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英房水库结构安全复核与评价

文档作者：林国辉文档来源：辽宁省锦州水文局		点击数：	更新时间： 2021年06月17日
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英房水库结构安全复核与评价林国辉 181
【大家谈】
英房水库结构安全复核与评价
林国辉
(辽宁省锦州水文局，辽宁锦州121000)
[摘要] 文章对英房水库的地震烈度抗震安全、土坝变形、土坝边坡稳定、溢洪道稳定、输水洞结构安全等方面进行
了系统的复核分析与评价。
[关键词] 水库；大坝；结构安全；安全评价；英房水库
中图分类号：TV 31 文章标识码：B 文章编号：1009—0088(2015)05—0181—02
1 基本概况
英房水库位于海城市马风镇朱红峪村附近，在海城河右侧
的腰岭子支流上，是以灌溉为主，结合防洪、养殖、供水等综合
利用的水库，主要由拦河大坝、输水洞、开敞式溢洪道组成。水
库总库容918万Ill ，防洪库容为526万m ，兴利库容690万
m 。工程规模属于小(1)型，工程等级为Ⅳ等，大坝、溢洪道、
输水洞主要建筑物级别为4级。
表1 土坝稳定计算成果
采用毕肖普法计算时规范要求值增大10％ 。
由结果可以看出，在各种工况下上、下游土坝边坡稳定计
算安全系数均大于规范允许的安全系数，所以土坝的边坡在上
述]二况下是稳定的。
2 地震裂度复核
5 溢洪道稳定复核
本地区地震动峰值加速度为0．1 g，对应的英房水库坝址
区场地地震基本烈度为Ⅶ度，根据《水库大坝安全评价导则》
(SL258—2000)，地震烈度I>7度的工程必须进行抗震复核，英
房水库拦河坝、溢洪道、输水道等部分的设计地震烈度均为J=
7度，复核地震烈度J =7度。
3 土坝变形分析及评价
由于土坝运行没有具体的沉陷和位移观测资料记载，并且
水库运行40多年来未发现异常的变形裂缝产生。根据本次勘
察地质报告表明，库区地形和地质条件没有发生大的变化，因
此本次复核不进行变形分析。安全评价认为土坝沉降和变形
状态达到稳定。
4 土坝边坡稳定复核
英房水库为粘土心墙坝，坝长300 m，坝顶高程119．1 m，
坝顶宽5 m。心墙顶高程118．4 m，顶宽3 m，用凿槽接高心墙。
大坝上游坡比为1：3，下游坡比为1：2．5，上游坡用干砌石块
保护，下游坡用草皮保护。坝顶铺砂砾石、风化山皮砂2O一30
cm，并形成靠防浪墙的一侧高些，而逐渐向背水坡降低的有利
于排水的形式。
计算工况为：①正常水位118．50 m，稳定渗流期上、下游的
稳定计算。②设计洪水位1l8．47 m，稳定渗流期上、下游的稳
定计算。③ 校核洪水位120．31 m时，坝顶高程不够，已形成漫
流，因此未计算。
稳定计算方法根据规范(SL274—2001)规定，采用简化毕
肖普法。计算成果，见表l。
5．1 抗滑稳定性与地基应力验算分析
5．1．1 抗滑稳定性验算分析
根据溢洪道的设计条件，选择闸门挡水，堰前为正常水位
作为计算工况，计算如下：
，
一 ±!： 垒
一 ΣP
式中 K 一按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数，按规范采
用，[K ]=3．0；
f 一坝体混凝士与坝基接触面的抗剪断摩擦系数，f，=
0．65；
c 一坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断凝聚力，c =160
t／m ；
A一坝基面截面积，m ；
根据计算，K 13．62>[K ]：3．0，溢流堰抗滑稳定满足
规范要求。
5．1．2 地基应力验算分析
计算采用《混凝土重力坝设计规范》(SL319—2005)中公
式，计算工况采用校核洪水位情况和工程完建期情况，计算断
面采用溢流堰典型断面，计算如下：
Σw 。ΣM ×X
y
—
式中盯 一坝基面承受的最大与最小垂直正应力值，t／m2；
ΣW一作用于坝段上全部荷载在坝基面上方分力的总
和，t·m；
ΣM一作用于坝段上全部荷载对坝基面截面形心轴的
力矩总和，t·m；
182 内蒙古水利 2015年第5期(总第159期)
A一坝基面截面积，in ；
J一坝段的坝基面截面积对形心轴的惯性矩，m ；
x一坝基面截面积上对形心轴的惯性矩，m。
经计算，将计算结果与坝基容许应力值相比较溢流堰基础
所承受的最大及最小垂直正应力均满足规范要求。参见表2。
表2 溢洪道稳定计算成果
5．2 溢流道陡槽高度复核
溢洪道位于大坝右侧，属于开敞式溢洪道，是在弱风化岩
石上开凿而成，未作任何衬砌。溢洪道堰型为宽顶堰，堰顶高
程114．5 m。堰净宽21 m。
计算水头选用上游校核水位120．31 m，计算起始断面桩号
为0—10，计算公式如下：
+ 等)
△l
j= 。
=i—J：
式中△1．一计算流段长度，即累加距；
j一计算流段的平均水力坡度；
hi一计算流段上游断面水深；
h．+，一计算流段下游断面水深；
v．一计算流段上游断面流速；
v 一计算流段下游断面流速；
i一计算流段坡度；
一计算流段平均流速， ： ；
e一计算流段平均舍齐系数，e： ；
R一计算流段平均水力半径，R： 。
代入已知各项数值，同时假定一个h 值，可求得流段的
长度，即累加距，根据计算的数值，加上查得的溢流堰边墙及陡
槽边墙安全超高值，验算溢流堰及陡槽边墙的高度是否满足，
参见表3。
表3 溢流堰及陡槽边墙高度计算复核
注：表中累加距0点为溢流堰上游底板处。
根据计算结果可知，溢流堰陡槽为陡坡，水面曲线为降水
曲线，边墙高度大于设计高度。
5．3 安全评价结论
泄槽未作任何衬砌。岩石节理，裂隙甚多，临空面犬牙交
错，溢洪较大时会有轻度冲刷，坍塌现象。溢洪道未设任何防
渗排水设施，从现场观测可以看出，溢洪道下流陡坡面上有多
处水出溢点，其高程接近现阶段库水位，且底部消力池常年积
水，说明溢洪道地基有渗漏问题，如果英房水库考虑供水要求，
将长期在高水位运行，则渗漏现象较现阶段更加严重。溢洪道
结构安全等级为C级。
6 输水洞结构安全评价
输水洞为1．2×1．6的铸铁管，洞长73．8 in，进口高程
104．5 m。输水洞进口处设平板闸门一道，由启闭塔操纵，有工
作桥与坝顶连接。
6．1 输水洞输水能力复核
本次复核采用《中小型水库设计》有压管道恒定流公式，计
算公式如下：
Q=I,zto
式中 一流量系数；
(o一涵管出口断面积，In ；
H一库水位与涵管出口洞顶的高程差，in。
经计算，输水管道在校核洪水位(120．31 in)时为20．14
nl ／s，大于要求给水能力18．4 in ／s，输水能力能够满足供水需
求。
6．2 输水洞结构复核
由于年代已久，水库最初的设计资料已全部丢失，但通过
对现场的检查，输水洞并没有发现大的裂缝，故认为输水洞满
足受力条件。
6．3 输水洞存在的主要问题
(1)输水洞靠近大坝左岸，左岸山体为风化岩，经常脱落，
滚到输水洞人口，影响出流。左岸部分山体的浆砌石护坡已有
多处裂缝。
(2)输水洞工作及检修闸门的操作室破损严重。
(3)通往输水洞竖井的桥无护拦，桥下混凝土面出现多处
裂缝，且有多处漏出钢筋，表面混凝土风化严重，用手可掰掉。
(4)输水洞系圬工结构。两侧为浆砌石墙，顶部条石盖板，
水库蓄水后历年来均发生漏水现象，越演越烈，闸后1O一15 in，
洞体条石盖板严重漏水有7处，最大水股1．5 mm。整个洞壁
浆砌石墙水泥沟缝上呈现无数气泡，闸门槽左下角也脱落混凝
土一块。从底槽上量20 cm，侧槽上量50 cm，落闸时喷出水股
直径3～4 cm。
6．4 输水洞结构安全评价结论
输水洞基本能够满足设计运行要求，但存在安全隐患。需
采取有效措施，解决洞身漏水和闸门漏水等问题。本次安全评
价，将输水洞结构安全评价定为B级。建议对输水洞进行防渗
和裂缝处理，并改建桥和启闭机室。
7 安全评价结论
英房水库大坝上、下游抗滑稳定满足规范要求，未发现大
的变形和裂缝，安全评价定为B级；溢洪道未作任何衬砌，岩石
节理，裂隙甚多，临空面犬牙交错，溢洪较大时会有轻度冲刷，
坍塌现象，基础渗漏严重，结构安全评价定为c级；输水洞基本
能够满足设计运行要求，结构安全评价定为B级，英房水库大
坝为三类坝。 (编校：陆玲)
收稿日期：2015—09一l5
作者简介：林国辉(1974一)，男，工程师，从事水文测验、水
文整编、水资源论证、水平衡测试等项工作。

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