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护坡不护底:消力塘与边坡衬砌安全探析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:在消力塘基岩条件较好时,不一定要衬砌消力塘,只需对冲刷部位预挖、对断层进行处理、基岩锚固和两岸护坡等,其造价比衬砌消力塘低得多。因为消力塘边坡防护结构直接保护着两岸山体的坡脚,其稳定性是非常重要的。本章主要讨论护坡不护底消力塘及边坡的安全问题。

护坡不护底:消力塘与边坡衬砌安全探析

随着大江大河峡谷区高水头、大泄量水利枢纽的兴建,由于泄洪区狭窄、泄洪功率巨大,给泄洪消能型式的选择、布置、设计带来相当大的难度,是当前筑坝技术的关键技术难题。鉴于峡谷区高坝工程泄洪消能特点,挑流消能型式虽可使出坎射流挑入坝下游较远的区域,但如对河床不加以保护,所形成的冲坑往往与坝体或拱坝坝肩抗力体相毗邻,可能会危及坝体和坝肩抗力体的稳定性,故对于200m以上通过坝身宣泄大流量的高坝工程,为安全起见常常在坝下消能区通过混凝土衬砌来加固河床和边坡免遭下泄水流的冲刷破坏,形成“挑流式消力塘消能”,就是所谓的“即护坡又护底消力塘结构”。

在消力塘基岩条件较好时,不一定要衬砌消力塘,只需对冲刷部位预挖、对断层进行处理、基岩锚固和两岸护坡等,其造价比衬砌消力塘低得多。由此,提出了“护坡不护底消力塘”的问题。国内外已有一些工程采用这种消力塘,例如土耳其的Berke拱坝[1]和南非的Katse拱坝[2]下游消力塘;国内莲花水电站溢洪道下游采用预挖不衬砌水垫塘[3],特别是巴西的Tucurui溢洪道下游采用预挖冲坑(不衬砌水垫塘)成功地渡过了11000m3/s的洪水,证明不衬砌消力塘对于控制消能防冲,提高工程经济效益有明显作用[4]。这种消力塘同冲刷坑的区别在于消力塘要预挖到一定基岩高程,形成足够消力塘容积,开挖后基岩、断层、破碎带等还要处理;两岸坡衬砌,坡脚处还要做一定深度的齿槽,防止水流淘刷坡脚,威胁两岸边坡的稳定。护坡不护底消力塘的优点在于:增加消能体积,减少基岩冲刷平衡深度;降低冲刷坑后的堆丘高度,避免堆渣冲往下游,壅高下游水位,影响电站发电;便于及时发现断层,并对其进行处理;便于对开挖后基岩加固处理,如基岩地固结灌浆、锚固加固,以增加岩体稳定性,避免消力塘冲刷过深,破坏地应力,影响大坝稳定;开挖后两岸边坡进行衬砌,并在坡脚处作一定深度的齿槽,以保证岸坡稳定和坡脚不被淘刷。因为消力塘边坡防护结构(混凝土衬砌板块)直接保护着两岸山体的坡脚,其稳定性是非常重要的。由于边坡衬砌块具有一定的倾角,自身重力不能全部发挥抗失稳作用,存在破坏的危险。本章主要讨论护坡不护底消力塘及边坡的安全问题。(www.xing528.com)

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