浅谈那吉水利枢纽软基上泄水闸坝的堰型选择

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1、广西水利水电GXWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING1999(4)·规划设计·浅谈那吉水利枢纽软基上泄水闸坝的堰型选择岑允元(广西水利电力勘测设计研究院南宁530023)〔文摘〕那吉坝址下伏基岩为新第三系红层,在水利水电工程中第三系红层属软岩,软岩作为坝基通常隐含着一系列特殊的工程地质问题,为此,必需改变泄水建筑物的结构形式来满足建坝条件并改善建筑物的运行环境,通过方案比较,最后选择驼峰堰覆盖层方案。〔关键词〕软岩基础堰型选择那吉水利枢纽〔分类号〕TV64益的综合利用工程,是百色水利枢纽的反调节水库。1概述枢纽主要建筑物包括右岸发

2、电厂房、左岸船闸、右河那吉水利枢纽位于广西百色市下游38km的床泄水闸和左河床土石坝等(见图1)。枢纽正常蓄3右江河段上,是郁江综合利用规划10个梯级中的第水位114m,相应库容2111亿m,装机容量514级,是一个以航运、发电为主,兼顾灌溉和其他效MW,船闸规模2×500t。图1枢纽平面布置图(单位:m)坝基地层主要为第四系覆盖层和新第三系红中砂洲及河床两岸表层粉砂土层厚111m～318m,层,覆盖层上部为壤土、粘土,下部为砂卵石,新第三砂卵石层厚116m～812m;下伏基岩为新第三系系红层岩性主要有泥岩、含粉砂泥岩、泥质粉砂岩、红层。疏松粉砂泥岩、生物碎屑岩、煤

3、系等,在水利水电工211工程地质特性程中第三系红层属软岩,软岩作为坝基通常隐含着21111砂卵石层特性一些特殊的工程地质问题,如:承载力低、抗滑抗倾根据室内试验成果,覆盖层砂卵石层天然干容稳定性差、抗冲刷能力低、具膨胀性等。本文就那吉3重19189kN/m,比重2177,孔隙比01385,压缩系水利枢纽软基建坝的一些问题进行探讨。-3-13数0144×10kPa,压缩模量47174×10kPa,不均匀系数Cu=47.6,河床砂卵石级配良好,允许承2坝基工程地质载力0135MPa～014MPa,变形模量Es=47.74×3坝址河床覆盖层厚度一般为116m～819m,河

4、10kPa,临界渗透坡降013。砂卵石层级配均一,无8广西水利水电GXWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING1999(4)中、细砂层,粒径大于5mm颗粒含量为7015%,可饼状;反之将岩芯投入水中,伴随着“嗤嗤”声并冒气不考虑液化问题(坝区地震裂度为7度)。泡,不多时便崩解、软化呈泥状。21112坝基软岩特性(2)具膨胀性坝址泥岩为含伊利石、高岭石坝址第三系那读组属内陆盆地边缘河湖相沉及绿泥石为主的膨胀性泥岩,具弱～中等膨胀性。积,因其沉积的古地理环境不稳定,岩相岩性变化(3)岩性软弱软岩单轴抗压强度、抗剪强度大,在诸多岩层中,泥岩

5、和砂质泥岩起控制作用,其较低,通常泥岩的单轴抗压强度为0133MPa～9136主要特性有:MPa。强度与其含水量密切相关,浸水时其抗压强(1)湿化后易崩解在大气中暴露时泥岩极度将骤减。易失水干裂,浸水则软化、崩解,具快速风化特征。(4)其他特性软岩生成时代新,成岩作用钻孔岩芯取出后在大气中几分钟就开始出现裂纹,差,波速小,变模大,流变特性明显。坝址基岩力学而后裂纹迅速增多延展,不消几小时岩芯就干裂呈参数见表1。表1坝基岩石力学参数表MPa抗剪强度岩石类别风化程度饱和抗压强度弹性模量变形模量允许承载力Cf泥岩弱017800132013～0135含粉砂泥岩弱110311

6、0133012001340135～014疏松粉砂泥岩弱112～1140015015～016设计采用的地质参数:混凝土与含粉砂泥岩f93m高程,堰顶高程105m,WES型实用堰(见图=0.36,与砂卵石f=0.45;含粉砂泥岩允许承载2)堰顶上游堰面采用椭圆曲线,椭圆方程如下式:力0135MPa～014MPa;砂卵石层允许承载力013522x(2.05-y)2+2=1MPa～014MPa;砂卵石层变形模量Es=47.74×3152.05103kPa,临界渗透坡降013,粉砂泥岩变形模量Es=堰顶下游堰面采用幂曲线,其方程为:y=1.86117MPa,临界渗透坡降014

7、。0.05864x,下游反弧圆心角29167°,半径R=17.67m,闸坝建基面高程92m,坝顶高程121m,3堰型特性闸坝高29m,闸底宽度(沿水流方向)39m。在正常在水利工程的闸坝建设中,一般采用实用堰,个运行情况下基底最大应力01389MPa,已接近软基别工程采用驼峰堰,两种堰型过流能力相当,但各自允许承载力0135MPa～014MPa的最大值,应力比特点也相当明显:也接近规范允许最大值210。也就是说,坝高仅29WES型实用堰为低槛曲线型非真空堰,由堰面m建于岩基上WES实用堰型泄水闸坝已是软基上上游曲线段、下游堰面曲线段、下游直线连接段和下的“高坝”