文档介绍：恒山水库左坝肩抗滑稳定加固方案研究
周清海
【摘要】恒山水库左坝肩为一突出的单薄山体,在地形上处于三面临空,岩体内裂隙、节理发育。长期以来,水库一直限制水位运行。目前在各种运行工况下,由软弱夹层11层和F1断层构成的可能滑动岩体的稳定满足规范要求,对左坝肩稳定不利的滑动面是软弱层面12-(4)层。为了提高左坝肩软弱层面12-(4)层的抗滑稳定性,在改善坝体应力、满足坝体加固要求的前提下,拟定左坝肩软弱层面12-(4)层的抗滑稳定要求的加固方案。
【关键词】左坝肩 12-4断层抗滑稳定
恒山水库坐落在山西省浑源县城南5km,北岳恒山脚下,东坊城乡唐家庄村附近,位于海河流域永定河水系桑干河上游浑河支流唐峪河上。水库总库容1158万m3,坝址以上控制流域面积164km2,是一座以防洪为主、兼顾灌溉等综合利用的中型水库,工程等别为三等。水库原设计防洪标准为100年一遇,校核洪水标准为500年一遇。
大坝为混凝土双曲薄拱坝,是我国第一座实验性拱坝。最大坝高69m,坝基宽15m,,,建筑物级别为三级。
恒山水库于1958年由地方设计并施工,到1960年基本建成投入运行。1961年进行补充修改设计,3月原水利电力部工作组对工程进行了检查,考虑到坝体本身及左坝肩存在的一些问题,左坝肩为一突出的单薄山体,在地形上处于三面临空,而靠山体一侧又开挖了一敞开式溢洪道,进一步削弱了坝肩,同时岩体内裂隙、节理发育。长期以来,水库一直限制水位运行。
坝址为一平缓的单斜曲,岩层走向近东西向,倾向上游偏左岸,倾角平缓。产状走向北东76°到北西250°,倾向南东到南西,倾角13°~20°。
坝基主要软弱滑动面及切割面特征(其位置见图1):
(1)F1断层是一条逆平移断层,由钙质胶结较好的细粒角砾岩和断层泥组成。它平切两岸坝基,贯通上、下游,断层面倾向上游偏左岸,倾角平缓。
(2)坝基岩体发育有软弱夹层11层(左岸出露标高1228m)和12-(4)层(左岸出露标高1236m)。,为薄层泥灰岩与薄层石灰岩互层。12-(4)层由薄层泥灰岩、石灰岩互层并夹有灰质粘土页岩所组成。层厚10㎝左右,在底部2~7㎜,地表10~12m范围内完全风化成泥(粘土)。
(3)左坝肩发育有与拱推力方向相一致的高倾角裂隙T1、T3、T4、
图1 左岸岩体滑动面位置图
图2 左岸坝基裂隙平面图
T34、T35和与拱推力方向近于垂直的高倾角裂隙T40、T41等,见图2。
大坝左坝肩凸形山体上、下游面临空,且单薄,加之发育的裂隙、节理切割降低了岩体抗滑稳定性。水利部山西水利水电勘测设计研究院在《恒山水库大坝安全鉴定报告》中对沿上述软弱滑动面的滑动进行了分析计算,审查结论认为:在各种运行工况下,由软弱夹层11层和F1断层构成的可能滑动岩体的稳定满足规范要求,对左坝肩稳定不利的滑动面是软弱层面12-(4)层。
左坝肩为一突出的单薄山体,在其左侧开挖了深达14~20m的溢洪道,在1230m高程以上,地形长度(L)仅为55~60m,距溢洪道边缘的宽度(B)约为10~20m,在地形上处于三面临空。
考虑与坝端推力方向一致的高倾角T1、T3、T4、T