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水工建筑物基础(第2版)
1.8.4.7 七、重力墩
七、重力墩

重力墩是拱坝坝端的人工支座。对形状复杂的河谷断面,通过设重力墩可改善支承坝体的河谷断面形状;当河谷一岸或两岸较宽阔,可利用重力墩连接过渡到其他形式坝段。

重力墩承受拱端推力和上游库水压力,靠本身重力和适当的断面来保持墩的抗滑稳定和强度。

工程案例

二滩水利枢纽

二滩水利枢纽位于金沙江最大支流的雅砻江下游、四川省西部的攀枝花市境内,在雅砻江与金沙江的交会河口上游23km,距攀枝花市46km。

二滩水利枢纽是雅砻江干流规划建设的21个梯级电站中的第一个工程。二滩水利枢纽以发电为主。其水电站安装6台单机容量为55万kW的水轮发电机组,总装机容量为330万kW;年发电量为170亿kW·h,保证出力为100万kW,年利用小时为5162h。

二滩水利枢纽水库正常蓄水位为1200m,发电最低运行水位为1155m,总库容58亿m3,有效库容33.7亿m3,属季调节水库,控制流域面积11.64万km2

二滩拱坝地处峡谷,两岸临江坡高300~400m,历史上无强震记载,经国家地震局审定,二滩坝址区地震基本烈度为Ⅷ度。

坝基由二叠玄武岩和后期侵入的正长岩以及因侵入而形成的变质玄武岩等组成,岩体完整性较好,坝区无大的断层分布,小断层、破碎带以中高角度垂直或斜交河床分布,一般延伸短小,连贯性差。

二滩水利枢纽主体工程包括:混凝土抛物线形双曲拱坝、地下厂房系统、泄水建筑物、过木机道等(图5-25)。

图5-25 二滩水利枢纽平面布置图

双曲拱坝坝高240m,拱圈最大中心角91.5°,坝顶长774.7m,坝顶高程为1205m,拱冠坝顶宽度11m,拱冠坝底宽度55.74m。拱坝采用抛物线形双曲拱坝,使接近岸坡的曲率减小而趋扁平化,加大拱推力与岸坡的夹角,增加坝肩稳定。为了使应力分布均匀,减小拱坝断面,纵向采用高次曲线,加大纵向曲率,上游面最大倒悬度控制在0.18。由于河流两岸不对称,左半拱和右半拱采用不同曲率半径。大坝的上游展示图和大坝的拱冠剖面图如图5-26、图5-27所示。

图5-26 大坝上游展示图(单位:m)

图5-27 大坝拱冠剖面图(单位:m)

为泄洪和降低水库水位需要,坝体分三层开孔,坝顶设有7个高11.5m、宽11m的溢流表孔,设计及校核泄洪洪量分别为6260m3/s、9500m3/s;6个高6m、宽5m的泄洪中孔,设计及校核泄洪量分别为6930m3/s、6950m3/s;4个高5m、宽3m的放空底孔。当表孔和中孔泄洪时,上下两股水流在空中碰撞消去一部分能量,然后坠落到坝下的水垫塘与水垫碰撞,再消去一部分能量,使大坝坝址下游基础免受洪水的强烈冲刷。坝后为消能防冲的水垫塘,长约300m的混凝土复式梯形断面,底宽40m。水垫塘末端设一座重力型的35m高的混凝土二道坝。拱坝下部还设有带闸门和启闭机的4个临时导流底孔,导流完成后即封堵。

泄水建筑除坝顶溢流表孔、中孔、4个放空底孔外,在右岸还设有两条泄水式短进水口龙抬头明流泄洪洞。泄洪洞长度分别为922.0m、1269.0m,隧洞断面为圆拱直墙式(13m×13.5m),洞内最大流速约45m/s,两洞呈直线平行布置,中心距40m。两条泄洪洞出口伸到坝下游近1000m处,采用挑流消能方式,分别使水流在平面和纵向扩散,减少对下游河床的过度冲刷。经1998年泄洪,效果良好。