淡溪水庫大壩結構安全評價

陸　健，楊子敬

(浙江樂清市淡溪水庫管理所，浙江 樂清 325600)

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淡溪水庫大壩結構安全評價

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定性進行了分析評價，其分析結果表明：大壩下游一級壩坡局部穩定安全系數為1.24，略小于規范要求值；上游面砂礫石保護層及混凝土蓋板穩定安全系數均不滿足規范要求值，綜合分析來看，大壩下游各級壩坡基本能滿足局部穩定要求，上游面壩坡過陡，砂礫石保護層不穩定，另外上游層混凝土蓋板厚度不足，穩定性不滿足要求。

關鍵詞：淡溪水庫；穩定性；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：壩型為復合土工膜黏土斜墻砂殼壩，壩體采用兩布一膜防滲，基礎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。迎水面從壩頂到壩腳，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接細部結構見圖2。

圖2　大壩橫斷面

溢洪道：位于大壩右岸，進口明渠未端控制段設三圓心駝峰堰，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卷揚機啟閉機，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，進口底高程18.76 m，出口底高程15.16 m，洞長180 m。進口閘門井安裝有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。進口底部另有放空洞，斷面呈1.0×1.6 m橢圓形，進水口底高程16.26 m，設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，從現場看，壩頂沉降變形也不是很明顯。總的來看，經過多年運行，壩頂變形不大，趨向穩定[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。從現場看，該處變形較小。說明該處變形基本穩定。

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。從現場看，該處變形較小。說明該處變形基本穩定。

從各測點的觀測結果來看，淡溪水庫變形觀測的測量誤差較大，但觀測結果總體反映了大壩壩頂及背水坡變形較小，整體基本穩定。

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壩坡局部穩定復核

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為無黏性土的內摩擦角；α為土坡坡角；Fs為抗滑穩定安全系數。當壩殼料的內摩擦角取33°時，tgφ=0.65。計算結果見表2。

表2　無黏性土坡穩定計算成果表

由表2可見，除下游一級壩坡坡面局部穩定安全系數為1.24，稍小于規范要求值，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，從現場情況看，大壩運行10余年，該壩坡也未發現有局部變形跡象，因此分析認為該壩坡穩定能滿足要求。其余上、下游壩坡坡面穩定安全系數均>1.30，滿足規范要求。

3結論

淡溪水庫大壩上、下游壩坡的穩定計算結果表明：上、下游壩坡抗滑穩定安全系數能滿足《碾壓式土石壩設計規范》(SL274—2001)要求。根據《水庫大壩安全評價導則》(SL258—2000)中土石壩結構安全性分級標準，則為B級。壩坡、上游面保護層及護坡的局部穩定分析結果表明：大壩下游一級壩坡局部穩定安全系數為1.24，略小于規范要求值；上游面砂礫石保護層及混凝土蓋板穩定安全系數均不滿足規范要求值，綜合分析來看，大壩下游各級壩坡基本能滿足局部穩定要求，上游面壩坡過陡，砂礫石保護層不穩定，另外上游層混凝土蓋板厚度不足，穩定性不滿足要求。

參考文獻：

[1]宋然.陸渾大壩壩基及東西壩頭滲透穩定性分析[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

文獻標識碼：B