淡溪水库大坝结构安全评价

陆　健，杨子敬

(浙江乐清市淡溪水库管理所，浙江 乐清 325600)



淡溪水库大坝结构安全评价

陆健，杨子敬

(浙江乐清市淡溪水库管理所，浙江 乐清 325600)

摘要：文章对淡溪水库大坝上下游的稳定性进行了分析评价，其分析结果表明：大坝下游一级坝坡局部稳定安全系数为1.24，略小于规范要求值；上游面砂砾石保护层及混凝土盖板稳定安全系数均不满足规范要求值，综合分析来看，大坝下游各级坝坡基本能满足局部稳定要求，上游面坝坡过陡，砂砾石保护层不稳定，另外上游层混凝土盖板厚度不足，稳定性不满足要求。

关键词：淡溪水库；稳定性；土石坝；大坝安全

1概述

淡溪水库是一座以供水为主，结合防洪、灌溉等综合利用的中型水库。主要枢纽建筑物有拦河坝、溢洪道、泄洪洞等组成。枢纽平面布置见图1。

图1　枢纽平面布置图

拦河坝：坝型为复合土工膜黏土斜墙砂壳坝，坝体采用两布一膜防渗，基础采用悬挂式混凝土防渗墙。最大坝高33.1 m；坝顶高程49.96 m，长420 m，宽6.8 m；混凝土防渗墙轴线总长305 m，厚80 cm，最大墙深41.18 m，平均墙深34 m；防浪墙高1.2 m，墙顶高程51.16 m。迎水面从坝顶到坝脚，坡比依次为1∶2.0、1∶2.25；背水坡自上而下，坡比依次为1∶1.90、1∶2.46。大坝横断面见图2，防渗墙头部与土工膜联接细部结构见图2。

图2　大坝横断面

溢洪道：位于大坝右岸，进口明渠未端控制段设三圆心驼峰堰，堰顶高程41.0 m，堰顶泄流由3扇弧形钢闸门控制，宽6 m，高8.3 m，配三台QXQ2×10T卷扬机启闭机，启闭平台高程53.76 m。闸室以下陡槽总长110 m，底宽18 m，未端设挑流鼻坎消能。鼻坎高程23.3 m，挑射角25°。

泄洪洞：位于大坝右岸，断面呈马蹄形，进口底高程18.76 m，出口底高程15.16 m，洞长180 m。进口闸门井安装有3.2×4 m的工作闸门与事故检修闸门。检修平台高程43.26 m，启闭平台高程52.26 m。进口底部另有放空洞，断面呈1.0×1.6 m椭圆形，进水口底高程16.26 m，设置钢筋混凝土闸门一扇，后部与泄洪洞合并。

2大坝安全评价观测资料

2.1变形观测资料分析

对于大坝的位移观测点见表1。

表1　位移观测点考证表

注：“+”表示距离坝轴线下游方向，“-” 表示距离坝轴线上游方向。

将各观测点实测的沉降值随着时间变化情况绘制成如图3～5所示过程线，将各观测点实测的水平位移值随着时间变化情况绘制成如图6～8所示过程线。

由图可见：

1)从累计沉降过程线和位移过程线来看，各测点沉降波动较大，往往是前一次沉降较大，后一次沉降反弹，说明观测误差较大。

2)坝顶4个测点，从过程线看，沉降量总的趋势在增加，由于波动较大，看不出明显变缓的趋势，从现场看，坝顶沉降变形也不是很明显。总的来看，经过多年运行，坝顶变形不大，趋向稳定[1]。

3)背水坡面高程36.26 m处4个测点，从过程线看，沉降波动较大，至2010年底，累计总沉降大约在17～30 mm，沉降总量较小。从现场看，该处变形较小。说明该处变形基本稳定。

4)背水坡面高程22.26 m处4个测点，4个测点水平位移呈波动变化，其位移值基本在零点波动。从现场看，该处变形较小。说明该处变形基本稳定。

从各测点的观测结果来看，淡溪水库变形观测的测量误差较大，但观测结果总体反映了大坝坝顶及背水坡变形较小，整体基本稳定。

图3坝顶测点累计沉降历年过程线图

图4　下游坡36.26高程处4个测点累计沉降过程线图

图5　下游坡22.26程处4个测点累计沉降过程线

图6　坝顶4个测点水平位移历年过程线图

图7　下游坡36.26高程处4个测点水平位移历年过程线

图8　下游坡22.26高程处4个测点水平位移历年过程线

2.2坝坡局部稳定复核

坝壳料按无黏性土考虑，按无黏性土坡的抗滑安全公式进行了分析。在无渗流作用下的无黏性土坡计算公式为：

(1)

式中：φ为无黏性土的内摩擦角；α为土坡坡角；Fs为抗滑稳定安全系数。当坝壳料的内摩擦角取33°时，tgφ=0.65。计算结果见表2。

表2　无黏性土坡稳定计算成果表

由表2可见，除下游一级坝坡坡面局部稳定安全系数为1.24，稍小于规范要求值，但考虑到从除险加固的施工情况看，原坝壳土含泥量较多，有一定的凝聚力，从现场情况看，大坝运行10余年，该坝坡也未发现有局部变形迹象，因此分析认为该坝坡稳定能满足要求。其余上、下游坝坡坡面稳定安全系数均>1.30，满足规范要求。

3结论

淡溪水库大坝上、下游坝坡的稳定计算结果表明：上、下游坝坡抗滑稳定安全系数能满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)要求。根据《水库大坝安全评价导则》(SL258—2000)中土石坝结构安全性分级标准，则为B级。坝坡、上游面保护层及护坡的局部稳定分析结果表明：大坝下游一级坝坡局部稳定安全系数为1.24，略小于规范要求值；上游面砂砾石保护层及混凝土盖板稳定安全系数均不满足规范要求值，综合分析来看，大坝下游各级坝坡基本能满足局部稳定要求，上游面坝坡过陡，砂砾石保护层不稳定，另外上游层混凝土盖板厚度不足，稳定性不满足要求。

参考文献：

[1]宋然.陆浑大坝坝基及东西坝头渗透稳定性分析[J].人民黄河.1990(05)：17-19.

文章编号：1007-7596(2016)02-0036-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]陆健(1974-)，男，浙江乐清人，工程师；杨子敬(1980-)，男，浙江乐清人，助理工程师。

中图分类号：TV64；TV31

文献标识码：B