理论教育 横泉水库工程背景及防渗措施分析

横泉水库工程背景及防渗措施分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:横泉水库位于山西省吕梁市三川河支流北川河干流上的方山县横泉村附近,是一座以城市生活及工业供水、农业灌溉为主,兼顾防洪、发电等综合利用的中型水利枢纽工程。横泉水库工程由水库枢纽工程、供水工程和灌区工程三部分组成。横泉水库4次施工均未对坝基、坝肩进行有效防渗处理,2004年10月第5次开工建设的设计对旧坝体与覆盖层采用塑性混凝土防渗墙、强风化基岩层采用帷幕灌浆的综合防渗措施进行处理。

横泉水库工程背景及防渗措施分析

横泉水库位于山西省吕梁市三川河支流北川河干流上的方山县横泉村附近,是一座以城市生活及工业供水、农业灌溉为主,兼顾防洪、发电等综合利用的中型水利枢纽工程。水库坝址以上控制流域面积800km2,多年平均径流量8556万m3。水库按100年一遇洪水标准设计,1000年一遇洪水标准校核,设计总库容8123万m3,其中兴利库容4168万m3,防洪库容2013万m3。横泉水库工程由水库枢纽工程、供水工程和灌区工程三部分组成。工程可为城市和工业供水2109万m3,农业供水1580万m3。水库大坝长1136.9m,最大坝高36.7m。该水库于1958年动工兴建,由于历史原因,在1958年、1960年、1966年和1977年经历了“四上四下”的历程。2004年10月该工程第五次开工建设,2006年11月水库枢纽工程基本建成竣工。

横泉水库坝址区河谷地形平坦,河谷宽度650m,河床高程1100.0~1109.0m,左岸为黄土台地,右岸为基岩山区。大坝坝基覆盖层为第四系全新统早期、晚期冲洪积物,岩性上部为低液限粉土、低液限黏土,厚度为0.5~1.0m;下部为卵石混合土、级配不良砾及砂层,厚10~20m。覆盖层下为太古界吕梁山群赤坚岭组花岗片麻岩、斜长片麻岩,全、强风化层厚10~30m。坝基渗漏问题较为严重,经估算,第四系覆盖层渗漏量为72573m3/d,坝基基岩强风化层渗漏量为4840m3/d,坝基年总渗漏量达2600万m3/a,占兴利库容的62%,同时,坝基粗巨砾类土及全强风化层的渗透破坏类型以管涌为主,如此大的渗漏量,又有渗透破坏问题,因此必须对坝基进行防渗处理。

左坝肩为黄土台地,台地下覆有古河道,古河道为卵石混合土、级配不良砾夹砂层,厚15~30m,渗透性较强,左坝肩存在绕坝渗流问题,经过渗流和渗透稳定计算,对坝头渗径较短段进行防渗处理。

右坝肩为基岩,岩性为混合斜长片麻岩、混合花岗片麻岩、混合花岗岩及少量岩脉,全、强风化层厚10~30m,存在绕坝渗漏问题,需进行防渗处理。(www.daowen.com)

横泉水库历经4次施工,形成了长493m,高17m左右的左岸旧坝体,填土方量约120万m3,经勘探取样试验,填土属中等压缩低液限黏土,干密度在1.32~1.77g/cm3范围内,极不均匀,部分土体具有湿陷性。旧坝体不处理不能满足大坝设计要求,重新挖除再填筑费用很大,经过方案比较,旧坝体采用大吨位强夯法处理。

横泉水库4次施工均未对坝基、坝肩进行有效防渗处理,2004年10月第5次开工建设的设计对旧坝体与覆盖层采用塑性混凝土防渗墙、强风化基岩层采用帷幕灌浆的综合防渗措施进行处理。防渗墙桩号范围为:大坝0-070~0+936.8,全长1006.8m,设计墙厚0.8m,最大墙深59.92m,防渗墙总面积35180m2

横泉水库大坝地质条件复杂,防渗墙较深,为了计算不同的塑性混凝土弹性模量对防渗墙结构应力应变的影响,为进行混凝土配合比试验和采取相应工程处理措施提供依据,清华大学水利部山西水利水电勘测设计研究院共同对横泉水库大坝塑性混凝土防渗墙进行了应力变形分析计算[4]

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