七星湖水庫(kù)重力壩設(shè)計(jì)

陳 磊

（黔南布依族苗族自治州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 都勻 558000）

七星湖水庫(kù)為綜合利用水庫(kù)，主要工程任務(wù)是防洪和水景觀功能。主壩重力壩樞紐布置由重力壩（非溢流壩段） +溢流壩（河床溢流段） +壩身泄洪兼放空底孔組成［1］。

1 重力壩布置

大壩為混凝土重力壩，壩體材料采用C15三級(jí)配混凝土。壩軸線長(zhǎng)88.67m，壩頂寬5.00m，壩頂高程824.00m，河床建基面高程為789.00m，最大壩高35m，最大壩底寬度26.00m。壩體分左、右岸擋水非溢流壩段和河床溢流壩段，其中，溢流壩段長(zhǎng)9.0m，左、右岸擋水壩段分別長(zhǎng)44.7m和35.0m［2］。

主壩區(qū)位于都勻向斜近核部西翼，都勻斷層北段上盤(pán)，地層單斜，巖層走向與區(qū)域構(gòu)造形跡一致，河床及兩岸巖層總體走向近南北向，傾向東（傾向上游），產(chǎn)狀NE0°～20°/SE∠50°～65°。受區(qū)域構(gòu)造影響，壩區(qū)主要發(fā)育順河床斷層F1。該斷層走向NW65°，傾向SW，傾角70～75°，切割地層P2，為平移、壓性斷層；根據(jù)地表地質(zhì)測(cè)繪，左岸地層相對(duì)右岸地層向上游平移約30m，地表未見(jiàn)明顯破碎帶，推測(cè)破碎帶寬度約1～2m，影響帶寬度約4m。七星湖水庫(kù)大壩壩址區(qū)出露為二疊系上統(tǒng)吳家坪組（P2w）地層。由上游至下游依次出露P2w2-2薄至中厚層燧石灰?guī)r夾含泥質(zhì)硅質(zhì)巖及頁(yè)巖；P2w2-1薄至中厚層含硅質(zhì)泥巖夾頁(yè)巖；P2w1-2中厚至厚層灰?guī)r；P2w1-1薄硅質(zhì)巖，夾粘土頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖及含燧石灰?guī)r［3］。

2 大壩穩(wěn)定計(jì)算

1）斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)斷面分析及地質(zhì)情況，大壩擬定斷面設(shè)計(jì)如下：上游為鉛直面，下游壩坡817.00 m高程以上鉛垂，817.00 m高程以下為1：0.75坡度。壩體材料采用C15三級(jí)配混凝土。壩頂寬5.00m，壩頂高程824.00m，河床建基面高程為789.00m，最大壩高35.00m，最大壩底寬度26.00m。斷面圖如下：

2）計(jì)算原理

根據(jù)《重力壩壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 （SL319-2005），采用抗剪斷公式計(jì)算壩體抗滑穩(wěn)定。

抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算公式：

混凝土與巖體抗剪斷強(qiáng)度值小于巖體與巖體抗剪斷強(qiáng)度值，壩體抗滑穩(wěn)定受砼巖抗剪斷指標(biāo)控制，重力壩壩基開(kāi)挖至弱風(fēng)化中部基巖，壩基巖體與巖體抗剪斷參數(shù)設(shè)計(jì)采用值：f′=0.7，c′=0.5Mpa。

3）計(jì)算成果及分析

計(jì)算壩段 壩底寬度計(jì)算工況 c`（mpa） f` K` 備注正常蓄水位 0.5 0.7 3.39非溢流壩段（789.00m） 26.00設(shè)計(jì)洪水位 0.5 0.7 3.41校核洪水位 0.5 0.7 3.35＞3滿足要求＞3.0滿足要求＞2.5滿足要求正常蓄水位 0.5 0.7 3.36溢流壩段（789.00m） 26.00設(shè)計(jì)洪水位 0.5 0.7 3.40校核洪水位 0.5 0.7 3.36＞3滿足要求＞3.0滿足要求＞2.5滿足要求

壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算，采用抗剪斷強(qiáng)度公式，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：由上表計(jì)算成果可知，擬定剖面壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

3 大壩應(yīng)力計(jì)算

根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319-2005，應(yīng)力計(jì)算公式如下。

①壩基上下游壩面的垂直應(yīng)力計(jì)算公式

②上下游面水平正應(yīng)力

上游面水平正應(yīng)力：

下游面水平正應(yīng)力：

應(yīng)力分析成果詳見(jiàn)下表。

計(jì)算壩段 計(jì)算工況 上下游面垂直正應(yīng)力（KPa）σyu σyd非溢流壩段（789.00m）正常水位 91.36 563.99設(shè)計(jì)洪水位 85.55 550.08校核水位 62.85 564.94施工完建（空） 21.12 886.97溢流壩段（789.00m）正常水位 33.32 640.81設(shè)計(jì)洪水位 8.58 650.36校核水位 104.51 808.27施工完建（空）808.10 91.71

由上表計(jì)算結(jié)果可知：溢流壩段與非溢流壩段抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。壩基最大壓應(yīng)力為0.874Mpa，小于地基承載力3Mpa；大壩各項(xiàng)應(yīng)力均滿足規(guī)范的要求［4］。

4 結(jié)語(yǔ)

1）本次擬定的大壩體型滿足規(guī)范要求。

2）為滿足壩基抗滑穩(wěn)定，水庫(kù)大壩需在壩踵設(shè)置混凝土齒墻，該措施安全可靠，便于施工，相對(duì)較經(jīng)濟(jì)。