淡溪水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

陸　健，楊子敬

(浙江樂(lè)清市淡溪水庫(kù)管理所，浙江 樂(lè)清 325600)

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淡溪水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

陸健，楊子敬

(浙江樂(lè)清市淡溪水庫(kù)管理所，浙江 樂(lè)清 325600)

摘要：文章對(duì)淡溪水庫(kù)大壩上下游的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，其分析結(jié)果表明：大壩下游一級(jí)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(lái)看，大壩下游各級(jí)壩坡基本能滿足局部穩(wěn)定要求，上游面壩坡過(guò)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(kù)；穩(wěn)定性；土石壩；大壩安全

1概述

淡溪水庫(kù)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(kù)。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(jiàn)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(zhǎng)420 m，寬6.8 m；混凝土防滲墻軸線總長(zhǎng)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(jiàn)圖2，防滲墻頭部與土工膜聯(lián)接細(xì)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)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(tái)QXQ2×10T卷?yè)P(yáng)機(jī)啟閉機(jī)，啟閉平臺(tái)高程53.76 m。閘室以下陡槽總長(zhǎng)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(zhǎng)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(tái)高程43.26 m，啟閉平臺(tái)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(píng)價(jià)觀測(cè)資料

2.1變形觀測(cè)資料分析

對(duì)于大壩的位移觀測(cè)點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1　位移觀測(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的沉降值隨著時(shí)間變化情況繪制成如圖3～5所示過(guò)程線，將各觀測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的水平位移值隨著時(shí)間變化情況繪制成如圖6～8所示過(guò)程線。

由圖可見(jiàn)：

1)從累計(jì)沉降過(guò)程線和位移過(guò)程線來(lái)看，各測(cè)點(diǎn)沉降波動(dòng)較大，往往是前一次沉降較大，后一次沉降反彈，說(shuō)明觀測(cè)誤差較大。

2)壩頂4個(gè)測(cè)點(diǎn)，從過(guò)程線看，沉降量總的趨勢(shì)在增加，由于波動(dòng)較大，看不出明顯變緩的趨勢(shì)，從現(xiàn)場(chǎng)看，壩頂沉降變形也不是很明顯。總的來(lái)看，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)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(gè)測(cè)點(diǎn)，從過(guò)程線看，沉降波動(dòng)較大，至2010年底，累計(jì)總沉降大約在17～30 mm，沉降總量較小。從現(xiàn)場(chǎng)看，該處變形較小。說(shuō)明該處變形基本穩(wěn)定。

4)背水坡面高程22.26 m處4個(gè)測(cè)點(diǎn)，4個(gè)測(cè)點(diǎn)水平位移呈波動(dòng)變化，其位移值基本在零點(diǎn)波動(dòng)。從現(xiàn)場(chǎng)看，該處變形較小。說(shuō)明該處變形基本穩(wěn)定。

從各測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，淡溪水庫(kù)變形觀測(cè)的測(cè)量誤差較大，但觀測(cè)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(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降歷年過(guò)程線圖

圖4　下游坡36.26高程處4個(gè)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降過(guò)程線圖

圖5　下游坡22.26程處4個(gè)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降過(guò)程線

圖6　壩頂4個(gè)測(cè)點(diǎn)水平位移歷年過(guò)程線圖

圖7　下游坡36.26高程處4個(gè)測(cè)點(diǎn)水平位移歷年過(guò)程線

圖8　下游坡22.26高程處4個(gè)測(cè)點(diǎn)水平位移歷年過(guò)程線

2.2壩坡局部穩(wěn)定復(fù)核

壩殼料按無(wú)黏性土考慮，按無(wú)黏性土坡的抗滑安全公式進(jìn)行了分析。在無(wú)滲流作用下的無(wú)黏性土坡計(jì)算公式為：

(1)

式中：φ為無(wú)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(shí)，tgφ=0.65。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　無(wú)黏性土坡穩(wěn)定計(jì)算成果表

由表2可見(jiàn)，除下游一級(jí)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(xiǎn)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(chǎng)情況看，大壩運(yùn)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(kù)大壩上、下游壩坡的穩(wěn)定計(jì)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(jì)規(guī)范》(SL274—2001)要求。根據(jù)《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258—2000)中土石壩結(jié)構(gòu)安全性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，則為B級(jí)。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(jí)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(lái)看，大壩下游各級(jí)壩坡基本能滿足局部穩(wěn)定要求，上游面壩坡過(guò)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(hào)：1007-7596(2016)02-0036-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡(jiǎn)介]陸健(1974-)，男，浙江樂(lè)清人，工程師；楊子敬(1980-)，男，浙江樂(lè)清人，助理工程師。

中圖分類號(hào)：TV64；TV31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B