某水库除险加固设计探讨.pdf

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1、某水库除险加固设计探讨刘周辉(湖南省水利水电机械施工公司，湖南长沙410007)摘要：本文简单地介绍了某水库的现状及加固设计，可供类似工程参考。关键词：加固设计；土坝；溢洪道；稳定计算；水力计算中图分类号：Tv223文献标识码：B文章编号：1672—4011(2011)03—0296—021水库现状某水库是一座以防洪、灌溉、城市供水为主的兼顾发电、养鱼的综合利用水利枢纽工程。工程始建于2007年，2008年11月基本竣工。水库当时的设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为200年一遇，设计洪水位为139．00m

2、，校核洪水位为141．76m。最大库容0．91亿m3，水库控制流域面积410姘。工程主要由拦河坝、溢洪道、输水溷、电站等建筑物组成。水库主坝为粘土心墙坝，坝顶高程为142m，最大坝高414m。水库设3孔溢洪道，总净宽30m。但是由于受当时一些因素的影响，竣工后存在的问题较多，工程标准低，施工质量差。2010年进行续建，续建后水库设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇，设计洪水位为140．45m，校核洪水位为143．70m，最大库容为1．012亿m3。1986年，根据水电部颁发的《水利水电枢纽工程等

3、级划分及设计标准》，对该工程进行了提高标准的安全加固设计，加固设计的设计洪水标准为200年一遇，校核洪水标准为10000年一遇，设计洪水位为141．00m。校核洪水位为144．90111，最大库容为1．08亿m3。坝顶高程增加到145．0m，新增建了第二溢洪道。但由于种种原因，大坝只抛填了部分块石，第二溢洪道尾渠没有修建，险库险情没有解除。由于历史原因，水库经过了许多次的改建加固，而每次改建加固都没有彻底解决水库存在的隐患，拦河坝、溢洪道、输水洞、电站等水库枢纽的组成部分均存在不同程度的安全隐患，现主要论述主坝

4、和第一溢洪道加固设计。2加固设计五1土坝稳定复核及加固土坝坝顶高程为145．0m，经复核后满足要求。土坝边坡稳定复核采用水利部推广应用的《水利水电工程土石坝设计软件包》中的《土石坝边坡稳定分析程序(STAB)》，根据大坝的现状及实际运行情况，计算如下工况：(1)正常运用条件。①正常高水位，稳定渗流期下游坡的稳定计算；②在1／3坝高水位(115m)时，上游坝坡稳定计算；③水位骤降(设计洪水位141．1—136．5m)，上游坝坡稳定计算。(2)非常运用条件。①正常高水位+Ⅶ度地震，稳定渗流期下游坡的稳定计算；②校核

5、洪水位，可能形成稳定渗流时下游坡的稳定计算；③水位骤降(校核洪水位143．85—136．5m)，上游坝坡稳定计算。表1大坝土料设计指标容重(kN／m3)渗透系数摩擦角中(o)凝聚力位置桩号高程天然饱和Kfera／s)水上水下C(kPa)粉质粘土和重粉质壤土心墙和斜心墙O+000一0+35093．0—143．719．320t94-0x10-715．625壤土上游坝壳下部O4-120—04-24099—117．619．821．46．0×10+61820砂砾土上下游坝壳O+000一0+35098．0—144．720．

6、421．24．0x10—533300圈1断面图(有壤土)经过计算在上游坝壳有厚壤土层时。上游坝坡在低水位运行、水位骤降及遇地震时都是不安全的，而其最危险滑弧的滑出点位置都在壤土内。这说明该层壤土是影响坝坡稳定的主要因素之一，需要对此段进行重点加固处理。在上游坝壳元壤土时，各工况安全系数均满足规范要求。计算结果见表2。对需要加固的部位采取抛石加固，抛石设计指标按工程类比，取1湿=1。7kN／m’，7饱=20kN／m3，巾=300。加固后的稳定计算全部满足规范要求。计算结果见表3。表2加固前有壤±廖}面稳定计算计算

7、工况毕肖普法瑞典园弧法允许安全系数a1．661．541．25b1．251．161．25C1．361．231．25d1．471．371．15e1．661．541．15f1．221．121．15表3加固后有壤土典型断面稳定计算计算工况毕肖普法瑞典园弧法允许安全系数a1．661．541．25b1．421．301．25C1．491．351．25d1．471．371．15el。661．541。15f1．451．291．152．2溢洪道泄流及稳定复核2．2．1水力计算第一溢洪道由于泄流是按50年洪水设计，500年洪水校核，

8、而此次改为500年洪水设计，3000年洪水校核，设计洪水位为141．10m，泄量为1510m3／s；校核洪水位为143．851II，泄量为2290m3／s；采用《溢洪道设计规范》(SDJ341—1989)进行泄流复核，不计入波动及掺气的水深，采用分段直接求和法计算。计算公式为：Es=boos0+iOtvAEs=(i一．『)As铝式中Es一断面比能，m；卜渠道底坡；H一断面水深，m；△S