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乌东德水电站是金沙江下游河段规划建设的乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝四个电站中第一个梯级,装机容量8400MW,目前该电站进入筹建期。在项目前期的设计中,根据洪峰流量大、水头高、河床覆盖层深厚的特点,经过坝址、坝型及枢纽布置格局比选,确定了心墙堆石坝为乌东德水电站上河段代表坝型。本文通过对心墙堆石坝设计方案进行深入研究,论证坝基覆盖层的可利用程度,减少坝体开挖和填筑工程量,缩短工期提高经济效益。 主要工作内容:针对上河段河门口坝址(覆盖层不挖除)心墙堆石坝方案中的河床覆盖层利用及坝体与覆盖层的受力状态进行了研究。经过设计参数的论证选取和心墙堆石坝渗流计算、稳定计算、沉降计算以及非线性平面有限元应力和位移静力计算及坝体三维有限元应力和位移静力计算,论证心墙堆石坝断面的合理性和覆盖层不挖方案的可行性;同时通过对防渗心墙不同含砾量的敏感性分析,论证不同含砾量心墙料对坝体应力应变以及沉降量影响,以充分适应该坝址地形、地质条件,合理、紧凑地进行枢纽布置并合理、有效地安排工程工期。 研究结论:由于河门口河谷地形为“V”型,岩石岸坡较陡,坝体位移受到岸坡岩体的约束,施工期坝体位移明显减小,施工期最大垂直位移为2.07m,蓄水后最大垂直位移为2.17m,三维计算最大垂直位移为平面非线性位移量值的55%;坝体受力状态比二维计算结果好,坝体内部塑性区明显减小,表明坝体受力状态有一定的三维空间效应。坝体沉降计算表明,坝体沉降位移与同等规模的坝高相当的心墙坝沉降位移量基本相当,符合一般规律,覆盖层位移量略大。坝体渗流因受坝体防渗心墙、坝基混凝土防渗墙、帷幕及粘土层阻隔,渗流量较小,不存在渗透破坏的可能,河门口坝址河床覆盖层作为145m高的心墙堆石坝的基础是可行的。