翼墙式连接设计优化详解

在地震区的土石坝枢纽，土石坝与岸坡式溢洪道连接，或与河床溢流坝连接，或与水电站厂房连接，近代常采用翼墙式接头。翼墙中段与土石坝的黏土心墙相接，该段翼墙混凝土断面靠心墙一侧采用较平缓的坡度或特种型式，使黏土与混凝土坡面紧密结合。接触面的容许渗透比降采用1.0。如渗径不满足此要求，则常把心墙扩宽与翼墙相接，或增设一二道刺墙，以满足渗透比降要求。

图9.10　混凝土坝断面逐段缩小的插入式连接

①—混凝土挡水坝段；②—土石坝；③—混凝土坝插入坝段；④—插入墙；⑤—不透水土料或透水土料填筑；⑥—岸坡山体

碧口水电站土石坝右坝端与岸坡溢洪道的翼墙相连接。与心墙接触的混凝土墙坡度上部为1∶0.44，下部为1∶0.59，如图9.6 所示。经过2008 年5 月12 日汶川地震考验，未发现变形或裂缝。

大连市碧流河水库工程位于Ⅷ度地震区，1982 年建成，坝高55m。主河床为混凝土溢流坝，左侧有2 个混凝土挡水坝段，左滩地为沥青混凝土心墙砂壳坝。连接建筑物为翼墙式。右滩地为2 个泄洪底孔，2 个挡水坝段，2 个发电引水洞，1 个城市供水引水洞。右岸为2 个挡水坝段及堆石坝，连接建筑物为翼墙式。如图9.11 所示。

坝址地震烈度较高，左连接建筑物地基又有一条宽20m 的断层，因而对连接建筑物作了三维有限元动力分析。为了满足连接墙的抗震稳定要求以及沥青混凝土心墙与连接墙之间较小的相对位移，与土坝心墙接触的重力式混凝土连接墙内坡采用1∶0.85，与坝壳接触的重力式混凝土连接墙外坡采用1∶0.3，内坡采用1∶0.4。

图9.11　碧流河水库枢纽工程布置图

①—土坝；②—溢流坝；③—挡水坝；④—堆石坝；⑤—左连接墙；⑥—右连接墙；⑦—泄洪底孔；⑧—发电引水洞；⑨—城市供水引水洞；⑩—沥青混凝土心墙；过渡层；观测廓道(www.xing528.com)

日本土石坝与溢洪道边墩的连接常采用翼墙式。例如御所坝，坝高50m，连接部位高40m。与心墙及反滤接触的部位为重力式混凝土墙，内坡为1∶0.65。如图9.12 所示。

以上两例连接墙都采用平缓的坡度，有利于心墙与混凝土的紧密结合。有的土石坝连接墙采用较陡坡度，以节省混凝土工程量，但必须设置刺墙深入到土石坝心墙中去，以满足接触渗径要求和牢固结合要求。例如日本鱼梁濑土石坝，坝高115m，地震烈度Ⅷ～Ⅸ度，与岸坡溢洪道连接的连接墙高25m。由于连接墙较矮，采用了较陡坡度1∶0.25，设置两道刺墙，高 （垂直于连接墙）1.25m，宽1m，两刺墙间距2.0m，如图9.13 所示。

图9.12　御所坝的连接建筑物

（a）平面图；（b）纵断面图
①—黏土心墙；②—反滤层；③—堆石

图9.13　鱼梁濑坝的连接建筑物

（a）平面图；（b）纵断面图
①—心墙填土；②—刺墙

另一种连接建筑物是把连接墙作成曲线形，如日本永源寺坝，地震烈度Ⅷ～Ⅸ度，坝高68m，连接部位高25.5m。连接墙为圆弧形，曲率半径15m，中心角120°，墙面坡度1∶0.1，心墙楔入圆弧墙中间，使之牢固结合。如图9.14 所示。

还有地震区土石坝与混凝土坝连接建筑物的几个实例。一种是混凝土坝断面扩大与整个心墙相接，接合面坡度1∶0.5。建成后经受了Ⅷ度地震考验，没有损坏。另一种是连接部位作成楔状边墩，接合面坡度1∶0.7。还有一种是插入式连接，插入的混凝土断面扩大，末端连接面坡度1 ∶1。土石坝心墙、反滤层、坝壳包围扩大的断面，请参阅 《土坝设计》上册第六章第十五节四。