亚博APP安全有保障|黄壁庄水库主坝坝基渗流分析

发布者: 发布时间:2021-10-09
本文摘要:1.1工程概况黄壁庄水库坐落于河北省省会石家庄市西北30km滹沱河干流上,总库容12.1亿m3,设计水位127.6m,长时间蓄水位120.0m。

1.1工程概况黄壁庄水库坐落于河北省省会石家庄市西北30km滹沱河干流上,总库容12.1亿m3,设计水位127.6m,长时间蓄水位120.0m。主坝工程于1958年初建,1959年拦洪,经历了1963年大洪水,1968年已完成坝顶高程由125m改建到128.7m。主坝坐落于马鞍山脚下,南端自长时间溢洪道左边岙起,北穿过滹沱河河床与十分溢洪道右边岙相连,主坝全长1843m,仅次于坝高30.7m,为水中推倒土均质坝。

1.2工程地质概况主坝工程桩号由0+156.038~1+999.076,兼任横跨了马鞍山残丘、一级阶地、河床、二级阶地四个地貌单元。河床右岸,0+156~0+300为一级阶地,有3.0m薄的红土层,基岩为大理石千枚岩及其互层,大理岩千枚岩岩溶相当严重。

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桩号0+300~1+000为河床部分,河床高程为100m,基岩为太古时代前震旦纪矽化灰岩与千枚岩互层及千枚岩与大理岩互层。基岩以上为砂卵石、砂砾石及砂层,覆盖层薄7~16m。河床左岸,1+000~1+999范围内为二级阶地,标高为117~125m,基岩为千枚岩、大理岩,上悬红土卵石,薄大约5m,表层为亚砂土及亚粘土。1.3主坝防渗措施主坝坝体上游河床部分填土有粘土铺盖,长180m,薄1~3m,与坝脚相连,坝下游坡脚筑城有排水沟两道,一道回避坝面雨水,一道回避坝基渗流,皆流向下游滹沱河河河槽。

河床段0+450~0+989下游坝脚为褥垫灌溉,其基础与天然地基粗砂层相连,河床右岸坝轴线下游另设部分水平灌溉砂垫层,左岸坝轴线下游另设灌溉砂带。1.4坝基渗流观测设施布置主坝共计设置7个坝基渗流观测断面,分别为0+258、0+450、0+705、0+850、1+050、1+200、1+400,总计26根测压管。2、主坝地下水动态分析从主坝地下水等水位线(库水位119.0m)可显现出,主坝地下水动态与各段地基的水文地质条件关系十分紧密,总的来看是上游地下水位低,下游地下水位较低,两端地下水位低,中间地下水位较低,但两端并不平面,各段地下水位在本段内亦有有所不同的变化。

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(闻右图)河床部分,上下游地下水位差异并不大,一般为1~3m,右边地下水位低,左边地下水位较低,但水位劣一般严重不足2m,从历年测压管水位与库水位过程线可显现出,管水位变化与库水位关系密切,随库水位乘载十分显著。迟缓时间仅有两天左右或严重不足一天,且管水位的乘载幅度并不大。一般靠上游的测压管水位乘载值严重不足2m,下游测压管水位乘载值严重不足1m,附近排水沟的测压管在褥垫灌溉带上内,其水位变化更加小。

左岸1+000以北的二级阶地,其地下水位与河床部分有相当大差异,以1+200为中心,地下水位向两侧缓降,相似河床部分陡降。如1+200断面的24#管,在坝轴线上游12.25m,当库水位119.2m,管水位约118.56m,而河床完全相同轴线上的11#管水位仅有为101.13m,两管水位差距17.43m。测压管迟缓时间大多在30天以上。总的看来,二级阶地地下水对库水位的变化反应功能障碍一些,这与其岩层透水性很弱的地质条件相适应。

右岸桩号0+300以南,坝基地下水位亦低于河床段但高于左岸。如库水位119.0m以上时,0+258断面坝轴线下游18.9m的1#管水位,较河床段完全相同方位的12#管水位低6m左右。河床段0+450断面,上游距坝轴线12.25m的5#测压管水位有出现异常变化,找到每当库水位下降到118.0左右时,管水位皆有一次变异现象,增高4m左右,每次库水位产生的变异并不完全一致,变异后与库水位创建的涉及关系、规律性较好,但与库水位乘载速度关系相当大。当库水位上升较慢时,管水位随之降至原涉及曲线上;库水位上升较快时,则管水位较较慢的返回原涉及曲线的方位。

分析管水位变异的原因,有可能是在117.0m以上坝体有裂缝,库水位较高时,库水沿管壁渗透到管内,使管水位增高。理由是5#测压管在坝体上游护坡上,管口高程为120.84m,管身入坝体土面高程为118.5m。当库水位118.0m时,坝体土已外壳,管身与土体融合不当时,渗漏沿管壁渗透到是有可能的;再者,当库水位下降时,管水位上升有个迟缓时间,反应出有的涉及关系呈圆形直线上升,然而,当库水位较慢下降时,则管水位就仍然随库水位较慢上升,反而又返回原本的涉及关系曲线上。

与5#管同一断面上的测压管和两侧邻接断面完全相同方位上的测压管皆无异常现象,因此5#管的管水位出现异常反应是孤立无援的,须要更进一步分析研究。3、坝基测压管水位与库水位的涉及关系为了搞清楚库水位与坝基各断面测压管水位的相互关系,进而由测算资料推断未来低水位时坝基渗流的情况。

利用有数测算观测资料,挑选有代表性的数个比较平稳的库水位情况下的适当管水位,利用微机使用数理统计的方法,将以上挑选的测算数据展开重返直线计算出来,得出结论每个观测孔的库水位与管水位之间的表达式,并利用这个线性表达式,预测124.0m、126.1m、127.6m高库水位时各断面的管水位值.3.1历年有所不同平稳库水位的挑选  自历年内挑选有代表性的数个库水位,并拒绝在此库水位左右平稳5天以上,即指出平稳在此水位3.2历年有所不同库水位情况下各测压管水位的挑选依据有所不同平稳库水位,挑选管水位,在同一断面挑选当天测出的管水位值,不考虑到因轴距影响导致的迟缓时间,历年最低、低于库水位时的管水位,所取其与之比较不应的最低、低于管水位值,其它管水位值挑选库水位下降的情况,这样迟缓时间更为完全一致,同时运用中采行库水位下降的过程。3.3预测高库水位时各断面测压管水位将预测库水位值必要代入重返方程式h=a+b*H中,(h预测测压管水位值;a常数项;b回归系数;H库水位),才可得出结论适当的预测管水位值,通过重返分析计算出来,相关系数在=0.01水平上明显涉及,大多在0.80左右。

4、主坝坝基渗流平稳计算出来成果分析对于建筑在强劲砂砾地基上的土坝,由于坝体碎石的渗透系数与强透水层的渗透系数差距相当大,故坝基地下水为渗流分析的主要因素,坝体可视作比较不透水部分,人工铺盖因其厚度较小且较长,依然视作砂砾部分。为确认各地段坝基的砂砾压力产于情况,及其对坝基和坝体的影响,渗流分析时使用测算资料分析计算出来。主要内容有:库水位118.0m及低于118.0m和预测高库水位124.0m、126.1m、127.6m时,各断面坝基水平渗入坡降及出逸径流量、铺盖有效地长度、铺盖末端入渗径流量、坝基渗入流量估计等。4.1坝基水平渗入坡降及出逸径流量主坝河床段坝基地层特点自上而下分别为土、砂、砂砾、砂卵石层,设计坝基容许渗入坡降值为0.1。

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当库水位为118.0m和多达118.0m时,利用测算资料计算出来得出结论,河床段仅次于水平渗入坡再降0.0312,近大于设计允许值。预测库水位127.6m的仅次于坝基水平坡叛也仅有为0.037,符合工程安全性运用拒绝。且除0+850断面出逸外,其它断面皆不出逸,仅次于出逸径流量为0.1765,大于临界出逸径流量。

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因此,主坝河床段在低水位起到下,地基岩层层间认识冲刷、萎缩的可能性并不大,会产生出逸变形。主坝的左右两端,坝基渗透性及入渗条件都较好,下游消化条件也劣。

在测算资料计算出来中,坝基水平渗入径流量仅次于为0.0507,比河床段平均值低0.02~0.03,即使在预测库水位127.6m时,水平渗入坡叛仅次于为0.077,亦符合设计拒绝。4.2上游铺盖入渗径流量在计算出来上游铺盖入渗径流量时,其土层厚度仅有考虑到了天然土层及人工铺盖层,未计天然淤积,并各有不同渗透系数展开了化谓之厚度计算出来。当库水位118.0和低于118.0m时,坝前铺盖入渗径流量皆大于3.0,预测127.6m水位时,铺盖入渗径流量仅次于为3.925。

鉴于主坝河床坝基地层为较好的天然反滤层,具备较好的抗渗条件,预测在此入渗径流量起到下,地基不致再次发生毁坏。但在高库水位时,不应强化监测。

4.3坝基渗流量主坝主要的浮水层为河床部分的砂卵石、砂砾石,故此次只对河床段坝基展开渗流量估计。从测算资料计算出来看,当库水位118.0m或低于118.0m时,坝基渗流量估计值均大于0.19m3/s,在设计水位127.6m时,坝基渗流量也较小为0.232m3/s,对坝基影响并不大。由此可知,主坝的水平防渗铺盖虽然并未展开过人工修补,但经过40余年的运营,泥砂的淤积,对水平铺盖大自然构成了较好地修补,河床段坝基渗流量仍然较平稳且渐趋安全性。

由测算观测资料计算出来的渗流分析各项成果得出结论,主坝坝基各项渗流平稳计算出来成果皆符合设计拒绝,即使在库水位127.6m时,各项渗流计算出来成果亦符合或相似设计拒绝。5、结束语通过对主坝坝基测压管观测资料分析,指出主坝工程经过多年的运营,坝基防渗性能有效地;坝基渗流是平稳的且渐趋安全性。即使在设计水位下,坝基基岩亦会再次发生冲刷、萎缩等毁坏现象。

但考虑到左端1+200一处地下水位较高,需对上游水平铺盖展开修整修补等防渗措施。.。


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