大壩基礎處理及壩坡穩(wěn)定分析研究

俞紅芬+邱麗萍

摘 要：本文針對斜心墻壩大壩壩基存在問題，用壓腳方案、放緩壩坡等不同的處理方法，對壩基、壩坡進行穩(wěn)定分析思考。

關鍵詞：大壩沖水庫；斜心墻壩；大壩基礎處理；壩坡穩(wěn)定分析

中圖分類號：TV541.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0124-01

1 工程概況

大壩沖水庫位于云南省陸良縣，水庫屬珠江流域西江水系。水庫現(xiàn)狀為一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主的?。?）型水庫，總庫容436萬m3，擴建后的大壩沖水庫為中型水庫，工程主要任務為提供農(nóng)村人畜飲水和農(nóng)業(yè)灌溉用水，總庫容2028萬m3。

2 大壩穩(wěn)定加固處理變更原因

大壩沖水庫擴建工程在大壩斜心墻基礎開挖施工過程中，上游壩基振沖區(qū)上側(cè)邊坡發(fā)生坍塌及蠕動變形，下游原老壩體邊坡發(fā)生變形開裂。設計單位通過對壩基現(xiàn)場取樣試驗，進一步復核壩基各層的物理力學指標，物理力學參數(shù)比原初步設計偏低，根據(jù)復核結(jié)果，大壩在部分工況中的安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求，需對大壩穩(wěn)定進行加固處理。

3 處理方案論證

3.1 大壩原初步設計概況

攔河壩在原有壩體上擴建加高，由于受地形限制，壩體擴建加高采用的是從上游面培厚加高壩體，壩型為粘土斜心墻風化料壩。大壩高49.0m，壩軸線長485.0m，壩頂寬6.0m，壩頂高程1883.0m。上游壩坡為1：2.2，下游馬道以上壩坡為1：2.0，馬道以下壩坡維持原壩體的平均坡度1：3.1。

3.2 大壩穩(wěn)定復核

上游振沖區(qū)中下部的粘土層（高程1836～1841m）在心墻壩基開挖過程中，振沖區(qū)上游側(cè)邊坡產(chǎn)生坍塌及蠕動變形。該區(qū)作為上游壩殼壩基，對壩坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。對開挖揭露的各土層取樣做室內(nèi)三軸試驗進行復核，該層土的相關物理力學參數(shù)見表1中的粘土層②③。

4 各填筑料的物理力學指標

壩體及壩基的各材料分區(qū)按實際情況選取，各分區(qū)材料的強度參數(shù)取自試驗室試驗成果及近似工程類比。對初步設計階段各項物理力學指標進行了相應的調(diào)整，大壩穩(wěn)定復核采用的各項物理力學指標見表1。

4.1 大壩穩(wěn)定復核成果

大壩穩(wěn)定采用剛體極限平衡穩(wěn)定計算分析方法，對壩體上、下游壩坡的抗滑穩(wěn)定性進行計算分析。按照土石壩設計規(guī)范的要求，考慮各種不同運行工況。壩體穩(wěn)定計算采用河海大學開發(fā)的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析程序Autobank6.1。

4.1.1 原設計大壩的穩(wěn)定分析及結(jié)論

根據(jù)原設計大壩穩(wěn)定分析計算，上游壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)在正常蓄水位+地震、死水位+地震及正常蓄水位緩降至死水位+地震等工況下不能滿足規(guī)范要求；下游壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)在設計洪水位+地震、正常蓄水位+地震及死水位+地震等工況下不能滿足規(guī)范要求，需要進行加固處理。

4.1.2 大壩壩坡穩(wěn)定加固處理方案

為了提高大壩上下游壩坡的穩(wěn)定性，對大壩進行加固處理。

4.2 上游壩坡處理

對上游壩坡主要有以下的加固處理方案：

（1）方案Ⅰ：壓腳方案。

維持原壩坡不變，對上游壩腳采用以風化料為主的壓腳處理方案。為了增加壓腳加固處理的效果，對圍堰上游河床地面（高程1849.3m）以下淤泥部分的壓腳體采用堆石體填筑，其余部位壓腳體采用風化料填筑。上游壓腳體頂部高程1854.9m，頂寬44.5m，坡度為1：2.2。

（2）方案Ⅱ：抗滑樁方案。

維持原壩坡不變，對原振沖處理的壩殼料基礎進行抗滑樁處理，由于處理部位為淤泥且較厚（最大約為13.0m），抗滑樁清挖難度較大，故不采用該處理方案。

4.3 下游壩坡處理

方案Ⅰ：結(jié)合下游壩趾區(qū)實際地形地質(zhì)條件和穩(wěn)定復核結(jié)果，對下游壩坡采取堆石料壓腳的處理方案。壓腳體的頂部為高程1859.0m（與響水壩東干渠渠頂平齊），頂部寬度為10.8m，坡度為1：1.5，采用厚度為40cm的干砌塊石護坡。

方案Ⅱ：后壩坡馬道以下維持原壩坡1：3.1；馬道以上為新建壩體，坡度為1：2，該部分壩坡放緩之后沒有馬道的位置，故該部位不能采用放緩壩坡的處理方案。

5 方案經(jīng)濟比較分析

經(jīng)過對不同處理方案的經(jīng)濟分析比較，上游壩坡壓腳處理方案（方案Ⅰ）增加投資為736.67萬元，上游放緩壩坡處理方案（方案Ⅱ）增加投資為1485.23萬元，壓腳處理方案較緩壩坡處理方案投資為748.56萬元。

6 加固后大壩穩(wěn)定復核

加固后的大壩穩(wěn)定計算采用河海大學開發(fā)的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析程序Autobank6.1，北京水科院自主開發(fā)的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析程序STAB2009進行了復核計算。根據(jù)對加固后大壩的穩(wěn)定分析計算，上下游壩坡的均滿足規(guī)范要求。

參考文獻

[1]《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274-2001）.