探析水利坝肩的施工办法

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1坝肩稳定计算

弱风化泥岩、砂泥岩互层。饱和密度2.6g/cm3，干抗压强度25.48MPa，湿抗压强度16MPa，岩石抗剪断强度：f′=0.7，C′=0.4MPa，静弹性模量2.0×104MPa；岩石与砼的抗剪断强度：f′=0.6，C′=0.3MPa；岩石与砼的摩擦系数0.5，岩石与砼粘聚力C=0.3MPa；允许承载力2MPa。坝肩稳定复核计算方法及公式根据实际地基情况，本次复核坝肩稳定，采用分层稳定法。按拱坝计算分层考虑，河床620.14m高程以上共分7层，每层按侧斜滑面、底平面切取抗滑稳定岩体，岩体顶面按自由岩处理，抗滑岩体平面尺寸切取按岩层走向线、底层高程相应强风化岩面等高线形成的三角体量取。分别计算每层岩体的抗滑稳定。侧滑面取实际岩层的层面，岩性有砂岩、泥岩、泥化夹层、裂隙破碎带等，分别取其力学指标进行计算。底部水平滑动面按分层层面切取，岩性及力学指标按实际坝肩岩层构造取值。采用抗剪断公式计算各分层的稳定系数及排水孔的作用，扬压力折减系数D=0.3。最危险层稳定计算根据以上分层方法计算得左坝肩627.785-635.428m高程为最危险层，其抗滑稳定安全系数仅为3.7，在这一层假设其滑动面滑出点至坝脚距离为分别计算其相应的抗滑稳定安全系数，寻求最危险滑动面，该滑动面穿过各岩层，取其f′=0.52、C′=0.34MPa。计算得最危险滑动面为滑动面滑出点至坝脚距离25-30m，抗滑稳定安全系数最小，校核水位温升工况为3.8正常水位+温降工况最小为3.6。

2坝肩岩体抗滑稳定评价

左坝肩。整体滑动计算平均值为14.0，最小值为5.8；特殊荷载K值，分层计算平均值为7.2，最小值为3.6；整体滑动计算平均值为6.8，最小值为4.7；均大于规范规定值正常荷载[K]=3，特殊荷载[K]=2.5。右坝肩。正常荷载坝肩抗滑稳定安全系数K，分层计算平均值为19.8，最小值为7.2；整体滑动计算平均值为33.3，最小值为10.3；特殊荷载K值，分层计算平均值为17.5，最小值为6.5；整体滑动计算平均值为20.4，最小值为8.7；均大于规范规定值正常荷载[K]=3，特殊荷载[K]=2.5。左、右坝肩抗滑稳定安全系数K值均满足规范要求。这样的结果，主要是两岸山体雄厚陡峭，下游山体厚长，自坝址往下游200m均无临空面（冲沟）出现。由此得出结论：拱坝坝肩是稳定、安全的。实际施工中，须注意做好帷幕灌浆、固结灌浆、基础排水等工作，以利于增强坝肩岩体稳定性。

3传力墩稳定复核

由于坝基开挖揭露坝肩上部地质条件较差，弱风化带埋藏较深，因此左坝肩在656.0m以上，右坝肩在647.0m以上增设传力墩。

4计算成果

根据传力墩的实际受力状况，根据上面计算出来的轴力P、剪力Q，分别按两个方向计算墩体稳定，选取最不利荷载组合作剪切（顺河）方向稳定复核。经计算，墩体剪力（顺河）方向的抗滑稳定安全系数K，左岸传力墩最小为4.36；右岸传力墩最小为1.96。墩背地基承载力。拱坝地质资料表明，弱风化泥岩承载力为2.5MPa，砂岩承载力为6MPa。左岸656m以上，右岸647m以上，岩体多为砂、泥岩互层，并有泥化夹层存在，其风化程度界线不甚明了。部份岩体处于弱、强风化之间。考虑将地基变形影响减小到最低程度，控制地基压力不超过1MPa。上述计算表明，左岸传力墩，墩背单位面积受力最大值为0.83MPa；右岸传力墩，墩背单位面积受力最大值为0.76MPa；均小于1MPa。因此，传力墩轴向受力是稳定安全的。墩体剪力（顺河）方向的抗滑稳定。计算表明，墩体剪力（顺河）方向的抗滑稳定安全系数K，左岸传力墩最小为4.36；右岸传力墩最小为1.96。均大于规范值[K]=1.05，满足稳定要求。

5结语

在设计中针对具体情况进行优化设计，采用穿力墩等措施使拱坝在应力、稳定等方面均能满足规范要求。该项目于2008年5月建成安全运行至今。

作者：冯龙泉单位：白鹤滩电站电力集团