1、Karahnjukar 混凝土面板堆石坝的设计考虑(1)摘要：本文论述了计划在冰岛东部建设的 190m 高的Karahnjukar 混凝土面板堆石坝的设计。设计采用了可确实缩短工期的从动结构。设计具有提前工期、降低造价，并对陡峭峡谷和复杂地质进行处理的特点。同时简述了地震设计和稳定分析。关键词：Karahnjukar 混凝土面板堆石坝设计考虑该工程占地范围从需建三座坝的上游坝址，经位于Fljotsdalsheidi 高原的一条长 40km、直径的前渠隧洞，至位于 Teigsbjarg 装机 5115MW 轴向辐流式机组的动力洞室的下游坝址。在 Fremri-Karahnjukur 山 Joku
2、lsaaBru河上，筑 190m 高的 Karahnjukar 坝和 2 座副坝，左边为Saudararstifla，右边为 Desjararstifla，形成溢流堰顶高程 625，水库的有效库容约为109m。该河平均流量为103m/s，在融雪季节流量通常高达 600m/s。平均年径流量约为109m，水库的年来水量集中于 79 月间。水库最小运行高程为 550，死库容约为106m。在 Desjararstifla 副坝上建一座顶部高程为 625 的混凝土反弧面溢洪道，同时考虑在 Karahnjukar 坝左坝肩建一隧洞溢洪道。施工期间，河水通过 2 条长 600m，直径为/和 8m 的导流隧洞
3、。其中一条隧洞以后将作为泻水底孔。大坝为传统的混凝土面板堆石坝，部分材料采用当地现有建材。坝体体积约为106m，所用混凝土体积仅为90000m。大坝迎水面和中间部分坝体由大坝上游冰川沉积的熔岩托块及砂质石子组成。下游面板由常用的爆破玄武岩组成。地质Karahnjukar 坝穿过 45m 深的峡谷，由陡峭的右坝肩和相对平缓的左坝肩组成。峡谷壁 480 高程以上由暴露的熔岩块组成，以下由柱状玄武岩组成，坝肩处被 2030m 厚冲积冰川的沉积物与半坚硬的淤泥及冰碛覆盖。更深处的UTB 玄武岩被较薄的沉积互层分隔，这样当岩石块的渗透性在 10100Lu（吕容）间变化时，Q-NGI 分类值为 310。峡
4、谷底部以上至峡谷壁中部附近 50m 厚地带内，以橄榄石玄武岩占优势，岩石在熔渣、多孔玄武岩与均质完好的柱状玄武岩之间变化。当额定 Q 在 616 范围内，橄榄石玄武岩通常具有一致性和连续性，并且一般渗透性小于1Lu。较高处的峡谷地质条件有些变化，与两坝肩处不同。在西边，橄榄玄武岩上覆盖着沉积层，沉积层上部为典型Q 值在 25 之间的橙玄玻璃角砾岩。岩石具有相当大的不均匀性，在沉积岩石至熔岩块之间变化，岩石块渗透性从1 到大于 100L 不等。在东边，部分岩石上覆盖着沉积层和玄武岩“河道玄武岩” 。对连接区域进行严格的灌浆处理。在更高处，比较早期的严重非均质 Karahnjukar 岩石占优势；
5、该地层在较低部分为熔岩块，在较高的高程上，更多的为凝灰质岩石。Fremri-Karahnjukar 山下为古老的完全为橙玄玻璃的山谷。其底部与确定的坝址处的峡谷的底部具有相同的高程。可以假定这座古老的山谷通向现在坝址偏南的河东岸，也就是 Fremri-Karahnjukar 和 Sandfell山之间的低谷。该岩体在强度和渗透性方面属于完全不同的种类，样品主要显示 Q 小于 1，而后面的则大大地超过了几十 Lu（较低部分甚至更高） 。一些断层贯穿坝址附近的峡谷。用倾斜的与断层和裂缝相交的钻孔测量渗透性，渗透性未出现任何显著增长的迹象。直径 45cm，高 911cm 的岩芯，压强变化情况为：橄榄
6、玄武岩在 60235Mpa 之间，拉班玄武岩在150440Mpa 之间，斑状玄武岩在 70212Mpa 之间，熔渣在 739Mpa 之间，沉积层（砂石和凝灰岩）在 233Mpa之间。气候该工程位于大 Vatnajokull 冰川的北部，所以气候相对干燥。最低和最高温度为-25（2 月至 3 月）和 20（仲夏）：0以下的温度在一年中的任何月份都可能出现。高原受强风控制，冬季尤甚。坝址地区一年中有半年基本上被积雪覆盖。四月下旬开始化雪，7 月-8 月形成洪峰。Halslon 和 Karahnjukar 坝和一期工程的附属建筑物的主要数据在表 1 和 2 中给出。3 建筑材料与大坝分区Karahn
7、jukar 坝为分段混凝土面板堆石坝。大坝上游和下游坡度都为 1：。挡水墙顶高程为，比溢洪道顶标高高，比可能最大洪水水位高。与高增长的大坝成本（三个坝）相比，溢洪道相对便宜，因此该坝比一般的高混凝土面板堆石坝高程低。的坝顶超填量用来补偿长期的堆石沉降以及大坝受到强地震影响时可能出现的沉降。大坝分区与传统的混凝土面板堆石坝粗粒堆石构造有些不同。以下为堆石分区的详细情况：1.大坝（冰川泥砂）上游约 2km 处，有大量的无粘性细骨料，可起到防裂作用。2.周边连接处使用处理过的细滤料。3.在面板下坝基上使用处理过的熔岩块。4.附近有相当多的优质毛石，基本上为熔岩块，筛选后用作堆石。5A.水库附近的砂质
8、砾石可作为具有高变形模数且未加工的堆石。5B.无排水堆石，如熔岩块及其它可用的具有高工程强度的堆石。6A.无排水耐用橄榄石堆石用于下游坝面板。6B.下游坝坡防腐用经筛选的耐用橄榄石。建议采用指定侧石混凝土，代替喷混凝土或灰浆涂料对区 3 进行防护，正如近期在莱索托的 Mohale 大坝和巴西的 Ita 大坝的应用。在从上游向下游增加的层的厚度方向设堆石分区，在需要处提供一个高模数，并增加向下游的渗透性。在浇筑并压实后，区 2 在边界包线内需进行级配，如表 3 所示。区 3 的级配包线如表 4 所示。区 3 的渗透性须低于 10-4cm/s，以确保大坡度下的内部稳定。区 4 的渗透性超过 10-
9、5m/s。区 3 与堆石区 5 之间的过度区的级配如表 5 所示。区 5 和 6 面板级配的要求对细骨料的数量有所限制，如表 6 所列。超高与国际大坝委员会“设计洪水位的选择，水流方法”相一致，设置超高以便使极端水位（可能最大洪水）不会淹没坝顶，从而防止引起漫顶时毁坝。另外，汹涌洪水可能会掀起波浪，如下：1:10 年抬高组合为 1:1000 年洪水（10000 年一遇） 。1:100 年抬高组合为 1:100 年洪水（10000 年一遇） 。峡谷对设计和静态有限元法的影响用二维空间限定差程序 FLAC 处理数值有限元法分析，来预报 190m 高混凝土面板堆石坝体构造的变形，并特别注意峡谷形状的影响。有限元法分析中的网格如图 4 所示，包括结构末端的主要压力。记录 1 怎样散开并变得几乎与坝坡平行，而当水库蓄水后 1 怎样旋转，如图所示。（作者：3COME 未知本文来源于爬虫自动抓取，如有侵犯权益请联系 service立即删除）
