源口水库大坝除险加固设计张永进(浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州310002)摘要:源口水库大坝除险加固采用坝坡填筑料置换,解决上游坝坡在水位骤降期的坝坡稳定问题;在粘土心墙中设置混凝土防渗墙,提高坝体的渗透可靠性,为降低坝内混凝土防渗墙的拉应力,墙体采用低弹模混凝土;大坝除险加固施工期水库仍能蓄水发挥效益。介绍了该大坝除险加固设计中的技术处理与经验总结。关键词:土石坝;除险加固;混凝土防渗墙;源口水库中图分类号:TV223.4文献标识码:B文章编号:1008-701X(2005)03-0029-03收稿日期:2005-01-11作者简介:张永进(1972-),男,工程师,硕士研究生,主要从事水工结构与岩土工程设计工作。1工程概况源口水库位于浙江省武义县境内的熟溪上游,距武义县城21km,坝址集雨面积91km2,外流域引水24km2,多年平均径流量1.05亿m3。原拦河坝为粘土心墙砂壤土坝壳土石坝,坝高40.5m,总库容2390万m3。水库以灌溉、供水为主,兼顾发电、防洪、养殖等综合利用,工程于1968年开工建设,1978年建成受益。由于受当时建设条件的限制,工程建成后多年来一直“带病工作”。为保证水库下游的防洪安全及充分发挥水库的综合作用,需对水库进行除险加固。除险加固后,水库正常库容不变,坝体加高2.8m,以增加防洪库容,水库总库容2844万m3。除险加固后,水库功能调整为以防洪、灌溉为主,结合供水、发电等综合利用。2工程布置该工程拦河坝是在原粘土心墙土坝的基础上除险加固,并加高2.8m,以满足下游武义县城的防洪要求。除险加固后,最大坝高43.3m。溢洪道位于左岸,紧邻拦河坝,系拆除原溢洪道新建,共设3孔,最大泄量1359m3/s。发电输水隧洞布置在右岸,隧洞出口布置发电厂房,电站装机2.4MW。3拦河坝除险加固主要内容根据大坝安全技术鉴定,主要存在的问题有:①坝壳填筑料透水性及力学指标均较差,在水位骤降工况下,上游坝坡抗滑安全系数偏低,不满足规范要求;②坝体粘土心墙的密实度不均,心墙80%区域渗透系数偏大,同时存在墙体裂隙,威胁大坝的防渗安全。根据拦河坝存在的问题,需通过相应的工程措施提高大坝上游边坡的抗滑稳定性,提高坝体防渗体系的安全可靠性。4拦河坝上游坝坡加固设计4.1原上游坝坡抗滑稳定偏小原因分析原坝体上游坝壳主体系含砂砾粉质粘土填筑,土体的渗透系数较小,经钻孔取样试验,其渗透系数在5×10-4cm/s左右,在上游坝坡的迎水面设置了“三角形”分布的碎石压坡层,范围不大,底宽10m,向上逐渐尖灭。原坝上游坝坡较陡,从上而下分别为1∶2、1∶2.5、1∶3,仅在185m高程处设置一宽度为1.5m的马道。同时由于当时坝体施工采用“土法上马”,坝体密实度及其力学指标差,上游坝壳主体Ccu=23kPa,cu=14.9°。由于坝体的排水性差,在库水位骤降工况下,上游坝坡的浸润线高,由此产生的渗流力增大,同时由于坝体本身力学指标较差,导致上游坝坡在水位骤降工况下的抗滑安全系数偏低。经分析,原坝体在库水位从正常蓄水位骤降到溢洪道堰顶高程工况下,上游坝坡抗滑稳定安全系数K=1.18(毕肖甫圆弧滑动法,小于规范要求值[K]=1.30)。1980年溢洪道1孔闸门支腿断裂,库水下泄无法得到控制,库水位在24h骤降10.4m,大坝上游坝坡出现较大变形,这是上游坝坡在水位骤降工况下抗滑能力不足的事实证明。4.2上游坝坡加固设计提高土坝上游坝坡抗滑稳定安全系数的方法主要有[1]:①放缓上游坝坡坡比,或上游采用抛料填筑压坡;②改变坝体的材料特性,提高其力学强度或增加其透水性,使其对坝体的抗滑产生有益的效应。一般而言,可以利用坡顶削坡、坡底镇压、材料灌浆、材料置换等方法来提高上游坝坡的抗滑稳定安全系数;从坝体渗流角度,也可以提高库水位变化区域内坝体的透水性,降低库水位骤降期坝体·29·第3期总第139期2005年5月浙江水利科技ZhejiangHydrotechnicsNo.3TotalNo.139May2005的浸润线,从而达到减小渗透力、增大坝体抗滑能力的目的。源口水库担负着向武义县城提供生活、工业用水,及保证下游灌区灌溉的任务,在施工期水库不能放空,同时必须保证较好的水质。因此,不能采用上游填筑、放缓坝坡的方法来增加上游坝坡的稳定性。对该工程来说,主要存在上游坝坡在库水位骤降工况下抗滑稳定不足的问题,采用上游坝体材料置换的方法比较经济可行。经技术...
