本發(fā)明涉及混凝土重力壩技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩的布置結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

混凝土重力壩作為一種擋水建筑物，主要受壩體自重、上下游水壓力、基底揚(yáng)壓力等荷載作用。在這些荷載的作用下，重力壩基底將產(chǎn)生壓應(yīng)力。在正常蓄水運(yùn)行期，最大壓應(yīng)力通常發(fā)生在壩趾；在施工完建期或低水位時(shí)，最大壓應(yīng)力可能發(fā)生在壩踵。

對(duì)于均質(zhì)壩基，將基礎(chǔ)開(kāi)挖到滿足受力條件的基巖后，壩踵、壩趾及基底的各個(gè)部位，均落在相同的巖體上，各壩段的受力條件，不受位置分布的影響。對(duì)于非均質(zhì)壩基，壩踵、壩趾所落的位置不同，受力條件將不同，壩基受力不均勻。對(duì)于橫河向軟硬相間的陡傾巖層，這一情況尤其顯著。因?yàn)閴沃喉樍飨虻奈恢貌煌?，有些壩段的壩趾將落在軟巖上，這將對(duì)混凝土重力壩的壩踵及壩趾，尤其是壩趾這種受壓較大的部位帶來(lái)較大的危害，如承載力不足、壩基軟硬變化處的應(yīng)力集中、抗滑穩(wěn)定性能下降等。

為改善不均勻基礎(chǔ)上大壩受力條件，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常采用挖除軟弱部分并進(jìn)行混凝土置換的方式，對(duì)于軟弱巖體占比較大的情況，開(kāi)挖量和混凝土回填量都較大；也有采取折線形壩線布置來(lái)避讓軟弱巖體的，如龍灘、向家壩、百色、安康等重力壩工程。

龍灘水電站，河床壩段位于強(qiáng)度較高的砂巖為主巖層，相對(duì)較弱泥板巖巖層只在建基面較高的左岸山坡通過(guò)，為避開(kāi)左岸上游的蠕變巖體和右岸沖溝的影響及減少開(kāi)挖和混凝土工程量，兩岸壩軸線分別向上游折轉(zhuǎn)27°和30°，最終形成了一個(gè)折線形重力壩壩軸線。

向家壩重力壩軸線在兩岸以54°的夾角向上游轉(zhuǎn)折，壩基座落于巖性為巨厚至厚層砂巖的t33巖組內(nèi)，避開(kāi)不良巖體，使壩基處理工作得到簡(jiǎn)化。

百色重力壩，受右岸地形地質(zhì)影響，大壩軸線在河床部分與河流正交，右岸壩軸線順輝綠巖展布布置成折向上游，左岸略折向下游。

安康混凝土重力壩，采用了折線型壩線，溢流段軸線基本垂直下游河道，左岸為了不跨越f3斷層軸線向下游轉(zhuǎn)了35°，為了調(diào)整壩基應(yīng)力狀態(tài)，右岸壩線也向下游轉(zhuǎn)了10°角，較好地利用了河道地形特點(diǎn)。采用的壩線使壩基落在較堅(jiān)硬、完整的巖體上，避開(kāi)了區(qū)域性斷層f3和侵入體下游的f10斷層破碎帶，避開(kāi)了下游大片滑坡分布區(qū)和河床深潭地形。

上述工程，其軟弱或破碎基巖均在壩基范圍內(nèi)局部分布，對(duì)于橫河向陡傾的、貫穿整個(gè)壩基的軟硬相間的巖層，僅僅通過(guò)壩線的局部偏轉(zhuǎn)是無(wú)法保證整個(gè)重力壩所有壩段壩踵、壩趾均落于較堅(jiān)硬、完整的巖體上，而現(xiàn)有技術(shù)雖也有對(duì)橫河向軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩的布置進(jìn)行研究，但大壩運(yùn)行期主要受壓的河床溢流壩段的壩趾和壩踵均落于軟弱巖層，而為改善壩踵、壩趾受力條件，需對(duì)壩踵、壩趾軟巖進(jìn)行深挖并采用混凝土換填，開(kāi)挖巖石及回填混凝土量巨大，施工工期長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種受力穩(wěn)定、變形小、開(kāi)挖量少、工期短的軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩的布置結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩的布置結(jié)構(gòu)，包括左岸非溢流壩段、河床溢流壩段和右岸非溢流壩段；所述河床溢流壩段位于左岸非溢流壩段和右岸非溢流壩段之間；所述左岸非溢流壩段、河床溢流壩段和右岸非溢流壩段中每個(gè)壩段的壩軸線布置為弧線，且左岸非溢流壩段、河床溢流壩段和右岸非溢流壩段中每個(gè)壩段的壩趾均位于硬巖上；所述左岸非溢流壩段、河床溢流壩段和右岸非溢流壩段中高壩段的壩踵底部設(shè)置有“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)，且左岸非溢流壩段、河床溢流壩段和右岸非溢流壩段中高壩段的壩踵位于硬巖上。

進(jìn)一步地，所述“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)的上游起坡與左岸非溢流壩段、河床溢流壩段和右岸非溢流壩段中高壩段的上游折坡銜接。

進(jìn)一步地，所述“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)的上游起坡的坡比為1:1。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)平面弧形布置和“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)，使得大壩運(yùn)行期主要受壓的河床溢流壩段的壩趾和壩踵座落在條件好的硬巖上，避免橫河向陡傾軟硬相間巖層上混凝土重力壩的壩踵落在軟巖上，而引起的受力及變形問(wèn)題，而且本發(fā)明節(jié)省了混凝土重力壩基巖的開(kāi)挖量和混凝土量，大大降低了施工成本，縮短了工期。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中橫河向軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩布置結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中橫河向軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩布置結(jié)構(gòu)中混凝土重力壩的剖面示意圖；

圖3為本發(fā)明軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩布置結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4為本發(fā)明軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩布置結(jié)構(gòu)中混凝土重力壩的剖面示意圖。

圖中：左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3、壩趾4、硬巖5、“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)6、壩踵7、上游起坡8、軟巖9、上游折坡10、下游壩坡11。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

沐若水電站工程位于馬來(lái)西亞熱帶雨林地區(qū)，所在巖體巖層屬早第三紀(jì)始新世濱海相、第三系貝拉加(belaga)組的pelagus段地層，如圖1至圖4所示，該巖層陡傾，硬巖5和軟巖9相間，中部較厚部位硬巖5厚約110m。

如圖1和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)采用直線壩軸線對(duì)沐若水電站工程中混凝土重力壩進(jìn)行布置，河床溢流壩段2的壩趾4和壩踵7位于軟巖9上，這將使混凝土重力壩壩基產(chǎn)生過(guò)大變形，進(jìn)而導(dǎo)致壩體底部拉應(yīng)力過(guò)大，甚至將混凝土重力壩拉裂，破壞壩體的整體性，進(jìn)而破壞壩踵7防滲體系，減少混凝土重力壩與基巖的接觸面積，危及混凝土重力壩抗滑穩(wěn)定安全性。

本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中橫河向軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩的布置結(jié)構(gòu)受力不均勻、變形大、開(kāi)挖量大、施工工期長(zhǎng)作出的改進(jìn)。

如圖3和圖4所示，本發(fā)明軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩的布置結(jié)構(gòu)，包括左岸非溢流壩段1(包括8個(gè)壩段)、河床溢流壩段2(包括3個(gè)壩段)和右岸非溢流壩段3(包括10個(gè)壩段)；所述河床溢流壩段2位于左岸非溢流壩段1和右岸非溢流壩段3之間；所述左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3中每個(gè)壩段的壩軸線布置為弧線，弧線半徑為893m，壩軸線總長(zhǎng)為430.23m，其中，河床溢流壩段中各壩段沿壩軸線長(zhǎng)為20.26m，相鄰壩段橫縫中心角為1.3°，且左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3中每個(gè)壩段的壩趾4均位于硬巖5上；所述左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3中高壩段的壩踵7底部設(shè)置有“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)6，其中，“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)6的上游起坡8的坡比為1∶1，與左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3中高壩段的坡比為1∶0.2的上游折坡10銜接，使得左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3中高壩段的每個(gè)壩段基礎(chǔ)向上游擴(kuò)大5m～10m，保證左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3中高壩段的壩踵7位于硬巖5上，另外，左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3中高壩段的每個(gè)壩段的下游壩坡11的坡比為1∶0.8。

施工上述軟硬相間陡傾巖層上混凝土重力壩的布置結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)軟硬相間陡傾巖層的巖性特點(diǎn)，將軟硬相間陡傾巖層進(jìn)行軟巖9和硬巖5的巖段劃分；

2)根據(jù)步驟1)劃分的巖段選擇混凝土重力壩中左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3的各壩段的布置巖段；

3)將混凝土重力壩中左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3的各壩段沿步驟2)中所選的布置巖段進(jìn)行布置，其中，混凝土重力壩的壩軸線布置為凸向上游的弧線形，使混凝土重力壩中高壩段的壩趾4向上游縮回，落在硬巖5上；

4)在混凝土重力壩中左岸非溢流壩段1、河床溢流壩段2和右岸非溢流壩段3的高壩段的壩踵7底部采用“橋”式擴(kuò)大基礎(chǔ)6，使高壩段的壩踵7跨過(guò)軟巖9，落在硬巖5上。

其他未詳細(xì)描述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。