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水电新科普:水电工程的坝型选择
 
来源:全国大坝安全监测技术信息网   发布时间:2013-06-03   浏览:2826 次

    坝型,就是按坝体材料、结构及传力方式、泄洪方式、施工方法等划分的不同大坝类型。按坝体材料划分,有土石坝、混凝土坝、砌石坝等;按结构受力方式划分,有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝、空腹坝、闸坝等;按泄洪方式划分,则有溢流坝、非溢流坝;按施工方法划分,有碾压土石坝、碾压混凝土坝、浇筑式混凝土坝等。坝型选择是指确定坝型的论证工作,一般通过坝型比选工作来完成。
    坝型选择是水电枢纽工程设计的重要决策项目,采用坝型是否恰当对工程的安全、经济及施工、运行等均有很大的影响。合理的坝型可以便于施工布置和节省工期,可以使挡水、泄洪、发电厂房等建筑物布置各得其所,在很好地满足各建筑物发挥其功能性要求的同时,使工程建筑物部分的投资最小。在每种比选坝型均可以满足工程安全的前提下,坝型最终的选定反映了建筑物布置与地形地质条件的和谐及工程的经济性。
    坝型选择一般在选定的坝址上,对按结构受力分类的参选坝型进行比选;根据工程的具体特点,也可以与坝址、坝线和枢纽布置比选结合起来考虑进行。坝型选择通常分阶段进行,先选出基本坝型(混凝土坝或土石坝)进一步深入工作后,再从基本坝型中选出采用的坝型。如从土石坝基本坝型中对土质心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝、沥青混凝土心墙堆石坝等坝型作进一步比选。近年来,也有许多工程考虑坝址自然条件对坝型的适应性,经对参选坝型筛选后,直接开展坝型的比选工作,而不再先进行基本坝型的比选。
    改革开放前,受经济实力影响,我国曾研究建设了一批以节省混凝土、节约工程投资为主要目的的宽缝重力坝、空腹坝、砌石坝、支墩坝等新型、轻型坝型,以及水力冲填、抛填和爆破堆石类土石坝。随着时间的推移,这类坝型已逐渐退出历史舞台。近年来,水电工程坝型选择更加注重减小水泥等高耗能材料的用量,减化施工以缩短建设周期,尽可能采用节能环保材料。
    坝型比选时,首先根据坝址地形地质条件、技术发展水平、工程经验类比等拟定参与比较的2到3种坝型方案,如岩石坚硬完整的狭窄河谷适于采用拱坝或重力坝,而覆盖层深厚的软质岩体坝址可以修建土石坝。如果所选坝型坝高与已建同类坝型高度相比,超出现有技术水平和经验,则建坝技术风险较大,需要进行专题研究论证后再参与比选。
    当前,我国大型水电工程坝型主要在混凝土或碾压混凝土拱坝及重力坝、土心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝等中进行比选。如大渡河大岗山水电站主要对拱坝与混凝土面板堆石坝两种坝型进行了比选,大渡河双江口及雅砻江两河口水电站,主要对拱坝与土质心墙堆石坝两种坝型进行了比选,澜沧江黄登水电站主要对拱坝及混凝土重力坝两种坝型进行了比选。但也有许多水电工程坝型比选已和坝址比选结合进行,在坝址选定后,坝型已经可以确定,故不再进行专门的坝型比选工作。如溪洛渡、锦屏一级、小湾、拉西瓦、二滩、白鹤滩、乌东德等水电工程,选定坝址最适于修建混凝土拱坝,故直接以拱坝作为选定坝型。
    对每一种比较坝型,需要结合泄水、发电及通航等建筑物布置,经初步比较提出各自的代表性枢纽布置方案,然后从地形地质条件、枢纽布置条件、建筑材料、施工条件、工期、工程量及工程投资等方面进行综合技术经济比较,必要时还要考虑建设征地移民安置、环境影响等因素。在进行上述方面比较的基础上经综合考虑,并经专业技术审查,最终选 定水电工程的坝型。
    黄河玛尔挡水电站考虑坝址区地形地质条件、交通条件、气候条件、防渗土料特性及工程投资等因素,有竞争力的为拱坝和面板堆石坝两种坝型。经综合比较,拱坝方案枢纽布置紧凑灵活,各建筑物相互施工干扰小,但坝基存在压缩变形问题,右岸坝肩稳定的不确定因素较多,坝肩处理工程量及难度、工期等存在不确定性。而面板堆石坝方案具备岸边溢洪道的良好布置条件,首台机组发电工期和总工期可少3个月,工期保证率高、投资较小。经综合比选最终选择采用面板堆石坝坝型。

                                                     《 中国能源报 》( 2013年04月15日   第 22 版)

 
 
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