壁山东岳水库工程研究

刘海婷

摘 要：拟建水库河流陶家沟属长江水系璧南河二级支流，水库坝址下游为柯家桥水库回水范围，水库占用部分柯家桥水库库容。坝址左岸为新建的璧山县人民广场，右岸有城市主干道黛山大道相通，交通便利。水库正常蓄水位294.5m、校核洪水位295.39m，相应库容分别为30.67万m3、39.00万m3，挡水建筑物为C15埋石混凝土重力坝，最大坝高21.75m。本工程为Ⅴ等小（2）型工程。挡水建筑物、泄水建筑物等主要建筑物等级为5级，消能防冲及其它次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。

关键词：东岳水库；最大坝高；稳定计算；应力分析

1 前言

璧南河系长江北岸一级支流，发源于重庆市璧山县大路镇，东转南流，过盐井河水库，经璧山县城璧城镇，过来凤镇，入江津区境，右纳九龙河。汇合口以下始称璧南河，曲折南流至油溪镇北，汇入长江。全流域集水面积1060km2，河长95km。

东岳水库坝址位于璧山县璧城街道陶家沟上，位于已建的演武桥上游约60m处，陶家沟为璧南河右岸二级支流，楠木沟一级支流。楠木沟全流域集雨面积为9.10 km2，河长5.70km，发源于来龙场，由西向东流经蔡家湾、李家桥，于正南村纳右支沟陶家沟，在璧山县文星桥处汇入璧南河。

陶家沟发源于璧山县团堡村横断山，东北流过长大田、二喜桥、演武桥、万寿桥等地后入柯家桥水库（西湖水库）后，再汇入楠木沟。陶家沟全流域面积3.27km2，河道长度2.81km，河道平均比降8.99‰。

东岳水库位于柯家桥水库（西湖水库）库尾河段，坝址以上集雨面积2.53km2，河道长度2.01km，河道平均比降9.88‰。

2 工程方案

本工程主要建筑物由坝枢挡水建筑物、泄水建筑物、放水建筑物组成。

挡水建筑物为埋石混凝土重力坝，其特征水位：水库正常蓄水位为294.50m，设计洪水位295.20m，校核洪水位295.39m。根据坝址的地形地质条件和场地周围建筑物及景观要求，拟定坝轴线位置，左岸端点（K1）坐标为：X=70427.164，Y=28896.085；右岸端点（K2）坐标为：X=70569.503，Y= 28827.619（坐标为当地独立坐标系统）。最低建基面高程274.50m，坝顶高程296.25m，最大坝高21.75m。坝顶全长157.95m，坝体由8条横缝分为9个坝段，其中1#、2#、3#坝段位于人民广场回填地坪以下。

溢流坝段布置于河床5#和6#坝段，由1个开敞式溢流表孔组成，孔宽30m。堰体采用实用堰，堰顶高程294.50m。堰顶宽2m，上游为圆角，半径0.5m。最大下泄流量为39.90m3/s，溢流堰相应单宽流量为1.31m3/（s·m）。

溢流坝段下游设消力池，长6m，宽30m，末端设消能坎，坎高0.6m。消力池边墙为直墙，高2.3m，宽1.2m。

放水建筑物主要用于放空，选用坝体埋管的形式，位于坝0+097.05处，放水管管径DN1000，放水管进口中心高程为290.00m，放水管于坝后采用工作闸阀控制，闸阀控制平台高程为287.70m。控制平台之后，放水管接入消力池。

3 设计及计算

3.1 坝顶高程的确定

根据《混凝土重力坝设计规范》（SL 319-2005）8.1.1的规定：混凝土重力坝坝顶高程应根据正常蓄水和校核洪水两种运用情况确定。

坝顶超高按《混凝土重力坝设计规范》（SL 319-2005）81.1的规定计算确定。

坝顶安全超高：△h=hb+hZ+hc

计算最大坝顶高程由设校核水情况确定，其计算最大坝顶高程为296.246m，最终确定坝顶高程为296.25m。

3.2 大坝抗滑稳定分析

柯家桥水库正常水位290.00m，校核洪水位290.18m，汛限水位286.60m，本工程下游地面高程288.30m。

重力坝沿建基面的抗滑稳定按按抗剪强度公式和抗剪断公式，应力分析采用材料力学方法计算。①力坝沿建基面的抗滑稳定按抗剪公式如下：Ks= ΣΣ.PUWf）（

上式中：Ks—抗滑稳定安全系数；

f—滑动面上的抗剪摩擦系数；W—作用于计算截面以上坝体的全部荷载对滑动平面的法向分值，KN；U—扬压力，KN；ΣP—作用于计算截面以上坝体的全部荷载对滑动平面的切向分值，KN。

通过计算分析水库蓄水至正常水位，下游为柯家桥水库寻限水位时为最不利工况，由上表计算结果可知：正常蓄水和设计洪水位情况，坝体抗滑稳定安全系数均大于3.0，校核洪水位情况坝体抗滑稳定安全系数大于2.5；地基最大应力也不超过地基允许承载力。故坝基应力和坝体抗滑稳定安全系数均满足规范要求。

4 结论及建议

（1）璧山县东岳水库工程是一座以提升城市景观形象为主兼顾城市防洪的小型水利工程，东岳水库正常蓄水位294.5m、校核洪水位295.50m，相应库容分别为30.67万m3、39.00万m3。本工程为Ⅴ等小（2）型工程。挡水建筑物、泄水建筑物等主要建筑物等级为5级，消能防冲及其它次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。

（2）水库扩建后成库条件较好，不存在向周边邻谷及库盆的渗漏；水库岸坡未见滑坡、泥石流等不良地质现象，水库自然库岸稳定性较好；水库无淹没、浸没问题；水库淤积问题不突出；水库发生诱发地震的可能性小。

（3）东岳水库正常蓄水位294.5m、校核洪水位295.50m，相应库容分别为30.67万m3、39.00万m3，主要建筑物由坝枢挡水建筑物、泄水建筑物、放水建筑物组成。挡水建筑物为C15埋石混凝土重力坝，最大坝高21.75m。

参考文献

[1]吴持恭，水力学（下册），高等教育出版社，1984.3。

[2] 林继镛主编，《水工建筑物》[M]，北京：中国水利水电出版社，1996。

[3]袁光裕主编，《水利工程施工》[M]，北京：水利电力出版社，1996；

[4] 《水工建筑物荷载设计规范》DL5077—1997 [S]，中国水利电力出版社；

[5]《水利水電工程等级划分及洪水标准》SL252—2000[S]，中国水利电力出版社。。

[6] 朱 敏等， 江垭碾压混凝土重力坝泄洪消能结构设计，人民长江，2007年3月第38卷第3期