輸水工程取水首部圍堰防滲及穩定性分析

秦增平

（遼寧西北供水有限責任公司，遼寧沈陽 110000）

1 工程概況

輸水工程取水首部圍堰位于桓仁水庫庫區內，圍堰長81.7 m，堰頂高程307.6 m，頂寬13.0 m，最大堰高51.4 m（軸線處）。設計標準20年一遇，相應庫水位304.89 m。根據工程重要性，施工防洪度汛標準50年一遇，相應設計庫水位307.11 m。圍堰防滲體頂高程305 m。上游邊坡1∶1.5，下游邊坡1∶1.75。

取水首部圍堰和傳統圍堰基礎差別很大，該圍堰基礎沉積層不充分且修建在厚度不足18 m的河床上，地質地形條件復雜；采用鉆爆法洞挖石渣拋填修筑而成，缺乏良好的邊界制約條件；圍堰防滲體采用常規水泥灌漿很難形成有效防滲帷幕，經過研究，圍堰堰體沿圍堰中線設4排灌漿孔。上、下游兩排采用膏漿灌漿，設計排距3.5 m，孔距1.0 m。中間2排采用帷幕灌漿，設計排距1.0 m，孔距2.0 m。

取水首部圍堰擋水深度33.7 m，是整個輸水工程的關鍵部位，其修建成功與否決定著整個輸水工程的成敗。圍堰防滲和穩定性分析計算對后續工程安全具有重要意義，一旦出現事故將會產生難以估量的生命財產損失和社會影響。

2 計算原理

靜力計算采用增量分析方法以模擬實際的施工過程，該結構模型采用鄧肯張E-B模型，其平面應變條件下的增量應力～應變關系由下式表示：

式中：△σx，△σy和△τxy為應力增量；△εx，△εy和△γxy為應變增量；為鄧肯張E-B模型的彈性矩陣，如式（2）所示：

式中：B為體積模量；E為彈性模量。

處于加載狀態的土體單元，式（2）中的E為切線彈性模量，其表達式為：

研究表明，堆石體的摩爾庫侖強度包線呈現非線性，故可用下式對其修正：