峡谷地区碾压混凝土筑坝技术与实践(高山峡谷岩溶地区水电工程实践技术丛书)
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2.9 坝内廊道

为满足碾压混凝土重力坝的基础灌浆、排水、检查维修、安全监测、坝内交通、运行操作和通风等需要,坝内应设置水平廊道、斜坡廊道及交通竖井等。各类廊道及竖井在坝内互相连通,构成坝内廊道系统。

碾压混凝土重力坝坝内廊道设计总体上与常态混凝土重力坝相似,由于坝内设置廊道和竖井将削弱坝体结构,并对碾压混凝土的快速施工造成较大影响,因此,碾压混凝土重力坝坝内廊道布置应遵循以下原则:

(1)碾压混凝土重力坝坝内廊道在满足功能要求的前提下,应尽可能减少廊道和竖井的数量,注意廊道宜具有多功能性。

(2)对于低坝可设置1条(层)纵向廊道(当有其他帷幕灌浆措施时也可不设),中坝、高坝可结合灌浆需要设置1~3条(层)纵向廊道。上下层廊道高差以40~60m为宜,应结合廊道多功能要求,统一协调布置。

(3)各层廊道间应该能相互贯通,每条廊道都至少应有两个出口。通至坝外的廊道出口处应设门。

(4)通往下游坝面的廊道,应高于下游最高尾水位。某些廊道出口必须位于最高尾水位以下时,应有专门的防水淹措施。

(5)斜坡廊道的坡度不宜陡于45°,以利于行走,并应设置适当的休息平台,在连续较陡的斜坡廊道上应设置扶手。

(6)大坝不同高程廊道之间应设置竖井或楼梯连接并通至坝顶,当坝体高度较大时,宜考虑采用电梯井连接各层廊道。

(7)在大坝基础廊道最低部位应设置相应的集水井,并采取水泵等措施将廊道内的水排出至坝外。

基础灌浆廊道及纵向排水廊道的上游壁至上游坝面的距离应满足防渗要求,其距离通常按1/20~1/10倍坝面上的作用水头取值,并不小于3m。若大坝采用二级配碾压混凝土防渗结构,廊道至上游坝面的距离还宜与该高程处二级配碾压混凝土的厚度相协调。基础灌浆廊道距基岩面应保持一定的距离,一般2.0~3.0m,以不小于1.5m为宜。

基础灌浆廊道的断面尺寸,应根据钻机尺寸和灌浆工作的空间需要确定,一般宽度为2.5~3.0m,高度3.0~4.0m,其他廊道的断面尺寸应根据其功能且可以自由通行的要求确定,一般宽度为1.5~2.5m,高度2.2~3.5m。坝基集水井的尺寸应根据渗漏量估算结果确定,并考虑留有适当的余地。

当大坝下游水位较高及大坝基础地质条件较差时,为了减小大坝基础扬压力,提高大坝稳定性,可在河床坝基部位设置封闭帷幕及基础辅助排水廊道进行抽排,基础排水廊道可沿纵横方向布置,廊道间距以20~30m为宜。纵向排水廊道宜采用标准的圆拱直墙型式,横向排水廊道可设在坝段分缝处,利用缝面可做成三角尖顶廊道型式。各类廊道底板的一侧或两侧应设置相应的排水沟,以便廊道内排水通畅。

廊道结构根据施工情况可采用现浇廊道或预制廊道。现浇廊道同碾压混凝土坝同步施工,前期施工准备工作量大。为便于发挥碾压混凝土快速施工的优势,在工程实践中,廊道型式以混凝土预制构件拼装形式居多。预制廊道一般分为全断面预制和部分预制,而全断面预制又分为整体预制和分节预制。整体预制受力条件好,预制安装方便,但需较大的运输和安装能力,分节预制对运输和吊装能力要求低,但增加拼装和接缝的处理难度;部分预制对运输和吊装能力要求低,但对预制部分和现浇部分结合要求高,接缝处理难度大。预制廊道的厚度一般为25~40cm厚,分节长度约100cm,具体可根据断面大小和现场施工而定。为了发挥碾压混凝土快速施工的优势,廊道周边一般采用变态混凝土与碾压混凝土同步浇筑上升。

根据近几年的工程设计与施工情况,碾压混凝土坝内廊道有的采用现浇,有的采用预制,也有两种混合使用的。笔者认为,为便于施工质量控制和快速施工,斜坡段及复杂的廊道宜采用现浇方式,其他相对简单的水平廊道可采用预制。值得一提的是,靠上游坝面的廊道由于防渗要求,且与坝体排水孔相连,因此宜采用现浇方式施工,以利于后期坝体渗漏排水检修。位于坝体主防渗区下游的其他纵向廊道及坝体横向廊道均可采用预制廊道方式施工。常用分节预制廊道结构如图2.9.1所示。

图2.9.1 部分预制廊道断面图(单位:mm)