壁山東岳水庫工程研究

劉海婷

摘 要：擬建水庫河流陶家溝屬長江水系璧南河二級支流，水庫壩址下游為柯家橋水庫回水范圍，水庫占用部分柯家橋水庫庫容。壩址左岸為新建的璧山縣人民廣場，右岸有城市主干道黛山大道相通，交通便利。水庫正常蓄水位294.5m、校核洪水位295.39m，相應(yīng)庫容分別為30.67萬m3、39.00萬m3，擋水建筑物為C15埋石混凝土重力壩，最大壩高21.75m。本工程為Ⅴ等小（2）型工程。擋水建筑物、泄水建筑物等主要建筑物等級為5級，消能防沖及其它次要建筑物為5級，臨時建筑物為5級。

關(guān)鍵詞：東岳水庫；最大壩高；穩(wěn)定計算；應(yīng)力分析

1 前言

璧南河系長江北岸一級支流，發(fā)源于重慶市璧山縣大路鎮(zhèn)，東轉(zhuǎn)南流，過鹽井河水庫，經(jīng)璧山縣城璧城鎮(zhèn)，過來鳳鎮(zhèn)，入江津區(qū)境，右納九龍河。匯合口以下始稱璧南河，曲折南流至油溪鎮(zhèn)北，匯入長江。全流域集水面積1060km2，河長95km。

東岳水庫壩址位于璧山縣璧城街道陶家溝上，位于已建的演武橋上游約60m處，陶家溝為璧南河右岸二級支流，楠木溝一級支流。楠木溝全流域集雨面積為9.10 km2，河長5.70km，發(fā)源于來龍場，由西向東流經(jīng)蔡家灣、李家橋，于正南村納右支溝陶家溝，在璧山縣文星橋處匯入璧南河。

陶家溝發(fā)源于璧山縣團(tuán)堡村橫斷山，東北流過長大田、二喜橋、演武橋、萬壽橋等地后入柯家橋水庫（西湖水庫）后，再匯入楠木溝。陶家溝全流域面積3.27km2，河道長度2.81km，河道平均比降8.99‰。

東岳水庫位于柯家橋水庫（西湖水庫）庫尾河段，壩址以上集雨面積2.53km2，河道長度2.01km，河道平均比降9.88‰。

2 工程方案

本工程主要建筑物由壩樞擋水建筑物、泄水建筑物、放水建筑物組成。

擋水建筑物為埋石混凝土重力壩，其特征水位：水庫正常蓄水位為294.50m，設(shè)計洪水位295.20m，校核洪水位295.39m。根據(jù)壩址的地形地質(zhì)條件和場地周圍建筑物及景觀要求，擬定壩軸線位置，左岸端點(diǎn)（K1）坐標(biāo)為：X=70427.164，Y=28896.085；右岸端點(diǎn)（K2）坐標(biāo)為：X=70569.503，Y= 28827.619（坐標(biāo)為當(dāng)?shù)鬲?dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)）。最低建基面高程274.50m，壩頂高程296.25m，最大壩高21.75m。壩頂全長157.95m，壩體由8條橫縫分為9個壩段，其中1#、2#、3#壩段位于人民廣場回填地坪以下。

溢流壩段布置于河床5#和6#壩段，由1個開敞式溢流表孔組成，孔寬30m。堰體采用實(shí)用堰，堰頂高程294.50m。堰頂寬2m，上游為圓角，半徑0.5m。最大下泄流量為39.90m3/s，溢流堰相應(yīng)單寬流量為1.31m3/（s·m）。

溢流壩段下游設(shè)消力池，長6m，寬30m，末端設(shè)消能坎，坎高0.6m。消力池邊墻為直墻，高2.3m，寬1.2m。

放水建筑物主要用于放空，選用壩體埋管的形式，位于壩0+097.05處，放水管管徑DN1000，放水管進(jìn)口中心高程為290.00m，放水管于壩后采用工作閘閥控制，閘閥控制平臺高程為287.70m。控制平臺之后，放水管接入消力池。

3 設(shè)計及計算

3.1 壩頂高程的確定

根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》（SL 319-2005）8.1.1的規(guī)定：混凝土重力壩壩頂高程應(yīng)根據(jù)正常蓄水和校核洪水兩種運(yùn)用情況確定。

壩頂超高按《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》（SL 319-2005）81.1的規(guī)定計算確定。

壩頂安全超高：△h=hb+hZ+hc

計算最大壩頂高程由設(shè)校核水情況確定，其計算最大壩頂高程為296.246m，最終確定壩頂高程為296.25m。

3.2 大壩抗滑穩(wěn)定分析

柯家橋水庫正常水位290.00m，校核洪水位290.18m，汛限水位286.60m，本工程下游地面高程288.30m。

重力壩沿建基面的抗滑穩(wěn)定按按抗剪強(qiáng)度公式和抗剪斷公式，應(yīng)力分析采用材料力學(xué)方法計算。①力壩沿建基面的抗滑穩(wěn)定按抗剪公式如下：Ks= ΣΣ.PUWf）（

上式中：Ks—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；

f—滑動面上的抗剪摩擦系數(shù)；W—作用于計算截面以上壩體的全部荷載對滑動平面的法向分值，KN；U—揚(yáng)壓力，KN；ΣP—作用于計算截面以上壩體的全部荷載對滑動平面的切向分值，KN。

通過計算分析水庫蓄水至正常水位，下游為柯家橋水庫尋限水位時為最不利工況，由上表計算結(jié)果可知：正常蓄水和設(shè)計洪水位情況，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于3.0，校核洪水位情況壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)大于2.5；地基最大應(yīng)力也不超過地基允許承載力。故壩基應(yīng)力和壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)論及建議

（1）璧山縣東岳水庫工程是一座以提升城市景觀形象為主兼顧城市防洪的小型水利工程，東岳水庫正常蓄水位294.5m、校核洪水位295.50m，相應(yīng)庫容分別為30.67萬m3、39.00萬m3。本工程為Ⅴ等小（2）型工程。擋水建筑物、泄水建筑物等主要建筑物等級為5級，消能防沖及其它次要建筑物為5級，臨時建筑物為5級。

（2）水庫擴(kuò)建后成庫條件較好，不存在向周邊鄰谷及庫盆的滲漏；水庫岸坡未見滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，水庫自然庫岸穩(wěn)定性較好；水庫無淹沒、浸沒問題；水庫淤積問題不突出；水庫發(fā)生誘發(fā)地震的可能性小。

（3）東岳水庫正常蓄水位294.5m、校核洪水位295.50m，相應(yīng)庫容分別為30.67萬m3、39.00萬m3，主要建筑物由壩樞擋水建筑物、泄水建筑物、放水建筑物組成。擋水建筑物為C15埋石混凝土重力壩，最大壩高21.75m。

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