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1壩體設計

瀝青混凝土心墻土石壩布置在炭廠溝至唐家溝順直河段，軸線距炭廠溝口約110.0m，最大壩高48.0m，壩頂寬7.0m。上游壩坡1∶2.25、1∶2.50、1∶2.75，在628.50m高程處設有寬22.75m、高7.50m、外邊坡1∶2.75的石渣平臺;下游壩坡1∶2.00、1∶2.25、1∶2.50，在647.00m高程處設有寬2.0m的馬道，在627.00m高程處設有寬10.0m、高6.0m、外邊坡1∶2.50的石渣平臺。瀝青混凝土心墻厚50cm，采用等厚布置，在心墻和壩殼石渣料之間設有寬2.0m的過渡層。為降低下游壩體浸潤線并排水通暢，在壩殼石渣料和基礎覆蓋層之間，沿621.00m高程鋪設一層厚1.5m的過渡帶與下游貼坡排水相接。壩基覆蓋層由卵礫石夾砂及薄層粘土透鏡體組成，經穩定分析計算，只須清除表層土，將大壩置于黃色砂礫石層上，即能滿足大壩抗滑穩定及變形要求。大壩防滲系統由瀝青混凝土心墻、基礎現澆混凝土防滲墻與基巖灌漿帷幕組成。河床覆蓋層防滲采用開挖基坑澆筑混凝土防滲墻，結合瀝青混凝土心墻基座布置，防滲墻厚2.0m，最大深度17.0m，混凝土強度等級為C15，抗滲標號W6。兩岸基巖及混凝土防滲墻以下基巖防滲采用帷幕灌漿。防滲軸線位于瀝青混凝土心墻軸線下游0.45m處，布置兩排帷幕孔，孔距2.0m，排距0.9m，深入基巖相對不透水層以下1.5m，兩岸延伸至與正常蓄水位665.00m相接，帷幕防滲標準為檢查孔壓水試驗透水率不大于5Lu。瀝青混凝土心墻土石壩設計剖面。

2筑壩材料設計

石渣料大壩填筑石渣料主要采用右壩肩667.00m高程以上料場開采料及壩肩和溢洪道開挖料，不足部分再從緊靠溢洪道右側的馬家梁子料場開采。上游壩殼料位于水下，采用新鮮、弱風化頁巖石渣料;下游壩殼料位于干燥區，強、弱風化頁巖石渣料均可上壩;河床混凝土防滲墻兩側填筑料，采用強、弱風化頁巖石渣料。過渡料過渡料位于瀝青混凝土心墻上、下游側，要求質地堅硬，具有較高的抗水性和抗壓強度(大于50MPa)，軟化系數大于0.85。經試驗論證，采用燕子釬灰巖人工料，最大粒徑60mm～80mm。滲流分析采用有限元法對壩體進行滲流分析計算。經計算，壩體單寬滲漏量約0.1m3/d·m，平均滲漏量約為10.38m3/d，僅為多年平均日來水量的0.04%，年滲漏量約為0.39×104m3，占水庫總庫容的0.03%。計算結果表明，瀝青混凝土心墻、基礎混凝土防滲墻和壩基帷幕灌漿構成了大壩完整的防滲系統，起到了良好的防滲作用，壩體滲漏量極小，浸潤線的位置較低，大壩不存在滲漏和滲透穩定問題沉降計算壩體材料為頁巖石渣料，壩基為卵礫石夾砂覆蓋層，壩體、壩基均為粗粒料，采用變形模量按分層總和法計算壩體最終沉降量。經計算，壩體最終沉降量0.35m，壩基最大沉降量0.27m。穩定分析壩體填筑料為頁巖石渣料，在強度指標選擇上，分別采用線性強度指標和非線性強度指標。穩定計算方法分別采用瑞典圓弧法、簡化畢肖普法和摩根斯頓法。壩坡穩定計算工況為施工期(竣工)的上、下游壩坡、穩定滲流期下游壩坡、水位降落期上游壩坡。以河床最大斷面作為計算典型斷面進行壩坡穩定分析計算，用單形法自動搜索最小安全系數和最危險滑裂面。各種工況壩坡穩定計算最小安全系數見。計算結果表明，在各種工況下，瀝青混凝土心墻土石壩滿足大壩抗滑穩定要求，大壩能安全運行。

3大壩分析計算

壩殼最大沉陷－24.9cm，蓄水后向下游的最大水平位移25.9cm，最大剪應力0.646MPa，最大剪應變6.81%，有6個單元的應力水平大于1。瀝青混凝土心墻最大沉降－12.8cm，蓄水后向下游的最大水平位移25.9cm，最大主應力0.917MPa，最大應變3.74%，拉應變－1.39%，應力水平小于1。混凝土防滲墻最大沉降－2.6cm，蓄水后向下游的最大水平位移21.7cm，最大主應力14.359MPa，最大應變0.33%，拉應變－0.08%，應力水平小于1分析計算表明，瀝青混凝土心墻土石壩滿足壩體應力應變要求，大壩能安全運行。8觀測資料分析從2002年4月3日起，對大壩進行了5次觀測，壩體沉陷為0.0～6.0mm，平均沉陷2.8mm，壩體位移較小。從2001年2月10日起，對大壩測壓管進行了120次觀測，管內水位穩定，受庫水位變化的影響較小，其中在庫水位662.82m時，3個測壓管水位為621.86m、621.82m、621.52m，最大水頭差41.3m;在庫水位655.00m時，3個測壓管水位分別為621.69m、621.66m、621.17m，最大水頭差33.8m，下游壩體浸潤線位置較低。從2001年12月11起，對大壩下游量水堰進行了56次觀測，滲流量為0.011m3/s～0.029m3/s，壩體滲漏量穩定，受庫水位變化的影響較小。觀測資料表明，瀝青混凝土心墻土石壩運行良好。

4結語

根據河床覆蓋層較厚、壩址附近缺少天然防滲材料而有儲量豐富的頁巖石渣料的特點，通過多種壩型和防滲材料的比較研究，采用碾壓式瀝青混凝土心墻頁巖土石壩型，很好地處理了軟基建壩、壩體防滲和筑壩材料問題。實踐證明洞塘水庫的壩型選擇和瀝青混凝土心墻土石壩的設計是成功的。該壩是西南地區建成的第一座碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩，為瀝青防滲技術在水利水電工程中的推廣和應用積累了寶貴的經驗。

作者：于麗潔單位：惠州市水利局