河口村水庫(kù)面板堆石壩沉降時(shí)效特性研究

魏小平 建劍波 翟 巍 張會(huì)娟

(1.河南省河口村水庫(kù)工程建設(shè)管理局，河南 濟(jì)源 454650；2.北京建工四建工程建設(shè)有限公司，北京 100075； 3.中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，北京 100101)

·水利工程·

河口村水庫(kù)面板堆石壩沉降時(shí)效特性研究

魏小平1建劍波1翟 巍2張會(huì)娟3

(1.河南省河口村水庫(kù)工程建設(shè)管理局，河南 濟(jì)源 454650；
2.北京建工四建工程建設(shè)有限公司，北京 100075； 3.中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，北京 100101)

通過(guò)對(duì)河口村水庫(kù)面板堆石壩沉降時(shí)效特性分析，探討了壩基、壩體、大壩整體沉降變形特性，指出三者的沉降變形與壩基地質(zhì)條件、填筑高程及時(shí)間密切相關(guān)，隨著堆石壩壩高逐漸增加，最大沉降量約占?jí)胃叩?.72%，整體沉降變形量符合一般土石壩沉降變形規(guī)律。

水庫(kù)，面板堆石壩，沉降，時(shí)效

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)隨著迅猛發(fā)展，水利工程進(jìn)入建設(shè)高峰，遇到的工程地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜。面板堆石壩是土石壩的三大壩型之一，具有投資省、工期短、施工簡(jiǎn)便、安全可靠、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，極具應(yīng)用前景的一種壩型。對(duì)于面板堆石壩在工程應(yīng)用中，經(jīng)常遇到的工程問(wèn)題是覆蓋層越來(lái)越厚、面板高度越來(lái)越高。基于此，本文依托河口村水庫(kù)工程，系統(tǒng)地研究大壩沉降變形時(shí)效特性，為施工提供技術(shù)支撐，為大壩沉降研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 工程概況

河口村水庫(kù)位于黃河一級(jí)支流沁河最后一段峽谷出口處，下距五龍口水文站約9 km，屬河南省濟(jì)源市克井鎮(zhèn)，是控制沁河洪水、徑流的關(guān)鍵工程，也是黃河下游防洪工程體系的重要組成部分，工程規(guī)模為大(2)型，工程等級(jí)為Ⅱ等，由混凝土面板堆石壩、1號(hào)泄洪洞、2號(hào)泄洪洞、引水發(fā)電洞、溢洪道及水電站等組成，其中混凝土面板堆石壩壩基為深厚覆蓋層粘性土，壩體采用上游為級(jí)配料、下游為非級(jí)配料填筑。

壩基覆蓋層一般厚度30 m，巖性為含漂石及泥的砂卵石層，夾4層連續(xù)性不強(qiáng)的粘性土及若干個(gè)砂層透鏡體。

2 工程監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

結(jié)合深厚覆蓋層、大壩壩型和填料性狀，在壩基設(shè)置一條水平固定測(cè)斜儀，在壩體不同高程布置三條振弦式沉降儀，用于監(jiān)測(cè)壩基和壩體的沉降變形。其監(jiān)測(cè)布置示意圖見(jiàn)圖1。

3 監(jiān)測(cè)成果分析

3.1 壩基沉降特性

在大壩0+140斷面173 m高程處埋設(shè)了一套從上游到下游貫通的水平固定測(cè)斜儀，按照每隔5 m,6 m和7 m等間距布置了63支水平固定測(cè)斜儀，用于監(jiān)測(cè)350多米的壩基沉降。其監(jiān)測(cè)成果見(jiàn)圖2和圖3。

從圖2和圖3可見(jiàn)，隨著填筑高程和時(shí)間增加，壩基沉降逐漸增加。填筑至225 m高程時(shí)，最大沉降變形為461 mm(D0-182)；填筑至240 m高程時(shí)，最大沉降變形為651 mm(D0-51)；填筑至286 m高程時(shí)，最大沉降變形為789 mm(D0-51)；填筑至286 m高程靜置后，沉降變形在-5 mm～15 mm之間波動(dòng)。沉降變形與壩基地質(zhì)條件、堆石料填筑方式等有關(guān)，較符合一般土石壩變形特性。

3.2 壩體沉降特性

在大壩壩體0+140斷面221.5 m，241.5 m和260.0 m高程各埋設(shè)1套振弦式沉降儀，其監(jiān)測(cè)成果如圖4和圖5所示。

從圖4和圖5可見(jiàn)，隨著填筑高程和時(shí)間增加，壩體沉降逐漸增加。壩體0+140斷面221.5 m，241.5 m和260.0 m沉降變形分別為502.0 mm，424.5 mm和238.1 mm。

3.3 大壩沉降特性

綜合分析壩基和壩體沉降變形，將大壩D0+140斷面布置的水平固定測(cè)斜儀、振弦式沉降儀所監(jiān)測(cè)的沉降變形整體整編分析，大壩沉降變形分布曲線見(jiàn)圖6。

從圖6可見(jiàn)，壩基最大沉降800 mm(D0-36)，壩體最大沉降447 mm(D0+82)，大壩整體最大沉降1 097 mm(D0-46)。河口村水庫(kù)工程堆石壩最大壩高112 m，壩基最大覆蓋層厚度40 m。綜合考慮大壩高度，現(xiàn)階段大壩整體最大沉降量約占?jí)胃叩?.72%，整體沉降變形量符合一般土石壩沉降變形規(guī)律。

4 結(jié)論及建議

1)壩基、壩體、大壩整體沉降變形，與壩基地質(zhì)條件、填筑高程及時(shí)間密切相關(guān)，隨著堆石壩壩高逐漸增加，覆蓋層越厚，沉降變形有所滯后，但沉降速率降幅較大。

2)大壩最大沉降量約占?jí)胃叩?.72%，整體沉降變形量符合一般土石壩沉降變形規(guī)律。

[1] 邵 宇，李海芳，鄧 剛.面板堆石壩面型特性[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2011.

[2] 艾 斌.混凝土面板堆石壩變形及監(jiān)測(cè)問(wèn)題[J].大壩與安全，1996(19)：25-26.

[3] 黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司.河南省河口村水庫(kù)工程下閘蓄水安全鑒定設(shè)計(jì)自檢報(bào)告[R].2014.

[4] 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院.河南省河口村水庫(kù)工程下閘蓄水安全鑒定安全監(jiān)測(cè)自檢報(bào)告[R].2014.

Study on the settlement time property of Hekou village reservoir concrete faced rockfill dam

Wei Xiaoping1Jian Jianbo1Zhai wei2Zhang Huijuan3

(1.HenanHekouVillageReservoirEngineeringConstructionManagementBureau，Jiyuan454650,China;2.BeijingJingFourthConstruction&EngineeringCo.,Ltd,Beijing100075,China;3.InstituteofRemoteSensingandDigitalEathChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China)

According to the time effect analysis of settlement at concrete faced rock-filled dam at Hekou village reservoir, the paper explores the deformation features of general settlements at dam base, dam and great dams, and points out the close relationship among the settlement deformation, the geological conditions of dam base, filling elevation and time effect, and indicates it gradually increases along with the added dam height of the rock-filled dams and the maximum settlement volume takes up about 0.72% of the dam height, so the general settlement and deformation volume adheres to the common settlement and deformation law of rock dams.

reservoir, concrete faced rock-filled dam, settlement, time effect

2015-02-05

魏小平(1967- )，男，高級(jí)工程師； 建劍波(1981- ),男，工程師； 翟 巍(1982- )，男，工程師； 張會(huì)娟(1979- )，女，助理研究員

1009-6825(2015)12-0215-03

TV697

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