西龙池下库大坝施工期沉降分析.docx

西龙池下库大坝施工期沉降分析 通过对山西西龙池下水库大坝覆盖层基础处理、填筑施工强度、大坝干密度及变形模量检测、大坝沉降观测资料等进行分析，研究西龙池下水库大坝在深厚覆盖层条件下施工期沉降的影响因素和沉降规律。结果表明:①坝基覆盖层的稳定沉降量与坝体高度和覆盖层厚度之比成一元二次方程递增关系，由此可以研究和较准确地推测整个覆盖层坝基的沉降变形情况。②不同分区内坝体的施工期沉降与坝高成一元二次方程递增关系。③理想的均一状态下，坝体的施工期沉降与坝高的平方成正比，与密度成正比，与变形模量成反比。由于大坝的非均质性， 计算结果与实际值相差较大，但大坝的施工期沉降与坝高、密度、变形模量的关系可以在一定程度上反应出来，即施工中可以通过提高坝体密度和变形模量来减少坝体施工期沉降。 工程概况 山西西龙池抽水蓄能电站位于山西省忻州市五台县境内，滹沱河与清水河交汇处上游约 3km 处的滹沱河左岸。西龙池抽水蓄能电站由上水库、输水系统、地下厂房系统、下水库、地面开关站等建筑物组成，工程等级为Ⅰ等。工程建设总工期为 6a，2009 年 8 月工程竣工，2008 年 8 月第 1 台机组发电，发电工期为 5a。 下水库位于滹沱河左岸，为岸边式水库，按设计正常蓄水位 838.0m 计，高出河床（高程 662.0m）176.0m，水库死水位 798.0m，总库容 494.2 万 m3，调节库容 421.5 万 m3，工作水深 46.5m，挡水坝坝型为沥青商品混凝土面板堆石坝，坝顶高程 840.0m，坝顶长度 538.0m，最大坝高 97.0m（坝轴线位置）。 下水库坝基为覆盖层，其覆盖层分布广、厚度大，坝体上、下游坡脚的连线整体坡向下游，坡度 8°～10°，坝基左、右侧分别为大龙池沟和瓦窑沟两个冲沟， 冲沟均为深厚碎石土覆盖层。大龙池沟及瓦窑沟两冲沟中部为岩基小山梁。 覆盖层的地质特性表现为各区覆盖层的颗粒组成和物理性质存在差异性，因在形成时代、沉积层序、组成物质和结构特征上均存在差异，即使是处于同一区内的洪积物，其物质组成在粒径、含量、胶结程度和厚度等方面也不相同。覆盖层碎石的岩性以灰岩为主，其次为白云岩，均处于弱风化状态;其饱和抗压强度为60.1～110.2MPa，均属坚硬岩类;吸水率一般在 0.15%～0.50%之间;软化系数为 0.55～0.93。覆盖层碎石的体形特征为棱角—次棱角状。 施工方法 大坝填筑施工方法 下水库堆石坝从上游至下游依次为 2A 垫层区、3A 过渡层、主堆石区、次堆石区， 底部覆盖层及两侧岸坡基础设排水过渡层，下游坝脚设排水棱体。 大坝于 2004 年 7 月 1 日开始填筑，大坝填筑由低到高随坝基的开挖和验收进行 施工，先进行大龙池沟及瓦窑沟沟底基础的排水过渡料及大坝下游坡脚的排水棱体填筑。次堆石区于同年 8 月 28 日开始从 725.24m 高程开始填筑，填筑施工采用全断面上升法。主堆石区因坝基基础处理和验收的影响，垂直于坝轴线方向上分 3 个工作面进行填筑，第 1 个工作面于 2005 年 1 月 27 日从主堆的最低处基础746.15m 高程开始填筑;第 2 个工作面于 2005 年 11 月 14 日从 778.53m 高程开始填筑;第 3 个工作面于 2005 年 12 月 18 日从 775.31m 高程开始填筑。第 2 个工作面和第 3 个工作面在 2006 年 2 月 12 日与 787.284m 高程齐平，主堆石区在 2006 年 4 月 29 日与 807.245m 高程合并为 1 个工作面。主堆石区和次堆石区于 2006 年 6 月 3 日填至同一个高程 814.236m。两侧坝基排水过渡区与主、次堆石区同时上升。坝前 2A 垫层区和 3A 过渡区与主堆石区第 3 个工作面同时上升。 大坝各区在填筑施工前，均进行了碾压试验，取得了相应的碾压施工参数。垫层和过渡区因宽度仅 3m，填筑施工采用自卸车后退法卸料，挖掘机平料和修面;其它各区均采用 20～25t 自卸车进占法卸料，大型推土机平料，自行式破碎锤超径石处理，采用两侧坝肩布置的供水系统接φ100 水管进行洒水，15～20t 振动碾碾压。 坝基开挖及处理施工方法 坝基覆盖层开挖根据设计开挖深度采用大型挖掘机自上而下逐层开挖。坝基处理主要对坝基分布的勘探竖井、平洞、探槽、主堆石区覆盖层中分布的深度 10m 内的土质透镜体和松散碎石土架空层等平面尺寸大小为 2m×2m 的基础缺陷、次 堆石区覆盖层中分布的深度 10m 内的土质透镜体和松散碎石土架空层等平面尺寸大小为 10m×10m 的基础缺陷、土岩分界处的岩坡地质陡坎等进行处理。 坝基开挖完成后，采用地质雷达对整个覆盖层进行探测，次堆石区每 10m 宽度布设 1 条地质雷达探测测线，主堆石区每 2m 宽