大壩設計

大壩設計

《大壩設計》為“黃河小浪底水利樞紐規劃設計叢書”的大壩設計卷,由直接參與工程設計的人員撰寫。《大壩設計》全面、系統地論述了小浪底水利樞紐工程大壩的設計特點,內容涉及壩址及壩型選擇、築壩材料設計、壩體結構設計、壩基處理設計、動力分析與抗震設計、大壩計算分析、大壩觀測設計、大壩初期擋水運用及大壩安全性評價等,並對工程設計最佳化與創新、設計中的經驗與體會作了介紹。

基本信息

內容簡介

《大壩設計》《大壩設計》

《大壩設計》為“黃河小浪底水利樞紐規劃設計叢書”的大壩設計卷,由直接參與工程設計的人員撰寫。《大壩設計》全面、系統地論述了小浪底水利樞紐工程大壩的設計特點,內容涉及壩址及壩型選擇、築壩材料設計、壩體結構設計、壩基處理設計、動力分析與抗震設計、大壩計算分析、大壩觀測設計、大壩初期擋水運用及大壩安全性評價等,並對工程設計最佳化與創新、設計中的經驗與體會作了介紹。

編輯推薦

《大壩設計》內容豐富,實用性強,可供從事水利水電工程設計、施丁、運行管理人員以及大專院校有關專業的師生參考。

序言

黃河小浪底水利樞紐是“以防洪(包括防凌)、減淤為主,兼顧供水、灌溉、發電,蓄清排渾,除害興利,綜合利用”為開發目標的大型水利工程,是國家“八五”重點建設項目,也是當時我國利用世界銀行貸款最大的工程項目。小浪底主體工程於1994年9月開工,2001年底按期完工。工程採用國際招標方式選擇了世界上一流的承包商,從施工管理、工程設計、移民搬遷到環境影響評價全面和國際接軌,為我國水利水電建設積累了寶貴經驗。工程建成運行5年來,在黃河下游防洪、防凌、減淤沖沙、城市供水、發電、灌溉方面發揮了不可替代的作用。截至2004年底,累計發電約150億kWh。在黃河連續枯水的情況下為確保黃河不斷流提供了物質基礎。顯著的社會效益和經濟效益使小浪底水利樞紐成為治黃的里程碑工程。

本著建設我國一流工程的目標,我有幸參與了小浪底工程的建設管理。一流的工程首先要以一流的設計為龍頭。小浪底工程由於其獨特的水文泥沙條件、複雜的工程地質條件和嚴格的水庫運用要求,給工程設計提出了一系列挑戰性的課題,被國內外專家公認為是世界上最具挑戰性的工程之一。黃河勘測規劃設計有限公司的工程技術人員,經過近30年的規劃論證和10多年的方案比選,以敢於創新和科學求實的精神,在國內科研院所和高等院校的配合下,較滿意地解決了一個個技術難題,諸如深式進水口防泥沙淤堵、施工導流洞改建為孔板消能泄洪洞的重複利用、排沙洞後張預應力混凝土襯砌、洞室群圍岩穩定、大壩深復蓋層基礎處理、進出口高邊坡加固、20萬移民的生產性安置等,提出了以集中布置為鮮明特點的樞紐建築物總體布置方案,同時也創造了許多國內國際領先水平的設計。小浪底工程於1999年10月蓄水運行以來,已安全正常地運行了5年,並經歷了2003年高水位的運用考驗,實踐證明,小浪底工程的設計是成功的。

文摘

第三章 壩線、壩型比較與選擇

第一節 壩址比較與選擇

一、壩段的地形、地質特徵

在初步設計階段,小浪底工程共比選過青石嘴、一壩址、二壩址和三壩址等四個壩址。根據多年的地質勘察工作,歸納起來各壩址共同存在的主要工程地質問題有:

(1)河谷均為寬淺形的u形河谷,出露的岩層都是平緩的砂頁互層,砂頁岩中普遍存在軟弱夾層。

(2)各壩址都有20~40m厚的砂礫石復蓋層,部分壩址河槽部位的復蓋層厚達80m,深槽復蓋層中夾有10-20m厚的底砂層。

(3)河谷右岸岩層均傾向河床,因而都有大小不同的滑坡或傾倒變形體,其中位於一壩址、二壩址右岸的1號和2號滑坡體的體積分別為1 loo萬m3及410萬m3,三壩址有東坡及溝西兩處小滑坡體,以及多處傾倒變形體。

(4)高傾角斷層較發育,各壩址布置泄水建築物洞群時,都遇到程度不同的斷層破碎帶。

由以上可見,各壩址的地質條件都比較複雜。各壩址之間的地質條件比較,只是相對優劣的關係。因此,樞紐布置難易、工程量大小、施工條件以及造價高低也是壩址選擇的重要因素。

二、選壩過程及各壩址優缺點

根據各設計階段對小浪底工程開發任務的不同要求和地質問題揭露的程度,對壩址選擇有不同的認識。

1954年選擇河谷最窄的三壩址下線為低壩壩址。1960年推薦二壩址為重力壩高壩壩址。1971年又推薦一壩址,利用左岸基岩平台,布置混凝土重力壩段,與河床段土石壩連線,構成混合壩型。隨著地質勘探工作的繼續深入,揭露出壩基普遍存在多層泥化夾層,摩擦係數很低,不宜修建混凝土重力壩。一、二兩壩址右岸都有大型古滑坡體。滑坡處理工程量大,滑坡涌浪又嚴重威脅大壩安全。為避開滑坡對大壩安全的影響,1975年又提出青石嘴和三壩址溝底線(即推薦壩址)進行比較研究。

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