DOI :10. 3969/ j. issn. 1671 - 6221. 2010. 01. 011
中图分类号: TV139. 14 文献标识码:A 文章编号:1671-6221 (2009) 04-0030-03
Seepage safety analysis and appraisal of Huanglu Reservoir
WANG Ding2lin , XIONG Zhu2Yang
Abstract :This paperuses the fiNIte element procedure and carries on the transfusion stable analysis computation to the Huanglu reservoir , Then according to“reservoir dam safety eva luation guidance”, synt hetic eva luation of seepage security of reservoir is given.
Key words :Huanglu Reservoir ; impervious performance ; critical gradient
0 引言
根据黄麓水库大坝安全监测资料、采用渗流有限元程序,对大坝的渗流稳定进行了分析,结论认为渗流在下游坝坡的出逸点偏高,放水涵的防渗长度不满足规范要求,放水涵是圬工结构,施工质量差,存在形成渗流通道的可能性,目前漏水现象严重。建议加强对大坝安全的监测,并及时对监测资料进行整理和分析。
1 存在主要问题
存在的主要问题如下:
(1) 坝体质量差。大坝坝顶高程不足,未达设计要求,局部坝坡坡比不足,清基不彻底,坝体筑坝质量差,部分坝段存在散浸。
(2) 溢洪道冲刷严重。溢洪道浆砌块石底板冲刷严重,表面抹面砂浆严重剥落,风化毁坏,现状溢洪道底板的防冲能力不足。
(3) 放水涵渗漏。浆砌石圬工结构放水涵涵高水位时渗漏严重,运行近50 年,砌缝砂浆因老化和水流冲刷,普遍存在砂浆脱落现象。
2 渗流分析
2. 1 坝体及坝基土料抗渗性能分析
根据地质报告,坝体填筑土料主要为含人工填土及粉质壤土;坝基主要为灰岩层。本文归纳各土样的试验成果,并按照有关公式计算分析坝体及坝基土的抗渗稳定性能。
2. 2 坝体渗透破坏类型和临界坡降的计算
利用本次勘探试验成果,利用规范推荐的方法,对坝身填土的渗透变形类型及渗透破坏可能性进行判别。按照文[ 6 ]土的渗透变形判别方法,符合下列条件则为流土破坏,反之,为管涌破坏。
流土型土采用下式计算上的临界水力坡降
Jcr = ( Gs - 1) (1 - n)
管涌型土采用下式计算土的临界水力坡降
各土层允许渗透坡降[J ]以土的临界坡降除以210 的安全系数,通过对坝身填土的渗流临界坡降计算,判断破坏类型为流土。
213 渗流稳定计算
(1) 计算断面选取。综合考虑居巢区黄麓水库地形地貌,坝身高度及坝基、坝身填土条件、汛期曾发生滑坡险情处等因素,进行大坝渗流稳定复核计算时,选取大坝中间部位1 个代表断面作为计算断面。
(2) 计算参数选取。采用文[ 7 ]地质报告,根据各土层渗透试验及钻孔土层出露的综合分析,取各土层的渗透系数值如表1 所列。
表1 坝身土体渗透系数取值
(3) 大坝渗流稳定计算。采用渗流有限元程序进行坝身及坝基的渗流计算。计算工况在稳定渗流期分正常运用和非正常运用2 种情况组合,主要计算工况和上下游水位如表2 所列。
表2 稳定渗流期的坝坡稳定计算工况和水位
黄麓水库地基处各层土质渗透系数相差很小,可以认为黄麓水库大坝为均质土坝。根据文[ 8 ]进行堤身及堤基的渗流计算。
透水地基上均质土堤堤内坡面及堤脚处渗流比降,按下游无水公式进行渗流稳定计算,代表断面在各种情况坝坡出逸坡降值如表3 所列。
表3 稳定渗流情况下大坝计算渗透坡降值
计算结果表明: ①地质报告中坝身为人工填土及粉质壤土,坝基为灰岩。根据规范要求,人工填土、粉质壤土及灰岩在其出口段允许坡降,水平应为0115～0135 ,取为0115 ,垂直应为015～016 ,取为015 。计算渗透坡降小于允许坡降值,满足规范规定。②由于坝体土层渗透性较强,在正常及非常运用时,坝体内浸润线偏高,下游坝面出逸点高程亦较高。
针对以上情况,对渗漏及散浸较严重的坝段,特别是发生过险情及不满足规范规定的允许值的坝段,应采取工程措施予以处理。
(4) 放水涵渗流稳定计算。现状放水涵进口底板高程为23160m ,根据其所在的坝身位置,其防渗总长度应为2610m。按设计规范要求,基底防渗长度应大于公式计算的L 值。经计算L = 32134m ,现有基底防渗长度26m小于设计要求,不满足防渗要求。
3 结束语
经渗流计算,放水涵计算的防渗长度不满足规范要求。放水涵是圬工结构,施工质量差,存在形成渗流通道的可能性,目前漏水现象严重。因此,根据上述情况,依据文[ 3 ]规定,水库大坝渗流安全性级别应定为C 级。
[参考文献]
[ 1 ] SL252 - 2000 ,水利水电工程等级划分及防洪标准[ S] .
[ 2 ] GB50201 ,防洪标准[ S] .
[ 3 ] SL258 - 2000 ,水库大坝安全评价导则[ S] .
[ 4 ] GB18306 - 2001 ,中国地震动参数区划图[ S] .
[ 5 ] SL265 - 2001 ,水闸设计规范[ S] .
[ 6 ] GB50287 - 99 ,水利水电工程地质勘探规范[ S] .
[ 7 ] 巢湖市水利勘测院. 黄麓水库除险加固岩土工程勘察报告[ R] ,2008.
[ 8 ] GB50286 - 98 ,堤防工程设计规范[ S] .
作者简介:王定林(1957 - ) ,男,安徽巢湖人,工程师,从事工程管理工作。
