道。永久缝位于桩号0+045.0m处，施工临时缝右底孔位于桩号0+030.50m处，中孔与底孔位于0+029.071m处。施工缝面设键槽，予埋灌浆管路，待坝体温度降到稳定温度时，进行纵缝灌浆，使之连成整体。
2.1.3 坝体止水、排水设计。拦河坝共设9个坝段，相邻坝段间设有永久伸缩横缝，每条横缝上游和下游均设有止水。上游侧设两道止水，一道止水铜片，一道“654”型塑料止水带，铜片止水距上游坝面1.0m，塑料止水带距上游1.5m；下游侧仅设一道“654”型塑料止水带，距下游坝面1.0m。
2.2 坝内廊道布置 坝内廊道根据不同用途，布置有帷幕灌浆廊道、排水廊道、检查观测廊道、交通廊道和竖井等。
帷幕灌浆廊道设在坝踵部位，位于坝轴线桩号0+000m上。由Ⅱ、Ⅴ坝段最低高程600m，升高至607m（右岸）、605m（左岸）及610m（中孔坝段灌浆廊道），水平长度183.60m，廊道断面型式为城门洞型，尺寸为2.5×3.0m（宽×高）。
排水廊道纵横交错布置，出口位于Ⅵ坝段，高程594m。Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ坝段各布设横向排水廊道（交通廊道兼）1条，除帷幕灌浆廊道兼做一道纵向排水廊道外，于坝下0+025m处再设置一条纵向排水廊道，纵横排水廊道断面型式均为城门洞型，宽2m，高2.5m。坝基渗水，由排水孔引至廊道排水沟，最终汇集到Ⅵ坝段的集水井，然后用泵排至下游河道。
廊道进口位于Ⅰ坝段的右0+027m、坝下0+015.25m处，进口高程615m，廊道横断面型式为城门洞型，尺寸2.5×3.0m（宽×高），以1：1坡比踏步与605m高程的帷幕灌浆廊道相连。
为了吊运设备方便，于坝轴线上Ⅴ、Ⅵ坝段分缝处设置一2.5×1.8m的竖井，井底高程600m，可就近到达水泵室及集水井处。
除Ⅰ坝段设有专门的交通廊道外，检查观测和交通廊道一般不单独设置，而由帷幕灌浆和排水廊道兼作检查与交通廊道。
为了能对岸坡坝段进行观测及检修，施工过程中对廊道布置作了修改。设计在坝轴线上右岸0、Ⅰ坝段、左岸Ⅷ坝段增设廊道各一道，横断面型式为城门洞型，尺寸2.5×3.0m（宽×高），最低高程分别为622m、629m，进出口均位于坝顶上。
2.3 排水设计 为排除透过帷幕的渗水及基岩裂隙水，在灌浆廊道帷幕的下游，设置坝基排水孔一排；为降低下游尾水对坝基扬压力影响，在坝趾设有一道帷幕，在坝基面上，设有纵、横廊道组成的抽排降压系统，以达到降低坝基扬压力，保证坝体稳定的目的。
2.3.1 基础排水。在河床坝基部位，灌浆廊道帷幕的下游，布置有一排主排水孔，为不致削弱防渗帷幕厚度，排水孔倾向下游10°，深入基岩的孔深为防渗帷幕孔深的0.5倍左右，但不小于15m，孔距3m，孔径150mm。
坝下0+025桩号处，亦布置一条长109.8m，高程594～595m的下游纵向排水廊道，廊道内设置辅助排水孔，深度定为10m，孔径150mm。
为保证岸坡稳定，两岸边坡坝段内帷幕灌浆廊道亦兼做排水廊道，排水孔位于帷幕的下游，并倾向下游10°，使高程605m、604m高程以上的坝体及基础渗水，能自流排往下游。
2.3.2 抽排系统。本工程考虑了抽排降低河床坝基扬压力的措施，以节省工程量。因此设计了封闭式的有效的排水系统和可靠的抽排设施。即设置上下游防渗帷幕，并利用网格状的纵、横向排水廊道，将渗漏水引向集水井，用泵将积水及时排出坝外，满足和保持集水井水位低于扬压力图形所规定的控制值。
渗流量估算：假定坝体及坝基渗流为平面问题，并认为以上渗流符合达西定律的条件，（ω=-kdh/dx），由此估算得坝趾处水库渗透流量为18.8m3/h，采用常规抽排措施，能够满足设计要求。
集水井及抽水设备，布置于Ⅵ坝段，集水井按坝基渗流量设置，尺寸为3×3×4.5m（长×宽×高），井底高程589.5m，体积40.5m3。抽水设备采用2台65WQ/C248-4.0的移动式潜水泵，以便互为备用，并可实现自动化控制。设计扬程26m，流量32m3/h，管路单线长度总长30.2m，从Ⅵ坝段右边墙抽排至下游坝外。
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