陸 健,楊子敬
(浙江樂清市淡溪水庫管理所,浙江 樂清 325600)
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淡溪水庫大壩結(jié)構(gòu)安全評價
陸健,楊子敬
(浙江樂清市淡溪水庫管理所,浙江 樂清 325600)
摘要:文章對淡溪水庫大壩上下游的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析評價,其分析結(jié)果表明:大壩下游一級壩坡局部穩(wěn)定安全系數(shù)為1.24,略小于規(guī)范要求值;上游面砂礫石保護(hù)層及混凝土蓋板穩(wěn)定安全系數(shù)均不滿足規(guī)范要求值,綜合分析來看,大壩下游各級壩坡基本能滿足局部穩(wěn)定要求,上游面壩坡過陡,砂礫石保護(hù)層不穩(wěn)定,另外上游層混凝土蓋板厚度不足,穩(wěn)定性不滿足要求。
關(guān)鍵詞:淡溪水庫;穩(wěn)定性;土石壩;大壩安全
1概述
淡溪水庫是一座以供水為主,結(jié)合防洪、灌溉等綜合利用的中型水庫。主要樞紐建筑物有攔河壩、溢洪道、泄洪洞等組成。樞紐平面布置見圖1。
圖1 樞紐平面布置圖
攔河壩:壩型為復(fù)合土工膜黏土斜墻砂殼壩,壩體采用兩布一膜防滲,基礎(chǔ)采用懸掛式混凝土防滲墻。最大壩高33.1 m;壩頂高程49.96 m,長420 m,寬6.8 m;混凝土防滲墻軸線總長305 m,厚80 cm,最大墻深41.18 m,平均墻深34 m;防浪墻高1.2 m,墻頂高程51.16 m。迎水面從壩頂?shù)綁文_,坡比依次為1∶2.0、1∶2.25;背水坡自上而下,坡比依次為1∶1.90、1∶2.46。大壩橫斷面見圖2,防滲墻頭部與土工膜聯(lián)接細(xì)部結(jié)構(gòu)見圖2。
圖2 大壩橫斷面
溢洪道:位于大壩右岸,進(jìn)口明渠未端控制段設(shè)三圓心駝峰堰,堰頂高程41.0 m,堰頂泄流由3扇弧形鋼閘門控制,寬6 m,高8.3 m,配三臺QXQ2×10T卷揚機(jī)啟閉機(jī),啟閉平臺高程53.76 m。閘室以下陡槽總長110 m,底寬18 m,未端設(shè)挑流鼻坎消能。鼻坎高程23.3 m,挑射角25°。
泄洪洞:位于大壩右岸,斷面呈馬蹄形,進(jìn)口底高程18.76 m,出口底高程15.16 m,洞長180 m。進(jìn)口閘門井安裝有3.2×4 m的工作閘門與事故檢修閘門。檢修平臺高程43.26 m,啟閉平臺高程52.26 m。進(jìn)口底部另有放空洞,斷面呈1.0×1.6 m橢圓形,進(jìn)水口底高程16.26 m,設(shè)置鋼筋混凝土閘門一扇,后部與泄洪洞合并。
2大壩安全評價觀測資料
2.1變形觀測資料分析
對于大壩的位移觀測點見表1。
表1 位移觀測點考證表
注:“+”表示距離壩軸線下游方向,“-” 表示距離壩軸線上游方向。
將各觀測點實測的沉降值隨著時間變化情況繪制成如圖3~5所示過程線,將各觀測點實測的水平位移值隨著時間變化情況繪制成如圖6~8所示過程線。
由圖可見:
1)從累計沉降過程線和位移過程線來看,各測點沉降波動較大,往往是前一次沉降較大,后一次沉降反彈,說明觀測誤差較大。
2)壩頂4個測點,從過程線看,沉降量總的趨勢在增加,由于波動較大,看不出明顯變緩的趨勢,從現(xiàn)場看,壩頂沉降變形也不是很明顯??偟膩砜?,經(jīng)過多年運行,壩頂變形不大,趨向穩(wěn)定[1]。
3)背水坡面高程36.26 m處4個測點,從過程線看,沉降波動較大,至2010年底,累計總沉降大約在17~30 mm,沉降總量較小。從現(xiàn)場看,該處變形較小。說明該處變形基本穩(wěn)定。
4)背水坡面高程22.26 m處4個測點,4個測點水平位移呈波動變化,其位移值基本在零點波動。從現(xiàn)場看,該處變形較小。說明該處變形基本穩(wěn)定。
從各測點的觀測結(jié)果來看,淡溪水庫變形觀測的測量誤差較大,但觀測結(jié)果總體反映了大壩壩頂及背水坡變形較小,整體基本穩(wěn)定。
圖3壩頂測點累計沉降歷年過程線圖
圖4 下游坡36.26高程處4個測點累計沉降過程線圖
圖5 下游坡22.26程處4個測點累計沉降過程線
圖6 壩頂4個測點水平位移歷年過程線圖
圖7 下游坡36.26高程處4個測點水平位移歷年過程線
圖8 下游坡22.26高程處4個測點水平位移歷年過程線
2.2壩坡局部穩(wěn)定復(fù)核
壩殼料按無黏性土考慮,按無黏性土坡的抗滑安全公式進(jìn)行了分析。在無滲流作用下的無黏性土坡計算公式為:
(1)
式中:φ為無黏性土的內(nèi)摩擦角;α為土坡坡角;Fs為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。當(dāng)壩殼料的內(nèi)摩擦角取33°時,tgφ=0.65。計算結(jié)果見表2。
表2 無黏性土坡穩(wěn)定計算成果表
由表2可見,除下游一級壩坡坡面局部穩(wěn)定安全系數(shù)為1.24,稍小于規(guī)范要求值,但考慮到從除險加固的施工情況看,原壩殼土含泥量較多,有一定的凝聚力,從現(xiàn)場情況看,大壩運行10余年,該壩坡也未發(fā)現(xiàn)有局部變形跡象,因此分析認(rèn)為該壩坡穩(wěn)定能滿足要求。其余上、下游壩坡坡面穩(wěn)定安全系數(shù)均>1.30,滿足規(guī)范要求。
3結(jié)論
淡溪水庫大壩上、下游壩坡的穩(wěn)定計算結(jié)果表明:上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)能滿足《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274—2001)要求。根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》(SL258—2000)中土石壩結(jié)構(gòu)安全性分級標(biāo)準(zhǔn),則為B級。壩坡、上游面保護(hù)層及護(hù)坡的局部穩(wěn)定分析結(jié)果表明:大壩下游一級壩坡局部穩(wěn)定安全系數(shù)為1.24,略小于規(guī)范要求值;上游面砂礫石保護(hù)層及混凝土蓋板穩(wěn)定安全系數(shù)均不滿足規(guī)范要求值,綜合分析來看,大壩下游各級壩坡基本能滿足局部穩(wěn)定要求,上游面壩坡過陡,砂礫石保護(hù)層不穩(wěn)定,另外上游層混凝土蓋板厚度不足,穩(wěn)定性不滿足要求。
參考文獻(xiàn):
[1]宋然.陸渾大壩壩基及東西壩頭滲透穩(wěn)定性分析[J].人民黃河.1990(05):17-19.
文章編號:1007-7596(2016)02-0036-03
[收稿日期]2015-10-28
[作者簡介]陸健(1974-),男,浙江樂清人,工程師;楊子敬(1980-),男,浙江樂清人,助理工程師。
中圖分類號:TV64;TV31
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B