文章编号:1007-7799(2221)02-0077-03
岭官水库强风化基岩坝段设计
蒋际贺
(福建兴禹建设工程设计有限公司,福建泉州362200)
摘要:岭官水库是一座以灌溉为主、兼顾供水等综合利用功能的小(2)型水库,坝型为C15混凝土重力坝,最大坝高39m。由于坝址左右岸风化深厚,弱风化顶板埋藏较深且较平缓,为减少土方开挖,节省工程投资,左、右端头采用混凝土重力坝与强风化中下部基岩相接,利用强风化基岩坝段最大坝高20.00m。
关键词:重力坝;强风化;基岩设计稳定
中图分类号:TV222文献标识码:B
1工程概况和设计特点
岭官水库坝址位于福建省清流县林畲乡岭官村上游约1.0km处,坝址以上流域面积2.85km2,水库总库容
57.31万m5,坝型为C1混凝土重力坝,是一座以灌溉为主、兼顾供水(备用水源)等综合利用功能的小(2)型水库,工程于2010年投入使用。坝顶高程569.00叫坝底高程551.00叫最大坝高39.00m。坝顶宽度为4.7叫长156.0叫上游面竖直,下游面坡度为1:0.75,折坡点高程为552.00m。坝体基础采用厚2.0m的C20素混凝土垫层。左、右坝端建基面均在高程577m处由弱风化基岩向强风化基岩过渡,利用强风化基岩坝段最大坝高27.00m。岭官水库工程等别为V等工程,建筑物级别均为5级,防洪标准按20a一遇设计,100a—遇洪水校核;20a—遇设计洪水位539.41m,下泄流量为38.03m5/s;102a—遇校核洪水位589.67m,下泄流量为49.78m5/s。
岭官水库大坝设计特点:由于两坝肩处弱风化基岩埋藏深,左、右坝端建基面均在高程577m处由弱风化基岩向强风化基岩过渡,利用强风化基岩坝段最大坝高20.00m。
2设计方案比选
地质勘探发现左岸强风化层下限埋深13.5-32.5m,右岸强风化层下限埋深1-22m。根据《混凝土重力坝设计规范》规定,坝高<56m时,可建在弱风化中部至上部基岩上。两岸地形较高部位的坝段,可适当放宽。设计过程中选取两种方案进行比较:方案一采用常规的弱风化基岩;方案二坝肩采用强风化基岩(最终选用方案)。
方案一:大坝坝顶高程599.77叫坝底高程551.07m,最大坝高39.07叫坝顶宽度7.7叫坝体上游面为竖
直面,下游面坡度为1:0.72,折坡点高程为536.07m;坝顶总长267m,其中左挡水坝长96m,右挡水坝长14m;溢洪道设在大坝中部堰顶高程58607叫共2孔,净宽1叫边墩宽2.7m。溢流堰面采用WES实用堰,堰顶高程为58&07m,与正常蓄水位齐平,堰体不挂闸,采用自由溢流的方式泄洪。溢洪道陡槽段坡度1:0.78,溢洪道末端反弧段半径为7m,挑射角25°,鼻坎高程为561.07m。下游消能方式采用挑流消能。
方案二:为减少土方开挖,节省工程投资,将大左、右与强风中
岩相接。经过多次试算调整,左、右坝端建基面均在高程577m处由弱风化基岩向强风化基岩过渡,利用强风化基岩坝段最大坝高22.02m。与方案一相比大坝断面尺寸不变,坝肩坝段利用强风化基岩后坝顶长度缩短42%,坝顶总长16m,其中:左挡水坝长
[收稿日期]2021-71-16
[作者简介]蒋际贺(186-),男,福建尤溪人,工程师,从事水利水电工程工作
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65m,右挡水坝长74m 。
两种方案的下游立视图见图1和图2o
图1方案一下游立视图
图2方案二 下游立视图(采用方案)
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f r f f w s  O S OO M R O W W
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表1两种方案投资比较表
名称
最大高
/m
顶长度/m
方挖体可投
/
泮元
备注
/泮m 3
/泮m 3
方案一35.622412.50
伊东美咲9.17
6126. 55方案二
35.6
172
12. 97
2. 69
2595.49
方案
两种方案投资比较见表9从表1可以看出,采
段 强风 岩节省投资约27%,经济
效益显著。
3大坝应力和稳定分析
3- 1计算方法和工况
根据 设计相关规范,5 应以
材料 和刚体极
衡法进行计算,采用《混凝
设计规范》SL39 - 2605中的计算公式:坝
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稳定按
强度公式进行计算2 戦面
进行 应 计 。
根据《《
设计规范》SL39 -2065有
关条款2
稳定、应力计算时取正常蓄水
、设计洪水位、校核洪水位和竣工期5种计算工况
进行计 。
3.2计算参数的取值
游校核洪水位589.67叫相应下游水位
559. 67m ;上游设计洪水位552. 41m ,相应下游水位 550. 46m ;正常蓄水位589 06m ;淤砂高程:576. 06m ;
强风化基岩
强度:f'=6.6,c ,=6.3;坝体材料
容重:23.5kN/m3 ;坝高22.2 m ,渗压强度系数
取 6. 37 o 3.3计算结果
经计算,各种工况下的坝体稳定、应力结果见表
2o 从计算结果可知,挡水坝段在各种计算工况坝体
稳定及应 满足规范要求。仅竣工期坝趾出现
6kPa 的拉应力,< 规范允许6. 1MPa 的主拉应力,满
足要求。
表2坝肩稳定、应力计算成果表
荷载
组合
工况
底应a y /kPa 安全系数K '
游侧
游侧计允许值基本
正常蓄水位
175242
4.17
7.0组设计洪水位59
369
7.55
7.0
特殊校核洪水位
&369  5.50
2.5
597
-2
4坝段侧向稳定计算
将坝段分成5个坝块,采用刚体极限平衡“等K  值法”原理进行侧向稳定计算,计算时 相临坝块 之间存在相互 ,试算出使5 块 稳定
安全度相同的相互 6个坝块的
数的
和与 数的 为整 段的 安全系
数计 成果。 段分块见图 3。
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(第49卷)Heilonnmna Hyyraalic Science and Technoloyy(Tomi No09)
计算公式:
1)作用力函数
S(.)=y Sp2+(S W Rl si.n/3,-Q,COS(/3,-a)y
(1)
2)数
S(•)=f Rl(S W Rl cos L,+Q/n(,-a
-s〃r)+C[r A r,(2)
3)抗滑稳定安全系数教师节短信祝福语
K'=R(・)S(・)(3)式中:为坝块的编号;Q,为坝块间的相互作用力,kN,S Q,=7;a为与水平面的,。,取7 (按偏安全);S W r,为(扬压力除1N;S W p,为向下游水,kN;S W“扬压力,2N;;,为坝块基础面倾角,;A r,为坝块的断面面积,m2。
次计算,弱风化基岩:f'=7.85,=6.7;强化基岩f=7.6,e,=7.3;斜坡上摩擦系数性能折减系数取7.70,斜坡上凝聚力性能折减系数取7.9o经计算,工况3侧向稳定安全系数K'=3.75,工况2:K'=3.47,工况3:K'=3.4,均满足规范要求。
7坝基处理
坝体基础采用厚2.7m的C20混凝土垫层,垫层混凝土浇筑至上下游侧开挖边坡。由于两岸坝端坝为强风化中岩石,为调整该部分坝段基岩整体衡1层底置一层①25钢筋。
筋间、排距均为49cm,并筋延伸2m至弱风化岩的层。
址区坝基岩体节理和隐节理发育,开挖对岩体较明显的,为提高;岩体的整体强度和抗变形,对进行全面固结。强风岩固结孔孔深5m,孔距2叫呈梅花形布置。
帷幕度根据相对隔水层的分度况确定,由工程坝高较低,因此设置一排帷幕孑L,孔距2.2m,帷幕入相对隔水层(q< 5Ln)以下3m o为有效渗漏通道,根据两岸地下水位线和相对隔水层线的分况,结■虑两岸风厚,地下水位线埋藏较深,帷幕延伸至正常蓄水位与地下水位相。,防渗帷幕向左岸延伸1m,右岸延伸53m,岸坡防渗帷幕从现地孑屮「2。
5结语
刘瑞瑞
阅兵几年举行一次1)段坝高较小,强风化基岩可满足稳定和要求。当弱风化岩埋藏较深时,可强风岩以节省投资。
2)1较陡时,可加大宽度以满足坝段侧向稳要求。
3) 当坝高较小时,通过固结灌浆和帷幕灌浆可满足强风的渗流及整体稳定要求。
参考文献:
[3张立华、程素珍、郑连成,土基重力坝的地基防渗与抗滑稳定问题[J].人民黄河,2000(04):34-35.
[2]洪永文6倾斜坝段的侧向稳定分折[J].云南
水力发电,1990(01):-8.
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