类泥状碾压夹层对面板坝渗流及稳定的影响.pdf

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1、第46卷第7期人民长江Vo1．46，No．72015年4月YangtzeRiverApr．，2015文章编号：1001—4179(2015)07—0036—05类泥状碾压夹层对面板坝渗流及稳定的影响研究罗积满(中国华电额勒赛下游水电项目(柬埔寨)有限公司，北京100031)摘要：位于柬埔寨境内的额勒赛下游水电站面板堆石坝在堆石料碾压施工中，受多雨气候影响．在砂岩料的分层碾压层面问产生类泥状物质，形成5～10em厚的夹层6为了弄清类泥状物夹层对坝体渗流及稳定性的影响，对蓄水期、稳定运行期和泄洪期开展了三维渗流分析和二维坝坡稳定性分析。分析结果表明，类泥状物夹层对

2、大坝渗流场影响较小，但上游坝坡稳定安全系数有所降低，工程运行中需合理控制水位消落速率。关键词：类泥状物夹层；渗流场；坝坡稳定；面板堆石坝中图法分类号：TV641．43文献标志码：ADOI：10．16232／j．enki．1001—4179．2015．07．010l0～45m。1工程概况坝址区弱风化石英砂岩平均饱和抗压强度为77．2额勒赛下游水电站位于柬埔寨首都金边以西180MPa，属于坚硬岩；紫红色泥质砂岩平均饱和抗压强度km，国公省省会国公市以北20km的额勒赛河下游，为44．9MPa，属于中硬岩；紫红色泥岩天然状态下平分上、下二级电站。上电站(已建成试运行

3、)枢纽布置均抗压强度为11．5MPa，属于软岩；深灰色泥岩天然采用混凝土面板堆石坝+右岸溢洪道+右岸泄洪放空状态下平均抗压强度为6．15MPa，属于软岩；紫红色洞+左岸长引水系统+下游左岸地面厂房方案。正常砂质泥岩抗压强度大，平均小于30MPa，属较软岩。蓄水位为263．00m，死水位238．00m，面板堆石坝最综合分析，坝址区石英砂岩垂直层理饱和抗压强度一大坝高125m，电站装机容量为206MW。混凝土面板般都在60MPa以上，属于坚硬岩石，泥质砂岩饱和抗堆石坝坝顶高程266．00m，趾板河床建基面最低高程压强度一般40～60MPa，属中硬岩，泥岩类属软质岩

4、，为141．00m，坝轴线长428．8m，坝顶宽度8．7m。上坝址岩石总体属于软硬相间岩石。下游坝坡坡比均为1：1．4，上游坝坡采用钢筋混凝土坝料开采采用爆破施工。水电站附近25km范围面板防渗，面板厚度从0．3m渐变到0．65m。面板与内无区域性断裂通过，坝址5km范围内构造不发育。趾板间设周边缝，面板设垂直缝、不设水平缝。堆石坝填筑料控制参数如表1所示。填筑总量约340万m(压实方)，坝体填筑料主要为砂主堆石区和次堆石区堆石料采用新鲜的弱、微风岩料。化砂岩料，大坝堆石料在雨季填筑碾压过程中，由于振坝址区内分布晚古生界泥盆系一中生界白垩系地动碾、重型自卸车反

5、复碾压，分层碾压层面上出现类泥层及第三系玄武岩，其中侏罗系地层与三叠系地层假状物，见图1。经现场实测，类泥状物最大厚度达到5整合接触，地表广泛分布有第四系松散堆积层。～10cm左右，其力学参数较主次堆石料有所降低，且水库区地层岩性较单一，岩层近水平，岩性主要为无法清除干净，由此在坝体内部产生了软弱带。面板侏罗系中统石英砂岩、紫红色泥岩、泥质砂岩等。以砂堆石坝主要是由堆石体和防渗系统(防渗帷幕及混凝岩为主的砂岩岩组与以泥岩为主的泥岩岩组相间分土面板)组成，防渗系统是否起到了足够良好的防渗布，层位相对较稳定，相邻岩层均为渐变过渡，厚度约效果对于坝体安全稳定十分重要

6、¨；另一方面，目前收稿日期i2015—01—07作者简介：罗积满，男，高级工程师，从事海外水电项目建设、运营管理工作。E—mail：jiman—luo@chdhk．com第7期罗积满：类泥状碾压夹层对面板坝渗流及稳定的影响研究37面板堆石坝坝坡主要根据以往工程经验来进行设计，术要求。而坝坡稳定又是堆石坝整体稳定的核心。上述层坝址区基岩岩性主要为侏罗系中统石英砂岩、泥间类泥状物的存在可能对坝体渗透及坝坡稳定产生不岩，岩层近水平状。河床坝基为紫红色泥岩、夹泥质砂利影响，因此需开展类泥状物夹层对于坝体渗透及坝岩，基岩陡壁处多为砂岩。坡稳定性的专项分析，据此对大坝安全

7、性状进行评价。由于在饱和一非饱和渗流计算中所需用到的土一水特征曲线以及渗透系数函数，工程实验报告中并未提供，故本文选用Arya—Paris物理经验模型(该模型可根据土的干重度和颗粒级配曲线推得土一水特征曲线)算得土一水特征曲线。渗透系数函数则运用SEEP／W模块中自带的VG模型估算得到。由于自由面以上的夹层不会对渗流场产生影响，因此在建立三维模型时可以适当简化，只在坝体渗流图1碾压层面上类泥状物自由面附近设置夹层，然后运用二维渗流分析软件SEEP／W大致计算自由面的位置，从而进一步确定互2计算模型及参数层的位置。坝体分区和主要物理性质参数分别如图2和表2根据坝

8、址区地质勘探资料和大坝设计方案建立相所