賀莊水庫滲流控制加固效果分析

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1、http://www.paper.edu.cn賀莊水庫滲流控制加固效果分析123沈振中，崔強(qiáng)，盛蓉1．河海大學(xué)水利水電工程學(xué)院，江蘇南京(210098)2．東?？h水務(wù)局，江蘇連云港市（222300）3．揚(yáng)州市水利局，江蘇揚(yáng)州市（225000）email:zhzhshen@hhu.edu.cn摘要：東?？h賀莊水庫建成已運(yùn)行40多年，經(jīng)過多次的加固處理后達(dá)到現(xiàn)有規(guī)模，但均因投資過少，致使水庫在運(yùn)行過程中依然存在許多安全隱患。本次除險(xiǎn)加固主要包括對(duì)壩身進(jìn)行粘土劈裂灌漿以及在上游迎水面增設(shè)混凝土護(hù)坡等措

2、施。根據(jù)地質(zhì)勘探和試驗(yàn)資料，通過二維滲流有限元計(jì)算分析，得到加固前后大壩的出逸點(diǎn)高程、最大滲透坡降、滲透流量等滲流場(chǎng)特征信息，以對(duì)比驗(yàn)證所采取工程措施的實(shí)際效果。關(guān)鍵詞：除險(xiǎn)加固；滲流；有限元；滲透流量；滲透坡降1概述賀莊水庫地處江蘇省連云港市東?？h西部丘陵地區(qū)的竹墩河上游，地理坐標(biāo)為東經(jīng)2118°38’，北緯34°32’，距縣城15㎞，在石湖鄉(xiāng)及雙店鎮(zhèn)境內(nèi)。原設(shè)計(jì)集水面積63.3km，22由于修建農(nóng)田水利工程，水系有所調(diào)整，現(xiàn)有集水面積57.0km，其中龍梁河以上31.0km，0干流長(zhǎng)度F=1

3、4.4km，干流比降J=16.1/000。水庫下游向南經(jīng)尤莊河泄洪，河道長(zhǎng)約8.6公里，洪水最終排入新沂市阿湖水庫。在西雙湖水庫缺乏灌溉水源時(shí)，水庫可經(jīng)躍進(jìn)河向東通過尤塘閘流入西雙湖水庫，為西雙湖水庫提供水源。水庫于1958年開工建設(shè)，1959年建成蓄水，333總庫容2654萬m，其中興利庫容1207萬m，防洪庫容1759萬m，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。賀莊水庫平面位置如附圖1所示。主壩自1958年11月興建、1959年5月建成。建成以來，歷經(jīng)多次加固，現(xiàn)壩頂長(zhǎng)4

4、025m，壩頂高程42.00m，壩頂寬6.00m，迎水面坡比1:2.5，背水面坡比1:3。本次除險(xiǎn)加固前主要有以下幾個(gè)方面的問題：首先大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)不足。賀莊水庫現(xiàn)有壩頂高程為42.00m，低于50年一遇設(shè)計(jì)水位下的壩頂高程42.23m。其次，大壩樁號(hào)0+000～2+500壩基滲水嚴(yán)重，對(duì)水庫蓄水影響較大。大壩背水坡趾處未做反濾體，背水坡及護(hù)壩地?zé)o排水設(shè)施，以致30m寬護(hù)壩地常年呈沼澤化，嚴(yán)重影響大壩安全。除險(xiǎn)加固灌漿工程自2004年12月8日開工至2005年3月19日按期完成，主要為部分壩體（長(zhǎng)

5、2345m）采用劈裂灌漿（粘土漿），部分壩基（長(zhǎng)1100m）采用高噴灌漿（水泥漿）。除險(xiǎn)加固后，水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)50年一遇設(shè)計(jì)，1000年一遇校核；相應(yīng)設(shè)計(jì)水位39.18m，33校核水位為40.26m；相應(yīng)的庫容分別為1737萬m、2654萬m。賀莊水庫工程等級(jí)為Ⅲ等，相應(yīng)主要建筑物為3級(jí)，次要建筑物4級(jí)，地震設(shè)防烈度Ⅷ度。本文主要對(duì)賀莊水庫的防滲系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，根據(jù)地質(zhì)勘探和安全監(jiān)測(cè)資料等，研究除險(xiǎn)加固前后大壩的滲流性態(tài)，評(píng)價(jià)除險(xiǎn)加固措施的效果。-1-http://www.paper.edu.

6、cn圖1賀莊水庫平面布置示意圖Fig.1SketchmapofplanlayoutofHezhuangreservoir2測(cè)壓管水位分析賀莊水庫滲流觀測(cè)系統(tǒng)僅布置了監(jiān)測(cè)壩體滲壓的測(cè)壓管觀測(cè)系統(tǒng)。測(cè)壓管位于樁號(hào)0+900、樁號(hào)1+300、樁號(hào)1+700以及樁號(hào)2+100斷面。測(cè)壓管選用鍍鋅白鐵管，每排壩后按等間距布置三根，迎水面布置一根。測(cè)壓管位置如圖2所示。賀東涵洞圩莊泄洪涵洞Ⅰ-1Ⅰ-20+900水堤Ⅰ-31+300庫1+700Ⅰ-4西涵洞2+10010.5m6.0m6.0m比例縱:1:100

7、橫:1:200(a)平面位置(b)立面位置圖2測(cè)壓管位置示意圖Fig.2Sketchmapofpiezometertube-2-http://www.paper.edu.cn本文分析以0+900斷面為例，對(duì)該壩段所采取的除險(xiǎn)加固措施的實(shí)際效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。0+900斷面測(cè)壓管水位和庫水位變化時(shí)程曲線如圖3所示。測(cè)壓管水位隨庫水位變化關(guān)系曲線如圖4所示。38.5038.50Ⅰ-1Ⅰ－138.00Ⅰ-2Ⅰ－238.00Ⅰ-3Ⅰ－337.50Ⅰ－4Ⅰ-4庫水位37.0037.50)m(36.50水位庫水位

8、(m)37.0036.0035.5036.5035.0036.0034.5034.0034.5035.0035.5036.0036.5037.0037.5038.001998-1-111998-4-211998-7-301998-11-71999-2-15時(shí)間測(cè)壓管水位(m)圖30+900斷面測(cè)壓管水位和庫水位圖40+900斷面測(cè)壓管水位隨庫水位變化時(shí)程曲線變化關(guān)系曲線Fig.3CurveofwaterlevelofpiezometrictubeFig.4Relationshipbetweenw