李俊艷

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

沁縣梁家灣水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

李俊艷

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

按國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范復(fù)核計(jì)算沁縣梁家灣水庫(kù)大壩目前在靜力條件下的變形、強(qiáng)度及穩(wěn)定是否滿(mǎn)足要求，指出了該大壩結(jié)構(gòu)安全方面存在的問(wèn)題，并提出合理建議。

梁家灣水庫(kù)；大壩；結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)；沁縣

1 工程概況

梁家灣水庫(kù)位于沁縣定昌鎮(zhèn)梁家灣村，距沁縣2 km，海河流域濁漳河西源干流上，上游有漳源、景村兩座小（一）型水庫(kù)?？刂屏饔蛎娣e119 km2，區(qū)間流域面積28 km2。是一座以防洪為主，兼具灌溉用水、生態(tài)用水和養(yǎng)殖漁業(yè)等效應(yīng)的?。ㄒ唬┬退畮?kù)。

該工程始建于1958年，1960年11月竣工，至今已運(yùn)行50多年。水庫(kù)樞紐工程主要包括大壩、溢洪道、輸水洞。水庫(kù)大壩為碾壓式均質(zhì)土壩，壩頂高程964.30 m，河床高程為952.80 m，壩高11.5 m，壩頂長(zhǎng)365 m，壩頂寬4 m，壩頂未設(shè)防浪墻。大壩上游壩坡1∶2.0，為干砌石護(hù)坡；下游壩坡1∶2.5，為草皮護(hù)坡。壩基防滲形式為黏土截水槽。

2 存在問(wèn)題和處理情況

2.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

當(dāng)水庫(kù)水位960.30 m時(shí)，發(fā)現(xiàn)大壩上游坡為干砌石護(hù)砌，下游坡為草皮護(hù)坡，無(wú)排水和反濾設(shè)施；壩頂無(wú)防浪墻；左溢洪道漿砌石邊墻部分坍塌，消力池底板損壞，泄水段底板無(wú)襯砌；右溢洪道進(jìn)口段部分護(hù)襯，出口段無(wú)護(hù)襯；輸水洞洞頂洞壁有裂縫，洞壁四周有滲水；大壩無(wú)安全監(jiān)測(cè)設(shè)施；大壩和左溢洪道連接處出現(xiàn)滲水；下游壩腳有大面積積水，緊接魚(yú)池。

2.2 運(yùn)行問(wèn)題及處理情況

1978年大壩迎水坡發(fā)生滑坡，1981年12月對(duì)大壩進(jìn)行了加固，大壩培厚2 m，壩頂抬高1.5 m；1993年8月，特大洪水水位961.30 m，大壩壩腳出現(xiàn)滲漏，輸水洞啟閉設(shè)施損壞，2001年4月更換啟閉設(shè)施；2004年8月大壩與溢洪道交接處出現(xiàn)滲水，頂部發(fā)生裂縫，長(zhǎng)12 m，寬0.5 cm，深1.5 m左右，2004年5月對(duì)大壩進(jìn)行護(hù)坡翻新。

3 結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)條件

目前水庫(kù)已淤積192萬(wàn)m3。經(jīng)復(fù)核后，水庫(kù)壩頂高程964.3 m，不滿(mǎn)足300年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工程現(xiàn)狀和現(xiàn)行規(guī)范對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。

3.2 大壩壩坡穩(wěn)定復(fù)核

康、乾二帝南巡所游景觀是如何分布的?筆者根據(jù)康乾南巡所游景觀詩(shī)及所題楹聯(lián)匾額，統(tǒng)計(jì)得出一級(jí)景觀目錄141個(gè)，二級(jí)景觀目錄299個(gè)，并以此為統(tǒng)計(jì)基數(shù)，根據(jù)江南各府分別擁有的景觀數(shù)量，分析康乾南巡旅游目的地的地位。

3.2.1 穩(wěn)定分析計(jì)算

依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，計(jì)算出壩坡穩(wěn)定工況為正常水位960.00 m時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定；設(shè)計(jì)洪水位962.09 m時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定。大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)

3.2.2 計(jì)算公式與計(jì)算斷面

壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算采納北京理正軟件開(kāi)拓公司編制的《穩(wěn)定計(jì)算分析軟件》，計(jì)算方法為計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普法。計(jì)算斷面選擇大壩主河槽最大斷面。

3.2.3 穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

水庫(kù)大壩為4級(jí)建筑物，依據(jù)規(guī)范，正常運(yùn)用前提下壩坡安全穩(wěn)定系數(shù)最低為1.25。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 大壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果

根據(jù)大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果，大壩上游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿(mǎn)足規(guī)范要求的允許最小安全系數(shù)，而大壩下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)在設(shè)計(jì)洪水位條件下均不滿(mǎn)足規(guī)范要求的允許最小安全系數(shù)，大壩存在抗滑穩(wěn)定問(wèn)題。安全等級(jí)為C級(jí)。

3.3 壩體變形分析評(píng)價(jià)

梁家灣水庫(kù)為均質(zhì)土壩，因大壩沒(méi)有設(shè)置觀測(cè)設(shè)備，故無(wú)變形監(jiān)測(cè)資料，大壩已運(yùn)行近50年，沉降趨于穩(wěn)定。2004年8月大壩和溢洪道交接處曾發(fā)生滲水現(xiàn)象，壩頂出現(xiàn)長(zhǎng)12 m、寬0.5 cm、深1.5 m左右的裂縫，2005年10月20日下挖1.5m沒(méi)有裂縫，經(jīng)夯實(shí)、回填處理，后未見(jiàn)異常。本次現(xiàn)場(chǎng)檢查未發(fā)現(xiàn)壩體裂縫。根據(jù)《導(dǎo)則》表應(yīng)為B類(lèi)壩。

3.4 其他建筑物結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

左溢洪道漿砌石邊墻部分坍塌，消力池底板損壞，泄水段底板無(wú)襯砌，經(jīng)復(fù)核，結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足穩(wěn)定要求；右溢洪道進(jìn)口段部分護(hù)襯，出口段無(wú)護(hù)襯，溢洪道的結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)；輸水洞洞頂洞壁有裂縫，洞壁四周有滲水。

左溢洪道結(jié)構(gòu)復(fù)核:

堰基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按下列抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算：

式中：K——按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；

f′——堰基與接觸面上的抗剪斷摩擦系數(shù)，取0.8；

c′——堰基與接觸面上的抗剪斷凝聚力，10Pa，取0.6；

ΣW——作用于堰體上的所有荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分量，104N；

ΣP——作用于堰體上的所有荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分量，104N。

經(jīng)計(jì)算，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為3.5大于3.0，滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定要求。

3.5 結(jié)構(gòu)安全綜合評(píng)價(jià)

經(jīng)復(fù)核，大壩上游壩坡抗滑安全穩(wěn)定系數(shù)滿(mǎn)足規(guī)范要求，大壩下游壩坡抗滑安全穩(wěn)定系數(shù)不滿(mǎn)足規(guī)范要求。左右溢洪道結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。輸水洞洞身結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。

4 結(jié)論及建議

通過(guò)分析，根據(jù)相關(guān)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，梁家灣水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)為C級(jí)，屬病險(xiǎn)水庫(kù)。

為此建議：對(duì)大壩進(jìn)行加固處理；對(duì)左溢洪道進(jìn)行改建；右溢洪道加固處理，使水庫(kù)達(dá)到規(guī)范要求的洪水標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)輸水洞進(jìn)行改建；增設(shè)大壩安全監(jiān)測(cè)及管理、通訊設(shè)施；水庫(kù)改造需考慮本流域水庫(kù)群防洪安全、興利及調(diào)度的需要。

TV698.2+3

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1004-7042（2016）12-0038-02

李俊艷（1980-），女，2014年畢業(yè)于太原理工大學(xué)水利工程領(lǐng)域?qū)I(yè)，工程師。

2016-10-17；

2016-11-28