CN117552430B - 一种拱坝坝肩非径向开挖方法 - Google Patents
一种拱坝坝肩非径向开挖方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117552430B CN117552430B CN202410039658.7A CN202410039658A CN117552430B CN 117552430 B CN117552430 B CN 117552430B CN 202410039658 A CN202410039658 A CN 202410039658A CN 117552430 B CN117552430 B CN 117552430B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- excavation
- dam
- abutment
- arch
- radial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 13
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
- E02D17/02—Foundation pits
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
- E02B7/02—Fixed barrages
- E02B7/04—Dams across valleys
- E02B7/08—Wall dams
- E02B7/12—Arch dams
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种拱坝坝肩非径向开挖方法，属于水利水电技术领域，能够解决现有拱坝坝肩的径向开挖不利于坝肩岩体稳定，且增加了坝肩岩体的开挖量的问题。所述方法包括：S1、确定拱坝坝肩的第一区域，采用非径向开挖方式对第一区域内靠近坝体上游侧的坝肩岩体进行预设厚度的开挖，形成第一开挖面；第一区域位于拱坝坝肩的第一预设高度和第二预设高度之间；第一开挖面与拱坝坝圈径向的夹角为155°~165°；S2、采用径向开挖方式对第一区域内剩余厚度的坝肩岩体进行开挖，形成第二开挖面；第一开挖面与第二开挖面连接。本发明用于坝肩岩体开挖。
Description
技术领域
本发明涉及一种拱坝坝肩非径向开挖方法，属于水利水电工程技术领域。
背景技术
混凝土拱坝是水利水电工程常见的挡水建筑物，是靠两岸坝肩岩体的稳定性来支撑起承受的水压力荷载，从而保证其安全性。常规的拱坝坝肩均按径向开挖方式施工，最后形成的拱坝坝肩混凝土面也为径向，此时拱坝承受的水压力荷载沿坝肩切向传递给坝肩岩体，这时的水压力荷载方向与坝肩岸坡的夹角较小，不利于坝肩岩体稳定；同时径向开挖方式也增加了坝肩开挖深度，从而增加了坝肩岩体的开挖量，进而增加了工程投资。
发明内容
本发明提供了一种拱坝坝肩非径向开挖方法，能够解决现有拱坝坝肩的径向开挖不利于坝肩岩体稳定，且增加了坝肩岩体的开挖量的问题。
本发明提供了一种拱坝坝肩非径向开挖方法，所述方法包括：
S1、确定拱坝坝肩的第一区域，采用非径向开挖方式对所述第一区域内靠近坝体上游侧的坝肩岩体进行预设厚度的开挖，形成第一开挖面；所述第一区域位于拱坝坝肩的第一预设高度和第二预设高度之间；所述第一开挖面与拱坝坝圈径向的夹角为155°~165°；
S2、采用径向开挖方式对所述第一区域内剩余厚度的坝肩岩体进行开挖，形成第二开挖面；所述第一开挖面与所述第二开挖面连接。
可选的，在所述S1之前，所述方法还包括：
S3、在拱坝坝肩的第一预设高度以下，采用径向开挖方式进行坝肩岩体开挖，形成第三开挖面；所述第一开挖面与所述第三开挖面连接。
可选的，所述方法还包括：
S4、在拱坝坝肩的第二预设高度以上，采用径向开挖方式进行坝肩岩体开挖，形成第四开挖面；所述第一开挖面与所述第四开挖面连接。
可选的，所述预设厚度为拱坝坝肩厚度的1/2~3/4。
可选的，所述第一开挖面与拱坝拱圈径向的最小夹角位于所述第一开挖面的中部高程。
可选的，所述第一预设高度为拱坝坝高的1/10。
可选的，所述第二预设高度为拱坝坝高的4/5。
本发明能产生的有益效果包括：
本发明提供的拱坝坝肩非径向开挖方法，在不改变拱坝坝体本身应力状态的情况下，提出了非径向开挖方式，将拱坝承受的水荷载分为了两个部分，一部分水压力荷载方向与坝肩岸坡的夹角与传统的夹角相同，而另一部分水压力荷载方向与坝肩岸坡的夹角较传统的夹角增大，这样增加了承受水荷载的坝肩岩体的体积，从而提高了坝肩岩体的稳定性；同时减小了坝肩开挖深度，减少了岩石开挖工程量，节省了工程投资。
附图说明
图1为本发明实施例提供的拱坝坝肩非径向开挖方法流程图；
图2为本发明实施例提供的拱坝坝肩非径向开挖平面示意图；
图3为本发明实施例提供的拱坝坝肩非径向开挖立面示意图。
附图标记：
11、拱坝坝体；12、坝肩岩体；13、拱坝分层线。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明实施例提供了一种拱坝坝肩非径向开挖方法，如图1至图3所示，所述方法包括：
S1、确定拱坝坝肩的第一区域，采用非径向开挖方式对第一区域内靠近坝体上游侧的坝肩岩体12进行预设厚度的开挖，形成第一开挖面；第一区域位于拱坝坝肩的第一预设高度和第二预设高度之间；第一开挖面与拱坝坝圈径向的夹角为155°~165°。
沿拱坝坝肩的高度方向，在第一预设高度和第二预设高度之间，并沿拱坝坝肩的厚度方向，在靠近坝体上游侧的预设厚度范围内，采用非径向开挖方式进行坝肩岩体12开挖，从而形成第一开挖面。
本发明实施例对于第一预设高度和第二预设高度的具体数值不做限定。在实际应用中，第一预设高度可以设置为拱坝坝高H的1/10。第二预设高度可以设置为拱坝坝高H的4/5。
本发明实施例对于预设厚度的具体数值亦不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。在实际应用中，预设厚度可以设置为拱坝坝肩厚度W的1/2~3/4。较佳的，预设厚度为拱坝坝肩厚度W的1/2。
在本发明实施例中，采用非径向开挖方式形成的第一开挖面与拱坝拱圈径向的夹角可以为155°~165°；即拱坝坝肩上对应第一开挖面的表面与拱坝拱圈径向的夹角α可以设定为15°~25°。
当夹角α大于25°时，因为切掉拱圈的混凝土更多，对混凝土拱圈的完整性破坏较大，不利于整个坝体的完整性；其次，角度过大对拱坝端及坝体应力的改变较大，造成坝体上下游应力差过大，应力分布不均匀，不利于拱坝的整体应力状态；另外，角度过大时，倒悬的开挖面长度越长，不利于施工期的开挖面稳定。
当夹角α小于15°时，一是产生的有益效果不明显，达不到非径向开挖的目的；二是增加施工难度，当角度过小时，对于这种大型开挖施工，施工放线、施工工艺及过程控制均难以控制，甚至施工误差都会超过该夹角。
因此只有当夹角α控制在15°~25°时，一是可以最大限度的减小对混凝土拱圈的削弱，同时施工难度也在可控范围内；并且提升坝肩岩体的稳定性，有效减小了开挖深度，减小了岩石开挖量，且减少了大坝混凝土填筑量，同时有效降低边坡开挖高度，减少高边坡对工程的不利影响，加快施工工期及节省工程投资。
S2、采用径向开挖方式对第一区域内剩余厚度的坝肩岩体12进行开挖，形成第二开挖面；第一开挖面与第二开挖面平滑连接。
若上述预设厚度为拱坝坝肩厚度W的1/2，则此处的剩余厚度也就为拱坝坝肩厚度W的1/2。
传统的径向开挖是在进行拱坝坝肩开挖时，将拱坝坝肩厚度W范围内的坝基均沿着拱坝拱圈的径向开挖，此种开挖的目的是改善拱坝坝体11的应力状态。
在本发明中，参考图2所示，非径向开挖是在进行拱坝坝肩开挖时，将拱坝坝肩厚度W靠近下游侧的一半厚度（W/2）沿着拱坝拱圈的径向开挖，将拱坝坝肩厚度W靠近上游侧的一半厚度（W/2）采用非径向开挖，拱坝坝肩上对应开挖面的表面与拱圈径向呈15°~25°夹角。沿径向方向开挖的目的是使拱坝坝体11的应力状态更好，以满足规范要求；非径向开挖的有益意义在于：一是可以增加水压力荷载方向与坝肩岸坡的夹角，从而增大坝肩承受水压力荷载岩体的体积大小，提升坝肩岩体12的稳定性；二是可以减小开挖量，同时减少了大坝混凝土填筑量，节省工程投资；三是对于深山峡谷的拱坝，可以有效降低边坡开挖高度，减少高边坡对工程的不利影响；四是在保证拱坝坝肩岩体12稳定的情况下，对于某些地质条件特殊的部位，比如断层、断层破碎带、裂隙密集带等，采用此方法，可有效避开地质条件特殊部位，挖除质量相对较差的岩体，保留更多地质条件相对较好的岩体受力，从而有效减小坝肩开挖深度D，节约施工工期及工程投资。
进一步的，在S1之前，所述方法还包括：
S3、在拱坝坝肩的第一预设高度以下，采用径向开挖方式进行坝肩岩体12开挖，形成第三开挖面；第一开挖面与第三开挖面平滑连接。
在S2之后，所述方法还包括：
S4、在拱坝坝肩的第二预设高度以上，采用径向开挖方式进行坝肩岩体12开挖，形成第四开挖面；第一开挖面与第四开挖面平滑连接。
沿着拱坝坝高H方向分层，图3中示出了拱坝分层线13，对于沿高程方向的非径向开挖，由于拱坝上部的坝体厚度相对较小，如果采用非径向开挖，对坝体应力改善不明显，节约工程量也不明显，而且施工不便，所以，为方便施工，在最高的1/5高度坝肩采用传统的径向开挖，这样也保证了坝顶混凝土拱圈的完整。
在拱坝最底部1/10高度的部位采用径向开挖，一是能够形成施工平台，更便于施工操作；二是保证底部混凝土拱圈的完整性。当然，底部部位采用非径向开挖也是可行的。
因此，较佳的，在最高的1/5高度和最底部1/10高度的坝肩采用传统的径向开挖，中间层采用非径向开挖。
坝肩的径向开挖部分和非径向开挖部分的坝肩开挖面采取逐步渐变的方式衔接，衔接面要求光滑，避免突变。由非径向开挖均匀过渡到径向开挖，可避免应力集中，对拱端受力是有利的。
在坝顶部位和坝底部位采用完整的混凝土拱圈，有利于拱坝的整体结构稳定性及完整性，能使拱坝更好的承受水库传来的库水压力。
在实际应用中，第一开挖面与拱坝拱圈径向的最小夹角可以位于第一开挖面的中部高程；也可以在坝体应力计算后确定的其他高程，本发明实施例对此不做限定。
本发明在不改变拱坝坝体11本身应力状态的情况下，提出了非径向开挖方式，将拱坝承受的水荷载分为了两个部分，一部分水压力荷载方向与坝肩岸坡的夹角与传统的夹角相同，而另一部分水压力荷载方向与坝肩岸坡的夹角较传统的夹角增大，这样增加了承受水荷载的坝肩岩体12的体积，从而提高了坝肩岩体12的稳定性；同时减小了坝肩开挖深度，减少了岩石开挖工程量，节省了工程投资。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (5)
1.一种拱坝坝肩非径向开挖方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、确定拱坝坝肩的第一区域，采用非径向开挖方式对所述第一区域内靠近坝体上游侧的坝肩岩体进行预设厚度的开挖，形成第一开挖面；所述第一区域位于拱坝坝肩的第一预设高度和第二预设高度之间；所述第一开挖面与拱坝坝圈径向的夹角为155°~165°；
S2、采用径向开挖方式对所述第一区域内剩余厚度的坝肩岩体进行开挖，形成第二开挖面；所述第一开挖面与所述第二开挖面连接；
在所述S1之前，所述方法还包括：
S3、在拱坝坝肩的第一预设高度以下，采用径向开挖方式进行坝肩岩体开挖，形成第三开挖面；所述第一开挖面与所述第三开挖面连接；
所述方法还包括：
S4、在拱坝坝肩的第二预设高度以上，采用径向开挖方式进行坝肩岩体开挖，形成第四开挖面；所述第一开挖面与所述第四开挖面连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设厚度为拱坝坝肩厚度的1/2~3/4。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一开挖面与拱坝拱圈径向的最小夹角位于所述第一开挖面的中部高程。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设高度为拱坝坝高的1/10。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设高度为拱坝坝高的4/5。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410039658.7A CN117552430B (zh) | 2024-01-11 | 2024-01-11 | 一种拱坝坝肩非径向开挖方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410039658.7A CN117552430B (zh) | 2024-01-11 | 2024-01-11 | 一种拱坝坝肩非径向开挖方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117552430A CN117552430A (zh) | 2024-02-13 |
| CN117552430B true CN117552430B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=89813222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410039658.7A Active CN117552430B (zh) | 2024-01-11 | 2024-01-11 | 一种拱坝坝肩非径向开挖方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117552430B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1335432A (zh) * | 2001-08-31 | 2002-02-13 | 清华大学 | 软弱地基上碾压混凝土柔性拱 |
| US6948886B1 (en) * | 2004-08-12 | 2005-09-27 | Edward E. Gillen Co. | System and method for preventing bluff erosion |
| CN102296568A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院 | 一种在拱坝上采用波纹板成缝的方法及结构 |
| CN106498970A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-15 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 拱坝抗力体地基加固结构 |
| CN111042071A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-21 | 黄河勘测规划设计研究院有限公司 | 拱坝与基岩连接的半径向开挖拱端结构及其开挖方法 |
-
2024
- 2024-01-11 CN CN202410039658.7A patent/CN117552430B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1335432A (zh) * | 2001-08-31 | 2002-02-13 | 清华大学 | 软弱地基上碾压混凝土柔性拱 |
| US6948886B1 (en) * | 2004-08-12 | 2005-09-27 | Edward E. Gillen Co. | System and method for preventing bluff erosion |
| CN102296568A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院 | 一种在拱坝上采用波纹板成缝的方法及结构 |
| CN106498970A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-15 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 拱坝抗力体地基加固结构 |
| CN111042071A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-21 | 黄河勘测规划设计研究院有限公司 | 拱坝与基岩连接的半径向开挖拱端结构及其开挖方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117552430A (zh) | 2024-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019206241A1 (zh) | 一种桩基础承台结构沉降加固顶升调平结构及其施工方法 | |
| CN117552430B (zh) | 一种拱坝坝肩非径向开挖方法 | |
| CN103225283B (zh) | 拦河坝基础防渗墙与闸坝建筑物的连接结构 | |
| CN206784327U (zh) | 一种浆砌石坝劣质坝体灌浆补强加固结构 | |
| CN113431065A (zh) | 一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工方法及结构 | |
| CN108868789A (zh) | 一种适用于盾构法施工隧道的地层主动托换方法 | |
| CN106192909B (zh) | 一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝和方法 | |
| CN103966981B (zh) | 风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构及其施工方法 | |
| CN115587411A (zh) | 一种提高纵向岩梗围堰抗滑稳定的施工方法 | |
| CN105019408A (zh) | 拱坝地形缺陷加固结构 | |
| CN206052771U (zh) | 带涵洞的重力式挡墙结构 | |
| CN112176804B (zh) | 一种富水软土区抗沉降保水路基结构及设计方法 | |
| CN110616678B (zh) | 一种减少运行期坝肩变形对混凝土坝影响的方法 | |
| CN106948315A (zh) | 一种浆砌石坝劣质坝体灌浆补强加固结构及方法 | |
| CN110512571B (zh) | 一种含有堆石混凝土心墙的碾压混凝土坝及其施工方法 | |
| CN109356101B (zh) | 超深厚覆盖层中的坝基防渗结构 | |
| CN219568760U (zh) | 一种高陡地形重力坝坝肩开挖结构 | |
| CN207111112U (zh) | 高坝生态供水洞封堵段衬砌结构 | |
| CN108755622B (zh) | 一种大直径圆筒式尾水调压室的开挖方法 | |
| CN207919510U (zh) | 导流隧洞利用永久堵头首段联合闸门下闸封堵布置 | |
| CN205062763U (zh) | 拱坝加固结构 | |
| CN217438838U (zh) | 一种高水头封堵条件下的导流洞封堵段防渗结构 | |
| CN211849298U (zh) | 一种新型装配式悬臂堰 | |
| CN215289983U (zh) | 一种适用于深切河谷的拱坝结构 | |
| CN218204217U (zh) | 小型水库土石坝坝顶直接加高结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |