汤河水库大坝运行情况分析.pdf

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5 0 [文章编号] 02 02 ( 0 7 0—0 5—0 10 - 6 4 20 ) 5 0 0 2

东北水利水电

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汤河水库大坝运行情况分析 郑春成 (宁省汤河水库管理局，辽辽宁辽阳 110 ) 100 [要】本文对汤河水库大坝的沉陷资料进行统计分析，摘结果表明，大坝运行情况正常。 [关键词]沉陷量；大坝运行；汤河水库

[中图分类号] V 9 . T 6 81

[文献标识码] B

汤河水库位于辽阳市弓长岭汤河乡境内，建于太子河一大支流——汤河干流上，是一座以防

标点保坝加固后 2 O多年逐年累计沉陷量进行统计，并将各标点依据所在桩号分成三个横断面， 依据空间位置分成四个纵断面进行分析。 ( )断面分布分析。坝体沉陷量由坝顶向下 1横游递减，坝体填土厚度越大，陷量也就越大，即沉符

洪、城市和生活供水为主，兼顾灌溉、养鱼、电发 等综合利用的大Ⅱ型水利枢纽工程。总控制流域面积为 128k,大库容 7O 2 m2最 .7亿 m,主要枢纽。

建筑物有大坝、输水洞、溢洪道、电站。水

合土坝沉陷量大小与填土厚度成正比的一般规律。 ( )断面分布分析。 2纵坝体沉陷量东端大于西

大坝为粘土斜墙砂壳坝，坝长 45m, 5最大坝 高 4 . m。汤河水库的建设经历了三个阶段， 85 即

端。主要由于施工中东坝端斜墙与山头接触的岩

15年至 16年的兴建期：98年至 16年的 98 91 16 99 续建期：98年至 18 17 93年的保坝加固期。在兴建

面陡而且存有阶梯式开挖断面：东坝端施工中粘 土斜墙与背侧砂料填筑高差 1￣ 3m( 2 1砂料低 )且 斜墙下部砂料压实不够，失去必要支撑。 最大累计沉陷量为 6 .1ll。是因为此处 85 nn这 -

期，建设者们靠简陋的施工设备，历经一年多时 间 .成了坝体基础开挖与回填等施工；建期，完续 汤河水库基本建成。投入使用。由于历史原因，并 当时建设中重进度而忽视质量，致运用中出现导

位于原主河道上。部位淤泥层、该腐植土层较厚，

土坝滑坡、坝端漏水等质量事故。为提高水库

的 安全度 .98年至 18 17 93年对汤；水库进行了保 - o f '坝施工 .完成了土坝加高培厚。

在基础施工时，虽将其全部清除，工铺砂，工人人洒水，层碾压，由于砂料回填水下填方多，分但不 能有效的夯实与碾压，尤其是在集水井及泉眼附近只利用水的溶实，使砂砾达到密实，此特殊的地 质条件及施工方法 .致该部位坝体沉陷量较大。导

保坝加固施工期间，在防浪墙顶设置一排计 8个沉陷观测标点，在背坡设置了 3 (排每排 3 个 )计 9个沉陷观测标点，在坝端设置沉陷起测基点 5个，于进行坝体沉陷观测。用

位于防浪墙两端沉陷量小。因为坝基为山体斜坡，填土厚度小。

自 18年首次开展坝体沉陷观测工作以来， 96 每年分别于汛前、后进行两次观测，测到竣汛观

2沉陷量时间分布分析 ( ) 18年以后逐年累计沉陷量为纵坐标， 1以 96 以观测时间为横坐标 .绘制某标点沉陷过程线，

工后期及运用阶段的 2多年来坝体逐年沉陷量， o 文章对多年的沉陷观测资料进行统计，对坝体运行状况进行了初步分析。 坝体沉陷量与填土厚度、地质条件、上游水位、降雨量、界破坏 (震、外地施工等 )土料物理、

以此为例分析坝体沉陷规律。 从图 1以看出，可初期斜率较大。以后渐趋平缓.最终接近水平线。反映坝体初期固结速率较 大 .后逐渐减小 . 19之至 93年该部位沉陷基本稳

指标等有着密切的关系，同时受施工方法、工施 质量的影响也较大。

定。符合土体固结规律。 () 2为进一步分析研究坝体沉陷量与时间的相关关系，进行了时间与沉陷量线性相关分析。 回归计算结果，线性相关显著。

1沉陷量空间分布分析 对分别位于坝体背坡、防浪墙项的 1个沉陷 7

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东北水利水电 按最终沉陷量的 8%计算， So 0 8%。 0即￣%x 0 J2

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从坝体沉陷率分析，汤河水库坝体各测点最大沉陷率为 03%。一般竣工后沉陷率小于 1 . 7%, 就不会发生裂缝，此，整体来看，坝不会发为从该

生裂缝。但这还不够，土坝一般纵向裂缝的形成

3相关因素影响分析 以累计沉陷量为纵坐标、观测时间为横坐标 .别绘制各沉陷标点的沉陷过程线；库水分以位为纵坐标、间为横坐标绘制库水位变化过程时

是因为横断面有不均匀沉陷，般横向裂缝是因一 为在纵断面有不均匀沉陷。不均匀沉陷造成铅直

方向的土体相互错动，当剪应变超过一定限度 时，坝体就会沿错动方向产生破坏性裂缝。下面

线：以降雨量为纵坐标、降雨时间为横坐标绘制 逐日降雨量柱状图。对坝体沉陷与库水位、降水 量相关关系进行分析。 从各沉陷标点的沉陷过程线来看， 19年在 91均有较大突变，迅速上扬趋势，整个过程中呈在 个别年份出现上下波动，映沉陷与抬升交替出反

从不均匀沉陷来分析坝体产生裂缝的可能性。

() 1坝体纵向倾度计算及产生横缝的可能性。 位于同一高程水平距离为 L的。 b两点累计沉，陷量，,这两点间沿水平距离的平均沉陷量 差，为两点的不均匀沉降斜率，即倾度尺 。 R(=(%)一S) 10 L 6X 0/

现的现象，即汛前沉陷、后有小量的抬升。汛

两测点间的倾度大小恰恰反映该两点问不均匀沉陷的程度。为此，根据倾度的大小判定该可

对照库水位过程线、降雨量柱状图进行分 析 .前沉陷、后有小量的抬升的现象均出现汛汛在汛期雨量充沛、库水位汛期大幅度抬升的年

范围内产生裂缝的可能性。土坝横缝一般发生在 坝两端沉陷差较大处，用上式选位于坝右端沉利陷差最大的一对测点 B、 4进行倾度计算。该两 7B点间纵向倾度为 015小于南科所提出的临界 .8%,

份。这是由于坝体经过一个水文年的汛期，在高库水位及集中降雨的作用下，坝体土料含水量增 大 .料产生湿胀效应。之在高库水位的作用下土加

倾度为 1坝体几条纵线的倾度也都远小于 1 %,%。 由此可以判定纵断面的不均匀沉陷不会导致坝

土料受渗水压力作用，坝体出现在汛后数毫米抬 升的现象。坝体在 19年间隔沉陷量较大，由 91是 于 18,99 19 98 18,90年降水量较少，且坝体于 19,91 90 19年

连续两年在低水位下运行，坝体土料含水量下降.土料产生干缩效应，且随库水位的回

体生成横向裂缝。 () 2坝体横向倾度计算及产生纵缝的可能性。 对位于同一横断面上的相邻两点分别利用上述

倾度计算公式进行横向倾度计算，其中 C、 8 7 C两测点间横向倾度最大， 06%小于 1为 ., 5%。由此可 以判定横断面的不均匀沉陷不会导致坝体生成 纵向裂缝。

落，土体颗粒问的空气随水量的渗出而减少。

4坝体开裂的可能性分析 汤河水库坝体有着特殊的建设历程，其最大沉陷量可由三部分时间段的沉陷量叠加而成。即

5结语 通过对汤河水库坝体沉陷观测资料的统计分 析，以判定汤河水库坝体运行正常，全可靠，可安 且向好的方面发展，随时间的推移，体变形即坝逐步趋于平缓。通过坝体检查巡视没有发现异

坝体续建后至 17年累计陈贤亮、 97保坝加固施工 期间的累计沉陷量、 96年保坝加固后运行期间 18的最大沉陷量。

以上述计算所得的各沉陷标点 18 96年以后累计沉陷量对时间的回归曲线方程，算各沉陷计

常，布设在粘土斜墙下游的测压管管水位变化平 缓、于稳定，以证明上述结论的正确性。趋足 【收稿日期】 0 7 O—2 20一 1 4

标点 10后的沉陷量， 5以此近视作为坝 0年即 体保坝加固后在该点于运行期间的最大沉陷量。

由于在保坝施工期间未进行沉陷量观测，据多依 年施工经验 .期间的加高培厚的坝体的沉陷量该

[作者简介】郑春成 (17一男，宁辽阳人。 93 )辽工程师。事大坝从 安全监测工作。