国际里程碑堆石坝工程巴西Irape大坝.PDFVIP

国际里程碑堆石坝工程 巴西 Irape 大坝 坝型 掺砾粘土心墙堆石坝 坝高 208 m 坝体总填筑量 10,300,000 m3 建筑开工时间 2002 投入运行时间 2006 装机容量 399 MW Irape 水电站坐落在巴西 Minas Gerais 州东北部 Berilo 和 Gr?o Mogol 两座城市之间的 Jequitinhonha 河上。电站自 2006 年 7 月 20 日投入运行，装机容量 399MW，每年可提供 1,807,188MWh 稳定的电量。该工程规模巨大，但坝址处的地形条 件却很差，这种类型的峡谷在地形和地质方面都对修筑建筑物相当不利。 影响工程的要点在于坝址处的地形地质条件、工期控制（要求 40 个月首台机组发电）、成本控制。工程控制的主要特点 是，要不断的调整建筑物的结构设计和施工以适应河流的季节性变化规律。 项目的主要建筑物 这个项目主要包括以下主要建筑物： 1. 一个掺砾粘土心墙堆石坝，208 米高，填筑量 10,300,000 m3； 2. 两条直径 12 米的溢洪隧洞及附属于控制闸门（泄洪量 4000 m3/s）的外部结构，和两条 634 米长的地下泄流槽，水流 通过高于消力池 70 米的挑流鼻坎泄入河道中； 3. 一个位于大坝中部高程的紧急泄水口及其弧形闸门控制结构，泄洪能力 2000 m3/s，同样有一条地下泄流槽； 4. 一座发电厂房，有 3 条发电引水隧洞，采用地上厂房，安装三台轴同辐流式水轮机。 Irape 工程布置图 大坝—设计和施工 大坝是一个土质心墙堆石坝。从最大横截面上可看到坝体的复杂分区、坝体的用料情况以及修建在底部浅沟中的混凝土 块。影响和决定最终设计的主要因素有： ——河谷的类峡谷状地形； ——硫化物的影响； ——可利用的材料； ——非常紧迫的施工工期。 ? (1) Clay core (2) Filter (Natural sand) (2A) Filter (Crushed sand) (*) (3) Fine transition (*) (3A) Medium transition (*) (3B) Clayey gravel (4) Coarse transition (*) (5A) Medium to highly weathered rockfill? (5L) Random. Highly weathered rock and saprolite (6) Slightly weathered to sound rockfill (*) (7) Protection rockfill (*) (9) Covering rockfill (*) (10) Concrete block （1）粘土土心墙 （2）反滤层（天然沙）（2A）反滤层（人工破碎沙）（3）细颗粒过渡层 （3A）中度颗粒过渡 层 （3B）粘土质砾石 （4）粗颗粒过渡层 （5A）中等至强风化堆石（5L）任意的强风化岩石和腐泥土 （6）微风 化至坚硬堆石 （7）保护堆石 （9）砌石护坡 （10）混凝土块 堆石坝的典型截面 河谷开挖后的图片 由于河流的深切侵蚀作用，坝址范围内的河谷具有一个平展的侵蚀表面。这使得河谷非常狭窄，岸坡几乎垂直。河谷约 80~100 米宽、80 米深，谷底狭窄且平坦，另有一条约 30 米深、20 米宽的河道。 这个河谷的形状，使得到达峡谷底部以及坝体填料最初的填筑和压实变得十分困难，而且还造成两方面的主要问题：（1） 由于充填有土壤或红土且将近垂直的岩石节理的存在，使得施工中需要大量的开挖，以到达坚硬的基岩。（2）峡谷的狭窄 会使心墙产生严重的拱效应。河谷开挖后的图片显示的是地基开挖后沿防渗心墙下开挖至坚硬基岩的截水墙中线的断面。 该图显示河谷最初的地形以及心墙地基所需要的修整面，要求挖除岩石节理并且减小拱效应。它同样显示出，混凝土块的 浇筑可加快坝体在底部深槽中的施工，同时也减小了心墙的拱效应。 硫化物和侵蚀性水流的存在同样影响了大坝的设计和结构特点。由于水中缺少氧气，因此人们认为堆石料中存在的硫 化物没有想象中的那样具有破坏性，硫化物需要氧才能对堆料产生分解作用。大部分库水中硫化物的平均含量都很低，它 们只在库底和上游坝趾处比较集中，工程上这两个地方需要仔细考虑。河谷底部修建的混凝土块需要加以保护，使其不受 侵蚀性水流的影响。因此，必须保护槽底的混凝土块体不受水流侵蚀，在用混凝土进行坝基补缝填坑处理时要考虑到这一 点。心墙下部的混凝土块体只是浇筑在适度的范围内，但在其底部进行改进处理来减少侵蚀性水流透过坝基的渗漏。 除了 对