理论教育 江垭水库:大坝加高后建筑物安全复核与补强

江垭水库:大坝加高后建筑物安全复核与补强

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:5000年一遇校核坝前最高洪水位244.7m,作为保坝安全极限洪水位。水位和坝顶加高后,仅对这两个坝段进行复核,其结果可满足规定的安全要求。由于中孔结构已经完工,土建结构的加固难度较大,加固措施未能实行。经复核中孔闸门及启闭系统不需改造。

江垭水库:大坝加高后建筑物安全复核与补强

1.坝顶高程复核

坝前水库静水位按表6-1中方案Ⅰ调洪成果5000年一遇校核洪水位242.70m,作为校核条件。5000年一遇校核坝前最高洪水位244.7m,作为保坝安全极限洪水位。计算风浪波高与安全超高,由此确定坝顶高程由原初设的242m修订为245m,溢流坝段闸墩及坝顶桥面均加高,两岸非溢流坝段按坝顶宽度12m垂直加高3m。并在两岸坝顶设防浪墙高1.2m,以防极限洪水位244.7m出现时的波浪漫坝。故江垭最大坝高为131m。

2.大坝抗滑稳定、应力复核

大坝稳定及应力核算考虑的荷载组合及有关计算参数等,均与原初设相同,坝前水位如表6-1所示。计算方法、公式仍按原初设采用的SDJ21-78《重力坝设计规范》有关规定,核算结果见表6-2。

表6-2 大坝加高后稳定及应力核算成果表

由表6-2可知,各种计算情况下,大坝的稳定与坝基正应力均满足规范所规定的安全要求。

3.岸坡坝段侧向稳定核算

由原设计(表5-6),正常蓄水位236.0m时,岸坡坝段清基后的侧向稳定安全系数,最小的为左岸8号坝段2.96和右岸3号坝段3.09。水位和坝顶加高后,仅对这两个坝段进行复核,其结果可满足规定的安全要求。计算结果列于表6-3。

表6-3 侧向抗滑稳定核算成果表

4.碾压混凝土坝浇筑层面抗剪稳定复核

碾压混凝土非溢流坝坝体浇筑层面抗剪稳定按5000年一遇校核最高洪水位242.7m和244.7m复核,计算所得的抗剪稳定安全系数分别为2.78和2.72,均能满足特殊荷载组合不小于2.5的安全要求。

5.泄水建筑物布置修改

泄水建筑物设计,除4个表孔弧门尺寸由14 m×12 m改为14m×15m(宽×高),以及弧门和闸墩布置修改设计外,其余表孔孔数、堰顶高程(224m)、中孔进口底板高程(180m)、中孔孔数、孔口尺寸(宽5m,高7m)以及泄洪消能方式等均没有改变。

6.泄洪消能核算

中孔和加高后的表孔泄流能力可以满足泄洪要求。但方案Ⅰ校核洪水最大泄量11700m3/s比原最大泄量10491m3/s增加约11%,下游冲坑深度比原最大冲深27.57m增加约12%,由于冲坑距坝趾较远,坑上游底坡缓于安全坡比,故能满足大坝泄洪时的防冲要求。对于第Ⅱ、Ⅲ方案在100年一遇以上大洪水时,即令关闭中孔、仅有表孔敞泄时,出现极限洪水244.1~244.7m,此时最大下泄流量为9940~9960 m3/s,比原来最大泄量减小5%,对下游防洪削峰趋于有利;但因中孔关闭、高低坎水流对撞效果较差,冲坑范围及对大坝下游两岸护坡的影响趋于不利(参阅水工模型试验)。

7.中孔结构强度复核

经复核,中孔出口结构(闸墩、弧门支腿梁)能满足坝前水位239m关闸挡水要求,不需进行加固处理。但若按表6-1中方案Ⅱ或方案Ⅲ,将3个中孔闸门关闭挡水调洪时,闸门挡水位高达244.1~244.7m,闸门水压力增加20%,现有中孔出口闸室结构、闸门及启闭机均不能满足规范的安全要求,需进行加固改造。由于中孔结构已经完工,土建结构的加固难度较大,加固措施未能实行。按常理,当蓄水位达到239.0m时,3个中孔应处于敞开泄洪,不容关闭。而中孔全关抬高5000年一遇校核洪水位,使之最高达到244.7m,其目的是将来抬高汛限水位时,作为大坝保安5000年一遇极限最高洪水位,是对江垭水库汛限水位动态运用远景所必要的安全余度。

8.表孔闸结构补强加固(www.daowen.com)

大坝4个表孔,5个闸墩,其中2个边墩厚3m,为适应中孔布置需要,3个中墩厚度为7.5m和9.25m。表孔弧门挡水高度增加3m 后,闸门推力由原来11529kN 增加到20820kN,增加了80.6%,泄洪时溢流堰面水面线较原来的水面线增高约1.8m,闸门侧推力加大。幸好,当时各个表孔闸墩均未施工,因此闸墩配筋、牛腿结构尺寸及配筋、闸墩局部受拉钢筋均已进行修改加固。

9.大坝防渗帷幕加高延长

帷幕灌浆轴线在坝基内与坝轴线平行布置,在两岸坝端处折向上游,在3号、4号冲沟与img隔水岩层封闭。河床中部采用3排孔帷幕灌浆,左右两岸均为2排灌浆孔,排距1.5~1.8m,孔距2.5m。

由于原设计帷幕防渗顶部高程为右岸5号灌浆洞底面高程237.6m,左岸6号灌浆平台底部高程240.5m。而大坝加高后,几种防洪调度的最高洪水位达242.7m,或244.1~244.7m,坝顶高程已定为245.0m。两岸防渗帷幕均必须进行加高延长处理。对右岸5号灌浆洞、右岸移民公路隧洞均进行全断面衬砌,钢筋混凝土衬砌厚度30cm,砌后防渗顶高程达到242.2m,再向洞顶侧面,加钻浅孔防渗灌浆至高程245m。对左岸6号灌浆平台靠岸侧边坡进行混凝土护面防渗,护面顶高程245m,这样可以防止库水渗漏,确保大坝和右岸地下厂房洞室群的防渗安全。

10.表孔弧门重新设计

溢流坝堰坝高程224m,设4个弧形闸门控制蓄水位,闸门原按正常蓄水位236m挡水设计。闸门尺寸为14m×12.5m,弧面半径16m,总推力11529kN。

加高后,蓄洪挡水位改为239m,原已制作的闸门及油压启闭系统需重新设计制作。设计的闸门尺寸为14m×15.7m,弧面半径18m,每扇弧门总推力20820kN,侧推力1100kN,仍采用两套油压启闭系统操作4扇表孔弧门。

11.中孔闸门强度复核

中孔出口工作弧门的挡水位从236m增加到239m,设计水头由56m增大到59m。经复核中孔闸门及启闭系统不需改造。

12.其他建筑物的安全复核

随着大坝坝顶高程和调洪演算各种洪水位升高后,一些相关的建筑物也作了复核。坝内灌溉洞工作门、电站进水口快速门的挡水位,从240.85m增加到244.7m,各闸门的设计水头提高了3.85m,经核算各闸门均可满足要求。

引水隧洞衬砌经复核不需加固,水轮发电机在242.7~244.7m两种最高洪水位情况下均能安全运行。

电站进水塔已经完工。顶面布置有油压启闭机、起重机机械设备。顶面高程为243.0m。大坝加高3m后,各种防洪调度方式的500年一遇洪水位为239.1~241.6m。均低于顶面高程,仍可满足厂房进水塔的防洪标准。

升船机库内排架只需加高。排架结构满足安全运行要求。

13.两岸上坝公路加高,以便与坝顶相接

两岸公路加高采用外侧修筑浆砌石挡墙,墙内路基回填石渣,表面铺混凝土路面。修改后的公路路面纵坡为1%~9.7%,可满足过坝交通要求。

综上所述,大坝加高3m后,在各种水位情况下,大坝均能满足1993年初设审批时所遵守的SDJ—78《重力坝设计规范》的安全稳定要求,故大坝200m高程以下已施工的坝体剖面和坝基处理可不做加固处理,只加高坝顶,改换表孔弧门,加强闸墩,加高并延伸两岸防渗帷幕等。因此,为提高江垭水库超蓄3m到239m高程,5000年一遇校核洪水位由240.85m升高到242.7m、244.1m和244.7m时,满足大坝安全所增加的工程量不大,所增加的工程投资概算经审定为2422万元。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈