沁县梁家湾水库大坝结构安全评价

李俊艳

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

沁县梁家湾水库大坝结构安全评价

李俊艳

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

按国家现行规范复核计算沁县梁家湾水库大坝目前在静力条件下的变形、强度及稳定是否满足要求，指出了该大坝结构安全方面存在的问题，并提出合理建议。

梁家湾水库；大坝；结构安全评价；沁县

1 工程概况

梁家湾水库位于沁县定昌镇梁家湾村，距沁县2 km，海河流域浊漳河西源干流上，上游有漳源、景村两座小（一）型水库。控制流域面积119 km2，区间流域面积28 km2。是一座以防洪为主，兼具灌溉用水、生态用水和养殖渔业等效应的小（一）型水库。

该工程始建于1958年，1960年11月竣工，至今已运行50多年。水库枢纽工程主要包括大坝、溢洪道、输水洞。水库大坝为碾压式均质土坝，坝顶高程964.30 m，河床高程为952.80 m，坝高11.5 m，坝顶长365 m，坝顶宽4 m，坝顶未设防浪墙。大坝上游坝坡1∶2.0，为干砌石护坡；下游坝坡1∶2.5，为草皮护坡。坝基防渗形式为黏土截水槽。

2 存在问题和处理情况

2.1 现场检查情况

当水库水位960.30 m时，发现大坝上游坡为干砌石护砌，下游坡为草皮护坡，无排水和反滤设施；坝顶无防浪墙；左溢洪道浆砌石边墙部分坍塌，消力池底板损坏，泄水段底板无衬砌；右溢洪道进口段部分护衬，出口段无护衬；输水洞洞顶洞壁有裂缝，洞壁四周有渗水；大坝无安全监测设施；大坝和左溢洪道连接处出现渗水；下游坝脚有大面积积水，紧接鱼池。

2.2 运行问题及处理情况

1978年大坝迎水坡发生滑坡，1981年12月对大坝进行了加固，大坝培厚2 m，坝顶抬高1.5 m；1993年8月，特大洪水水位961.30 m，大坝坝脚出现渗漏，输水洞启闭设施损坏，2001年4月更换启闭设施；2004年8月大坝与溢洪道交接处出现渗水，顶部发生裂缝，长12 m，宽0.5 cm，深1.5 m左右，2004年5月对大坝进行护坡翻新。

3 结构安全评价

3.1 评价条件

目前水库已淤积192万m3。经复核后，水库坝顶高程964.3 m，不满足300年一遇校核洪水标准。根据工程现状和现行规范对工程结构进行安全评价。

3.2 大坝坝坡稳定复核

康、乾二帝南巡所游景观是如何分布的?笔者根据康乾南巡所游景观诗及所题楹联匾额，统计得出一级景观目录141个，二级景观目录299个，并以此为统计基数，根据江南各府分别拥有的景观数量，分析康乾南巡旅游目的地的地位。

3.2.1 稳定分析计算

依据设计规范要求，计算出坝坡稳定工况为正常水位960.00 m时上、下游坝坡稳定；设计洪水位962.09 m时上、下游坝坡稳定。大坝坝坡稳定计算参数见表1。

表1 大坝坝坡稳定计算参数

3.2.2 计算公式与计算断面

坝坡抗滑稳定计算采纳北京理正软件开拓公司编制的《稳定计算分析软件》，计算方法为计及条块间作用力的简化毕肖普法。计算断面选择大坝主河槽最大断面。

3.2.3 稳定计算结果

水库大坝为4级建筑物，依据规范，正常运用前提下坝坡安全稳定系数最低为1.25。计算结果详见表2。

表2 大坝抗滑稳定计算成果

根据大坝坝坡稳定计算成果，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求的允许最小安全系数，而大坝下游坝坡抗滑稳定安全系数在设计洪水位条件下均不满足规范要求的允许最小安全系数，大坝存在抗滑稳定问题。安全等级为C级。

3.3 坝体变形分析评价

梁家湾水库为均质土坝，因大坝没有设置观测设备，故无变形监测资料，大坝已运行近50年，沉降趋于稳定。2004年8月大坝和溢洪道交接处曾发生渗水现象，坝顶出现长12 m、宽0.5 cm、深1.5 m左右的裂缝，2005年10月20日下挖1.5m没有裂缝，经夯实、回填处理，后未见异常。本次现场检查未发现坝体裂缝。根据《导则》表应为B类坝。

3.4 其他建筑物结构安全评价

左溢洪道浆砌石边墙部分坍塌，消力池底板损坏，泄水段底板无衬砌，经复核，结构满足稳定要求；右溢洪道进口段部分护衬，出口段无护衬，溢洪道的结构处于稳定状态；输水洞洞顶洞壁有裂缝，洞壁四周有渗水。

左溢洪道结构复核:

堰基底面的抗滑稳定安全系数按下列抗剪断强度公式计算：

式中：K——按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；

f′——堰基与接触面上的抗剪断摩擦系数，取0.8；

c′——堰基与接触面上的抗剪断凝聚力，10Pa，取0.6；

ΣW——作用于堰体上的所有荷载对计算滑动面的法向分量，104N；

ΣP——作用于堰体上的所有荷载对计算滑动面的切向分量，104N。

经计算，抗滑稳定安全系数为3.5大于3.0，满足抗滑稳定要求。

3.5 结构安全综合评价

经复核，大坝上游坝坡抗滑安全稳定系数满足规范要求，大坝下游坝坡抗滑安全稳定系数不满足规范要求。左右溢洪道结构基本稳定。输水洞洞身结构基本稳定。

4 结论及建议

通过分析，根据相关评定标准，梁家湾水库大坝结构安全评价为C级，属病险水库。

为此建议：对大坝进行加固处理；对左溢洪道进行改建；右溢洪道加固处理，使水库达到规范要求的洪水标准；对输水洞进行改建；增设大坝安全监测及管理、通讯设施；水库改造需考虑本流域水库群防洪安全、兴利及调度的需要。

TV698.2+3

C

1004-7042（2016）12-0038-02

李俊艳（1980-），女，2014年毕业于太原理工大学水利工程领域专业，工程师。

2016-10-17；

2016-11-28