浅析潮南区红场水库除险加固工程主坝加固设计

浅析潮南区红场水库除险加固工程主坝加固设计

浅析潮南区红场水库除险加固工程主坝加固设计林诗然广东省水利电力勘测设计研究院广东广州市510635摘要：主坝是潮南区红场水库除险加固工程的重要组成部分，文章通过对主坝加固设计的简述，为该类工程的设计提供了一定的技术参考。关键词：水利工程；主坝；除险加固1工程基木概况1.1红场水库的概况红场水库位于广东省汕头市潮南区红场镇，是一座结合防洪、灌溉、供水兼顾发电等综合利用的中型水库。根据《防洪标准》(GB50201-94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),红场水库为III等中型工程，主要水工建筑物括大坝、溢洪道和输水涵管等，为3级建筑物，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。工程现状设计洪水位245.84m,校核洪水位248.17m。主坝为均质土坝，坝轴线长250m,坝顶高程252.03m〜252.25m,最大坝高39.5m,坝顶宽8m,上游为干砌石护坡，下游为草皮护坡。红场水库大坝初建于1976年10月，1977年10月完成。现主坝上游坡坡比为1:2.5〜2.75,根据安全复核计算上游坡各工况安全稳定系数均满足规范要求，但复核结果显示上游坝坡浆砌石衬砌厚度不足，而且多处护坡己崩塌，破坏严重，故此次加固对上游坡进行更换，采用钢筋混凝土板进行防护。根据安全复核结论，主坝现状填土滲透系数偏大，坝体浸润线高，下游坝坡抗滑安全系数不满足要求，上游坝坡浆砌石衬砌厚度不足，应对大坝进行系统加固。1.2加固方案的比选n根据安全复核结论，大坝下游坡抗滑稳定安全系数不满足要求，现状填土渗透系数偏大，坝体浸润线高，故此次加固放缓大坝下游坡，采用系统的防渗措施改善坝体结构。对于防渗加固措施拟提供三个加固方案进行比选，均考虑垂直防滲，方案一：在坝体设高压摆喷防渗墙同吋解决坝体及坝基防渗问题；方案二:在坝顶做两排劈裂灌浆解决坝体及坝基防滲问题；方案三：在坝顶中心线上游造一道薄壁混凝土防渗墙，深入到坝基面以下2m处，以解决坝体及坝基防渗问题。通过方案比较，选取方案三作为推荐方案，即混凝土防滲墙方案。场址附近主要的区域性断裂有北东向钱东〜惠城断裂，北西向榕江断裂等。据《中国地震烈度区划图》，场区在地震区划图上属华南震区，东南沿海地震亚区，泉州〜汕头地震带的南端，地震基本烈度为VII度，设计基本地震加速值为0.15g，区内地震活动频繁。2主坝加固设汁2.1坝顶高程计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）,按下式计算坝顶超高：Y=R+e+A式中：A——安全加高（m）;e最大风壅水面高度（m）;R—一最大波浪在坝坡上的爬高（m）,按莆田试验站公式计算，采用累计频率为1%的波浪爬高值。坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，取其最大值：坝顶超高及坝顶高程计算结果列于表1。表1坝顶高程计算成果表图3水位由校核洪水位降落至溢洪道堰顶高程时t=0和t=48h的浸润线由计算结果可知，大坝的浸润线在砼护坡和混凝上防渗墙后降落。浸润线突降后，均穿过排水棱体，在坝脚出逸，排水棱体发挥了作用，排水棱体使出逸点n降到坝脚处。坝坡及坝基的水力比降均在允许比降范围内，满足土体滲透安全的要求。4加固后坝坡稳定分析依据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)，采用计及条块间作用力的毕肖普条分法计算坝坡抗滑稳定安全系数吋，对于3级坝，苏坝坡抗滑稳定最小安全系数：正常运用条件［K允］=1.30,非常运用条件I［K允］=1.20,非常运用条件II［K允］=1.15。采用表3中新填筑坝土料地质参数建议值进行计算，计算成果见表5。坝坡稳定计算工况如下：正常运用条件：(1)上游侧为正常蓄水位243.79m,下游侧无水，稳定渗流期的上、下游坝坡稳定。(2)上游侧为设计洪水位245.84m,下游侧无水，稳定渗流期的上、下游坝坡稳定。非常运用条件：(3)上游侧为校核洪水位248.17m,下游侧无水，稳定渗流期的上、下游坝坡稳定。(4)上游水位由校核洪水位248.17m降落至溢洪道堰顶高程240.79m，下游侧无水，非稳定渗流期上游坝坡稳定。(5)上游侧为正常蓄水位243.79m，下游侧无水，稳定渗流期遇VU度地震的上下游坝坡稳定。表5坝坡稳定计算安全系数成果表图5正常蓄水位遇地震时断面坝横0+132.36上下游坝坡最不利滑弧5结论潮南区红场水库除险加固工程先后经项0业主、审查、审批单位、设计单位n多次论证而确定。在项0实施过程中，在施工中未发现的实际地质地形条件变化的情况，主坝全部按照既定设计内容施工，没有发生任何变化，0前工程运行情况良好，因此，主坝设计方案是科学合理的。参考文献：[1]曾楚武.广东省潮南区红场水库除险加固工程初步设计报告[R].广东：广东省水利电力勘测设计研宄院，2011[2]中华人民共和国水利部.SL274-2001碾压土石坝设计规范[S].北京:中华人民共和国行业标准，2002.[3]中华人民共和国水利部.GB50201-94防洪标准[S].北京：中华人民共和国行业标准，2002.