周少杰，杨卫东，张海南
(丽水市水利水电勘测设计研究院，浙江丽水 323000)
摘要：介绍了黄村水库一期工程混凝土面板堆石坝的设计，特别是对基础处理、坝体结构布置、材料等，作了较为详细地论述。
关键词：面板堆石坝；填筑料分区设计；面板设计；大坝监测设计
中图分类号:TV641 4 文献标识码:B 文章编号:1008 701X (2001)0007 03
收稿日期:2001 04 29
作者简介：周少杰(1949 )，男，高级工程师，大学，主要从事水利水电工程设计。
1 工程概况
本工程位于浙江省瓯江支流好溪分支严溪流域上，该流域发源于缙云县与青田县交界处的荒堂山，流经缙云、丽水汇入好溪，汇合口距丽水市区仅13km 。流域面积184 32km 2，主流长度36 5km，河流平均坡降
1 17%，总落差630m 。本工程坝址以上集水面积150 7km 2，多年平均降雨量为1587 3mm，多年平均径流总量1 395亿m 3，多年平均流量为4 423m 3/s 。
经有关部门批准同意，黄村水库工程一次规划，分期实施。一期工程建成后向丽水第二水厂供水，日供水能力为10万t 。最大坝高47m，总库容1845万m 3，溢洪道为自由溢流式；规划二期扩建为62 2m 坝高，溢洪道加设闸门控制，水库总库容4193万m 3，向水厂日供水20万t，并结合发电。输水系统全长12 7km，纵坡1/1000，设计流量2 707m 3/s，自流供水至第二水厂。输水系统按终期规模一次建成，其中隧洞总长11 99km，渡槽、管桥等交叉建筑物及至水厂连接管道总长0 71km 。
2 坝址地质及基础处理
2 1 坝址地质
大坝地基基岩为侏罗系上统C 段(J 3C )地层，其岩性在大部分地段(左岸坡、河床及右岸高程135m 左右以下)为单一玻屑熔结凝灰岩。该岩石新鲜时致密坚硬，物理力学性能良好。右岸坡高程135m 以上为玻屑凝灰岩。
坝体堆石填筑区设计要求将河床及两岸山坡覆盖层全部开挖清除，趾板下基岩开挖至弱风化层下限，并作固结灌浆处理。固结灌浆孔位现场布置，左岸 120~ 130m 高程与右岸 151~156m 高程孔深10m，其
余孔深均为5m 。沿趾板设置单排防渗帷幕，孔距3m，孔深由河床向两岸计为30~15m，且要求q 3Lu 。
趾板地基开挖达到微风化至新鲜岩层，岩石坚硬，饱和抗压强度>60MPa 。没有较大规模的断裂破碎构造，仅发育为数较少的小断层。
堆石体地基在河床和左岸坡基岩以弱风化为主，局部强风化，岩性为玻屑熔结凝灰岩。右岸坡基岩以强风化为主，下部弱风化，没有较大规模的断裂破碎构造，只是在左岸坡有几条宽约1~2m 的辉绿岩脉，节理裂隙较发育。
2 2 趾板基础的地质问题
趾板基础开挖后，除河床及右岸高程140m 以下与左岸高程130m 以上岩体较新鲜完整外，其余地段地质条件不良，其主要问题是:
左岸高程110~130m 范围节理普遍夹泥，其厚度0 5~2 0cm 不等，并贯穿上下游。蓄水后，夹泥层软化，将引起渗透管漏，形成基础渗漏通道，缓倾夹泥层的存在对稳定是不利因素。
!右岸高程140m 以上，岩体风化破碎，随高程升高风化破碎更强烈。
∀右岸坝头公路以上为高边坡开挖，由于岩体风化破碎，边坡稳定条件差，一旦塌方危及大坝运行安全。
2 3 趾板基础的处理措施
(1)左岸高程110~130m 处理措施。由于该段夹泥层有一定埋藏深度，采用开挖处理不现实，故采用灌浆处理方案。根据夹泥层特点进行布孔。孔深不小于10m，且采用钻机造孔。灌浆前采用高压脉动式的洗孔方案，冲洗时间2h 以上，以期夹泥层软化带出并冲洗干净，而后进行灌浆。
(2)右岸高程140m 以上处理措施。本段主要节理发育，岩体风化较强，原设计开挖深度未能达到基础弱风化岩下限的要求，为此采取加深开挖的处理方案，即加深开挖3~4 50m，使基础岩体达到弱风化岩下限，并进行固结灌浆，孔深延至10m 。
3 坝体设计
3 1 坝体剖面设计
坝体为均一堆石体直接建在基岩上，根据经验，上、
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浙江水利科技#2001年#第4期
下游坝坡均取1∃1 3，下游坝坡于 130m 、 144 41m 各布置宽2m 的马道，坝顶仅为人行不通车，坝顶净宽6 0m 。
近期正常蓄水位为149 2m 。经调洪计算，校核洪水位P=0 1%为 155 93m，设计洪水位P =2%为 153 66m 。计入风浪爬高及安全超高，取坝顶高程为 156m，顶部设置高1 2m，底宽1 0m，顶宽0 5m 的C10混凝土挡墙，则墙顶高程为 157 20m 。横剖面见图1
。
左岸右岸
图1 面板堆石坝(近期)横剖面图
3 2 坝体填筑料分区设计
将坝体自上游至下游分为垫层区即2A 区，水平厚度不小于1 5m (趾板与面板交接部设置特殊垫层区即2B 区)，过渡层区即3A 区，水平厚度不小于3 5m，主堆石区即3B 区，下游堆石区即3C 区。
(1)各区石料质量要求见表1。
表1 各区填筑石料质量要求
填筑分区干抗压强度(MPa)
软化系数含泥量(%)
2B 区%60%0 85 42A 区%60%0 85 43A 区%60%0 85 43B 区%60%0 80 53C 区
%40
%0 75
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(2)各区级配要求见表2。
表2 各区填筑料级配要求
指 标2B 区2A 区3A 区3B 区3C 区最大粒径dma x/mm 4580300
600800d<5mm 的细粒含量/(%)30~4530~455~22
15
15
d<0 1mm 的细粒含量/(%) 4
4
对垫层料反滤要求
D15/d85
4D15/d15
%5不均匀系数Cu=d60/d10
%30
%30%14%8曲率系数Cr=d 230/d10*d601~3
1~3
1~3
1~3(3)坝体填筑要求
a)2B 区(特殊垫层区)设计孔隙率 18%，要求压实后渗透系数K 1&10 3cm/s 。
b)2A 区(垫层区)设计孔隙率 19%，压实后渗透系数K=1&10 3cm/s 。
c)3A 区(过滤层区)设计孔隙率 20%。d)3B 区(主堆石区)设计孔隙率 23%。
e)3C 区(次堆石区)设计孔隙率 25%。
为充分利用开挖料，垫层料可部分利用导流洞开挖的弃渣加工而成，溢洪道、坝基开挖弃料只要能满足设计要求，均可用于大坝的堆石区。
(4)各区碾压参数参考值见表3。
表3 各区碾压参数值
指 标2B 区2A 区3A 区3B 区3C 区铺筑厚度/mm 20404080100加水量/(%)
4~6
4~6
>15>15
>15
振动碾平板振动碾手扶振动碾10t 自行振动碾
同左>13 5t 牵
引振动碾同左
碾压遍数6~8
6~8
8~108~10
8~10
碾压速度/(km/h )
2~3
3 3 趾板设计
趾板厚度采用0 4m，含钢率双向均为0 4%，底部采用 25长4m，孔、排距约1 5的锚筋与基岩进行锚固。高
程130m 以下趾板宽为4m，以上宽为3m，采用C25,W 8混凝土浇筑。趾板共设16条横缝，最长的Z 9趾板X 线为24 07m，最短的Z 13趾板X 线为9 14m 。趾板横缝仅在表面设一道止水，表面采用嵌填弧形GB 填料予以封闭,GB 上部粘贴GB 复合三元乙丙止水板(宽46m 、厚0 5m)作保护用，复合板用喷锌膨胀螺栓固定，螺栓间距50cm 。
4 面板设计
面板面积8736m 2，采用等厚0 3m，其混凝土要求满足C25,W 9,F100，水灰比小于0 5，含气量为4%~6%，极限拉伸应变 0 85&10 4。面板只设垂直缝不设水平缝，河床部位缝间距12m，共计9块。两岸端面板缝间距为8m，共计7块。垂直缝分为A 型、B 型止水型式。河床部位的7~10号缝采用B 型止水型式，即单止水。面板两端部的1~6,11~16号缝采用A 型止水型式，即双止水。面板与趾板间的周边缝采用A 型止水结构，即双止水。周边缝止水结构详见图2。
图2 周边缝止水结构图
河床部位受压面板配置单层双向钢筋，其配筋率纵向筋取0 4%，横向筋取0 35%，岸坡面板配置单层双向钢筋，其配筋率纵、横向均为0 4%。
5 坝体监测设计
(1)坝体沉降与水平位移监测。
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于坝体中央断面(桩号0+077 54m)处，设置2层，即 125m 高程设置WFS 水管式沉降仪1套，设3个测点,
145 5m 高程设置WFS 水管式沉降仪1套，设2个测点。
125m 高程设置SHE 钢丝水平位移计1套，设3个测点。
(2)周边缝监测。于坝体左岸坡 140 8m，坝轴桩号0+013 69m；河床段 110 41、坝轴桩号0+077 54m；右岸坡 140 8m 坝轴桩号0+159 35m 处各设1套J H-100三向测缝计，每套设3只测缝计。
(3)三向位移标点。在坝顶和下游坝坡表面共设置14只三向位移标点。
(4)渗水监测。于坝体下游处设置了浆砌块石量水堰，且用等厚0 6m 的C20混凝土截水墙延伸至两岸，截断地下渗流。
黄村水库一期工程面板堆石坝已于2001年4月全部竣工，并于5月投入运行。
收稿日期:2001 04 29
作者简介：潘德范(1963 )，男，高级工程师，工学硕士，主要从事水利水电设计工作。
瑞二级水电站侧槽溢洪道设计与试验研究
潘德范，周文妍
(丽水市水利水电勘测设计研究院，浙江丽水 323000)
摘要：介绍了瑞二级电站侧槽式溢洪道的布置，根据动量定理推求水面线的电算计算模式，并给出了计
算结果。侧槽、陡槽水面线、消能等计算成果均经水工模试验证，提高了设计成果的可信度。
关键词：侧槽溢洪道；消能；水面线计算；模型试验
中图分类号:TV651 1 文献标识码:B 文章编号:1008 701X (2001)04 0009 02
1 工程概况
瑞二级水电站位于龙泉市梅溪流域，是以发电为主的工程项目，电站装机容量3万kW 。拦河大坝是一座面板堆石坝，最大坝高89 35m 。右岸布置侧槽式溢洪道，最大下泄流量为1389m 3/s (校核洪水工况,P =0 1%)，侧槽溢洪道侧堰长度为50m，整个溢洪道布置见图1
。
图1 初步设计侧槽溢洪道布置图
溢流堰：堰面高程为535 00m，堰型采用WES 曲线。为了有一个良好的进水条件，堰前要求开挖至527 00m 高程，流量系数取用0 5。
侧槽段：长度50m，底宽为5~15m，槽首底高程为522 09m，槽末底高程521 59m，底坡为0 01。
水平过渡段：水平过渡段总长101 0m，底宽为20m,
底部高程为521 59m 。末端设一底坎，坎高2 238m 。
陡槽段：水平长度为117m，陡坡坡角为27∋，斜长为131 31m，底部高程为523 828~464 21m 。陡槽段宽度为20m，最大单宽流量为69 45m 2/s 。为减轻高速水流产生气蚀等危害，陡槽内设3道掺气槽。
下游消能：下游采用挑流消能，陡槽末端设R=10m 的反弧段，挑流鼻坎挑角为30∋。
2 侧槽水面线计算
侧槽式溢洪道由于水流属变量流，流量沿程不断增加，水深沿程变化，水流结构较为复杂，在建立基本
方程计算水面线时，要引入一些假定条件，使计算较为简捷。另方面，侧槽中的水流，从侧堰流入侧槽后，水股冲向侧槽并
与槽中水流混掺，形成横向旋涡，然后在重力作用下，以螺旋流形式向下游流出，水流紊动十分剧烈，所以侧槽溢洪道的水力计算是较为繁复的。侧槽水面线的计算方法较多，本工程采用差分形式的基本方程用电算进行计算。
2 1 侧槽的水流特点
侧槽溢洪道由于侧向进流，沿程流量渐渐增加，每单位长度流量的增量假定为一常数。
即:
Q
X
=q 式中:Q (槽内流量;
X (沿槽长向的纵座标。
侧槽内由于侧向水流冲击，能量损失在计算上很难确
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