关于拱坝的地质勘察评价
浅谈小型砌石拱坝安全评价工程地质勘察
浅谈小型砌石拱坝安全评价工程地质勘察福建省宁德市共有小㈡型以上水库（水利）316座，其中中型水库9座，小㈠型水库52座，小㈡型水库255座。
相当部分的小型水库大坝是浆砌石拱坝，且运行时间日久，由于维护经费不足、管理不善等原因，许多砌石拱坝存在诸多病险隐患。
2007年以来，随着国家对水利基础设施安全的重视，投入大量资金，支持农村水利工程进行安全鉴定与除险加固。
为彻底消除小型水库病险隐患，宁德市启动了全区农村病险水库大坝全面安全鉴定与除险加固工作。
由于众多小型砌石拱坝都是在二十世纪八九十年代开工建设的。
受当时施工条件、经费等诸多原因制约，很多砌石拱坝前期施工都没有进行地质勘察工作。
水库蓄水投运后，又缺乏维护资金，加上管理不善，致原设计、施工及相关验收资料大部分缺失，几乎无法进行大坝安全评价、鉴定与相应除险加固设计工作。
因此，对这些砌石拱坝现状地质勘察工作尤为重要。
1.工程概况已建砌石拱坝大部分年代久远。
按规范先进行大坝现场地质查勘，检查，调绘，初步摸清坝址工程地质与水文地质条件，如坝肩稳定状况、大坝渗流状况等。
通过此举，虽也能发现大坝外部地质环境一些问题，但坝体内部与大坝基础情况究竟如何、工程质量控制主要指标，如坝基岩性、开挖是否到位、坝体砌筑材料的组成与胶结情况、砌筑密实度、砼等胶结材料强度变化等则无法获知，因此，对砌石拱坝进行地质钻探勘察，在某种意义上讲，就好比对人体作CT检查。
通过坝体、基础地质钻探勘察，才能全面摸清坝体内部与坝基情况，为大坝安全评价、鉴定与除险加固设计提供有力依据。
闽东小型浆砌石拱坝多为单曲或双曲拱坝。
很多坝顶宽度都不足2m，有的浆砌石拱坝甚至只有0.8m～1m，钻探操作与平常的工民建地质勘察存在天壤之别。
不仅要求钻探孔位选择合理，而且在安全操作方面也需高度重视。
要根据坝高、坝型特点，布置搭设钻机操作平台、防护拦杆，施工时还要严格按相关规范进行作业，才能确保操作人身安全。
2.水库大坝勘察安全评价2.1水库大坝钻孔布置原则砌石拱坝地质勘察工作原则上应在坝顶左、右非溢流段及溢流堰中部布置钻孔。
拱坝坝肩稳定的可靠度分析
拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析(表七)
拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析
本文应用研制的BR·SAIDP 程序, 对左、右岸6个 高程的坝肩岩体进行了可靠度计算,得到了每一高程各 滑型出现的概率、沿该滑型滑动的概率、坝肩失稳的全 概率以及坝肩稳定的可靠指标。 左、右岸坝肩岩体静力抗滑稳定可靠度计算结果分 别列于表4 、表5。对于实际上不可能出现的滑型, 表 中未列出。从表4的计算结果可见, 左岸坝肩岩体以沿P3 面(即底滑面) 滑动的单面滑型为主, 只有在1130 m, 1090m两高程兼有沿P1,P3 面交线滑动的双面滑型出现。 而由表5的计算结果可以看出, 右岸坝肩岩体失稳只出 现单面滑型, 在113Om高程以上是沿P3面滑动, 以下各高 程则可能沿P2面或P3面滑动。
（19）
经分析整理, 将各随机变量及其统计特性列于表2,表3。 2.3 坝肩岩体静力、动力抗滑稳定可靠度分析 由上述讨论知坝肩岩体失稳有多种滑动形式。对于 每一种滑型, 可根据其运动学条件和力学条件建立相应的 极限状态方程。由极限状态方程求解可靠指标的方法很 多, 本文采用优化迭代方法, 得到了令人满意的计算结果。 由各极限状态方程求出相应的失效概率后, 即可用式(1 6) 计算坝肩岩体的失稳概率, 并进一步求出其可靠度。
拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析
对坝肩岩体进行动力抗滑稳定可靠度分析时, 应同 时计人静力、动力计算中的随机变量。本例设地震烈度 为7度,取综合影响系数Cz=1/4 ,其它参数参照现行规范 取值, 选择最危险情况加地震荷载, 即沿顺河流方向。 表6、表7分别给出了左、右岸各高程动力抗滑稳定 可靠度计算结果,由表6可见, 左岸1090m高程以上坝肩 失稳有两种滑型, 即沿P3面的单面滑动和沿P1,P3面交线 的双面滑动。1090m高程以下坝肩岩体失稳只有沿P3面滑 动一种形式。表7给出的计算结果表明, 右岸坝肩岩体 只产生单面滑型,1130m 高程以上是沿P2面滑动, 以下是 沿P2面或P3面滑动。980 m 高程岩石的抗剪断指标偏低, 所以算得的可靠指标值较小。
浅谈小型砌石拱坝安全评价工程地质勘察
浅谈小型砌石拱坝安全评价工程地质勘察【摘要】本文主要围绕小型砌石拱坝的安全评价展开，通过分析其特点、工程地质勘察内容、影响安全评价的因素、研究方法以及案例分析，探讨了工程地质勘察对小型砌石拱坝安全评价的重要性。
研究发现，工程地质勘察可以为小型砌石拱坝的设计和施工提供重要参考，有助于发现潜在的安全隐患并采取相应措施加以解决。
未来，可以进一步完善研究方法，提高评价的准确性和可靠性，为小型砌石拱坝的安全保驾护航。
通过本文的分析和总结，可以为相关领域的研究和实践提供借鉴和参考。
【关键词】小型砌石拱坝、安全评价、工程地质勘察、研究方法、案例分析、重要性、展望1. 引言1.1 研究背景研究背景：小型砌石拱坝在水利工程中起着重要的作用，其安全性直接关系到工程的稳定性和持久性。
由于受自然地质条件和施工技术等因素的影响，小型砌石拱坝在实际施工和运行过程中存在一定的安全隐患。
对小型砌石拱坝的安全评价工作显得尤为重要。
目前，对小型砌石拱坝的安全性评价主要包括结构安全、水利安全和地质安全等方面。
地质条件是影响小型砌石拱坝安全的重要因素之一。
进行工程地质勘察，详细了解坝址地质环境及地质构造，对小型砌石拱坝的安全评价具有重要意义。
本文旨在通过对小型砌石拱坝安全评价工程地质勘察的探讨，为改善小型砌石拱坝的安全性提供参考。
通过分析现有问题和存在的挑战，探讨有效的研究方法和实践经验，以期为小型砌石拱坝的安全评价工作提供有益的借鉴。
1.2 目的在小型砌石拱坝工程中，工程地质勘察是至关重要的环节。
其目的在于全面了解工程区域的地质情况，为设计和施工提供可靠的地质资料和依据。
通过调查地层岩性、地下水位、地形地貌等因素，可以有效评估工程地质条件对小型砌石拱坝安全性的影响，为安全评价提供重要支持。
工程地质勘察还可以为工程施工方案的制定提供重要参考，避免因地质问题导致的工程事故发生。
本文旨在深入探讨小型砌石拱坝工程地质勘察的内容、影响安全评价的因素以及相关研究方法，结合案例分析，进一步阐明工程地质勘察对小型砌石拱坝安全评价的重要性。
谈拱坝勘察中的主要问题
谈拱坝勘察中的主要问题
谈谈在进行拱坝勘察时遇到的主要问题，这是一项非常复杂的任务，需要多方面的技能和知识来处理。
以下是几个主要问题：
1.地质环境
拱坝的建设需要优质的地质环境，因此在勘察时必须花费大量时间来检查和研究当地的地质环境。
其中最重要的是岩体稳定性分析，以确定岩石的稳定性是否足够支撑拱坝的结构，以及地形和地貌特点，确定可能会影响拱坝稳定性的任何因素。
2.水文环境
水文环境是拱坝勘察中必须考虑的另一个主要问题。
在勘察时必须测量和记录流域中的降雨、径流和水库贮水等数据，以确定建造拱坝的最佳位置和方案。
3.社会和环境影响
在进行勘察时，需要考虑拱坝建设对当地社会和环境的影响。
这包括可能影响航运、渔业、旅游和水文资源等方面的因素。
因此，在拟定拱坝建设计划时，需要广泛的社会与公众咨询，并进行环境影响评价。
4.技术问题
在进行拱坝勘察时，需要考虑到技术问题。
勘察人员必须掌握先进技术和知识，如机器学习和数据处理，以便更好地收集和分析勘察数据。
因此，对于拱坝勘察，需要考虑许多因素，包括地质、水文和技术问题，以及社会和环境影响等方面的问题。
通过深入研究这些因素，勘察人员可以确保拱坝的建设是安全可靠的，并符合社会和环境规范。
拱坝地震安全评价的模型坝体阻尼
以上三座 大坝都 建立 了包 括水 库 和地基 的三 维有 限元 模 型。几何 特 征 的设 置 通 过 Ｆ ＭＡ Ｅ Ｐ程序完成 ， Ｅ Ｐ是一个专 门的前后处 理工具 。图 ４ 示为彭 达加勒 大坝模 型 Ｆ ＭＡ 所
Ｆ ＭＡ Ｅ Ｐ程序 的一个应用实例 。所有 的地震 响应计算 利 用 Ｅ Ｃ Ａ Ｄ一３ Ｄ程 序完成 。Ｅ Ｏ ＡＤ
图 １ 埃默森拱坝及其加速 度记 录器位置示意
１
维普资讯
２ ２ 莫弗瓦森大坝 ．
１５ 年建成 的莫弗瓦森大 坝在 １ ９ 年被加 高 ， ９７ ９１ 加高后 坝高 ２ ０ ５ ｍ。坝顶 长度 ５ ０ ２ｍ， 有２ ８个坝段 ， 水库库容 ２ ０ ０ｍ 。坝顶宽度 １ｍ， ０ ×１ ３ ２ 坝底宽度 ５ ｍ。大坝 和加 速度记 录 ４
２ 大 坝 调 查
２ １ 埃 默森 大坝 ．
埃 默森大坝坝高 １０ 水库库 容 ２ ５ 。于 １７ ８ ｍ， ２ １ ｍ３ Ｘ ０ ９４年建 成的这座 双 曲拱 坝 坝顶 长度 ５ ０ ３ 个 坝段 ， 个检查 廊道 。坝顶宽 度为 ９ 坝底宽 度为 ３ ～５ｍ。大坝是 非 ５ ｍ，９ ９ ｍ， ５ ０ 对称型 的 ， 在右坝肩有一条重力式溢洪道 。 图１ 所示为 满库 和大坝 的俯 视 图， 以及 加速度 记 录器位 置示 意。上 部三 个加速 度记 录器 （ 位置 １ ３ 布置 在坝顶 以下 ５ 的上 廊道 内， 四个加速 度记 录器 布置于 坝基 （ 到 ） ｍ 第 位 置 ４ 。还有一个 自由场加速 度记 录器安装在坝下游 ２ ｍ 处。这些仪器 曾在 ２ ０ ） ｋ ０ １年 ２月 ２ ３日发生在距 坝 ｌｋ 的森布 朗奇尔小地震 （ ＝３６ 中被触发 。 Ｏｍ Ｍ ．）
拱坝勘察重点难点分析
拱坝勘察重点难点分析摘要：拱坝对地形、地质条件要求很高，勘察工作要有所侧重，须重点查明岩体抗变形能力，抗滑稳定等工程地质问题。
本次勘察工作主要利用钻孔、平硐、物探（钻孔电视及钻孔声波测试）等多种勘察手段进行勘察。
关键词：拱坝；钻孔电视；声波测试；平硐引言中国是世界上建造拱坝最多的国家。
拱坝作为一个整体的超静定结构，与同样客观条件的重力坝比，工程量可以节省1/3～1/2。
但拱坝对地形、地质条件及坝基处理要求很高，一旦大坝运行中出现问题，后果十分严重。
例如1959年法国马尔帕塞拱坝失事造成死亡失踪500余人，财产损失超300亿法郎，这些教训值得吸取。
随着拱坝建设及失败经验的积累，勘察设计人员对岩体抗变形能力，抗滑稳定及渗透稳定等重点地质问题也越来越重视，需要我们运用各种勘察手段重点查明。
1工程概况临安某水库是一座以防洪、供水和改善水环境为主，兼顾灌溉、发电等综合利用的水库。
坝址以上集水面积80km2，水库正常蓄水位325.00m，总库容2915万m3，防洪库容923万m3，电站装机容量4000kW，多年平均发电量1002万kW.h。
设计推荐坝型为混凝土重力拱坝，坝顶高程332.0m，最大坝高74.5m。
2坝区工程地质条件2.1 地形地貌坝址河谷宽约45m，左岸山体雄厚，山坡坡度45°～50°，右岸为山脊，山体相对单薄，山坡坡度39°～43°。
坝址右岸分布基座阶地，沿河岸边断续出露与变质岩组成的基岩重叠，阶地堆积物为含泥砂砾卵石层，上覆有厚度不一的坡残物堆积。
2.2 地层岩性坝址区岩性为震旦系下统志棠组上段（Z1z3）青灰色角岩化泥岩，角岩变质程度深，微层理发育，新鲜岩石胶结致密、岩质较硬，中厚层～厚层为主，单层厚度一般50cm～80cm，岩层产状：290°～340°，SW∠46°～65°，层面倾向上游，坝址岩体受附近区域断层影响，普遍硅化，程度不一。
拱坝工程地质勘察中的若干问题浅析
２ Ｂ ０ ８ — ９推 荐 分 类 ． ５ ２７ ９ Ｇ
坝 基 岩体 的利 用 有 着 长 足 的 发展 。 着 坝 工设 计 的 技术 进 步 、 随 工 程 地 质 界对 坝 基 岩 体 的认 识 不 断 深入 和基 础 处 理 的水 平 不 断 提
高 。 基 开 挖 由深 到 浅 。 意 充 分 利用 坝基 岩体 。 坝 注
度 和 抗 滑 稳定 安 全 度 。 坝工 程 地 质 勘 察 ， 查 明坝 址 区 工程 地 拱 要 质 条 件 ， 行 坝 基 岩 体 工 程地 质分 类 。 出各 类 岩体 的物 理 力 学 进 提
１ ５ ２ ８ ９ 荐 分 类 ． ０ １— ４推 ＧＢ Ｇ ５ ２ ８ ９ （Ｉ 岩 体 分 级 标 准 ） 考 虑 岩 石 的 坚 硬 程 度 Ｂ０ １—４ －程 － 中 和岩 体 完 整 程 度 。 用 岩 石 单轴 饱 和极 限抗 压 强 度 Ｒ 和 岩 体 完 利 ｃ
质 量 分 类 采 用本 标 准 ， 不太 适 宜 。
素， 又有 上部 结 构 的 因索 ， 既有 技术 因素又 有投 资 因 素。建 基 面 的 选择 直接 关系 到 坝基 开挖 量和 坝体 工程 量 、 工期 及大 坝安 全等 。 施
早 些 时 候 传 统 的建 基 面 选 择 ，要 求 坝 基 开 挖 至 微 风 化 ～ 新
【 摘要 】 建基面 岩体质量分类 地质参数
水 利 水 电工 程 拦 河 拱 坝 要 求 坝 基 和坝 肩岩 体 具 有 足 够 的坚 固性 和 稳定 性 ，拱 坝 作 用 在 拱 座 上 的 力 主要 有 轴 向推 力 （ 向 切 力 ）水 平 推力 （ 向 力 ） 、 径 和竖 向力 。拱 坝对 坝基 要 求 有 足够 的 刚
木拱河水库库区工程地质条件评价
木拱河水库库区工程地质条件评价根据木拱河水库库区基本勘察资料，对工程建设有影响的水库渗漏、库岸稳定、淹没及固体径流、水库诱发地震等关键地质问题进行详细的分析评价。
结果表明：木拱河水库库区工程地质较好，能满足工程施工建设要求。
对库首段存在绕坝渗漏问题，通过防渗处理后，具备成库条件。
标签：木拱河水库；库区地质条件；岸坡稳定1 工程概况木拱河水库位于三岔河右岸支流波玉河上游木拱河上，属长江流域乌江水系。
库坝区总体交通条件一般。
木拱河水库坝高约40m，正常蓄水位高程1233m，库区水3.0km，库容692万m3，工程规模为Ⅳ等小Ⅰ型水库枢纽。
工程主要解决附近乡镇、当地农民的人畜饮水、农业灌溉及附近工矿企业用水问题[1]。
2 库区工程地质条件2.1 地形地貌库区所在河段为木拱河中下游白岩脚至塔山坡一带，河流蜿蜒曲折，库尾段总体流向为S65°W左右；库腰段总体流向为N70°W左右；库首段总体流向为N10°W左右。
建库河段河谷走向与山脊方向基本一致，地形切割相对较浅，左岸最高点为靠库尾的老偏山顶，高程为1401m，右岸最高点为库尾的龙头山顶，高程为1401m，河床高程为1209～1235m，相对高差50～170m，为以溶蚀、浸蚀、构造作用为主形成的溶蚀丘林地貌。
2.2 地层岩性和地质构造库区及周边主要出露三叠系上、中统和第四系地层。
库区地质构造相对简单，区内共发育两条断层，分述如下：F1断层：为性质不明断层，延伸长约7.5km，断层轴向为N64E，属NE向构造体系，起点位于库区西侧朵贝一带，终点位于库区下游河湾处。
F2断层：为平移断层，延伸长约8km，断层轴向为N50～80E，属NE向构造体系，起点位于库区南西侧田坝一带，终点位于库区左岸坡，未穿越库区。
2.3 岩溶水文地质条件测区岩溶主要发育于关岭组第二段第二层（T2g2-2）及永宁镇组（T1yn）地层中，该地层分布于库区以外或岸坡正常蓄水位以上，库区为浅切河谷，河床内岩溶发育较弱。
2拱坝
2.1.2 拱坝的特点
（1）工作特点
1）坝体稳定主要依靠拱端反力维持稳定；
2）从坝体本身来说，拱坝主要依靠材料的各 种强度（特别是抗压强度）来保证大坝安全。 可充分利用砼抗压强度高的优点 3）要求适宜的地形条件
4）对地质条件要求较高（特别是两岸岩体）， 因为拱坝的安全取决坝体抗压、两岸岩体的支 撑作用等。
5）温度荷载是拱坝的主要荷载之一，并应考虑 基岩变形的影响。
6）地基的变形对拱坝应力影响很大 7）泄洪特点，重力坝泄洪最好，拱坝次之，允 许坝身泄洪。 8）对施工技术和材料强度要求较高。
（2）经济性
砼拱坝所需坝体砼为同规模重力坝的1/3～2/3。 与土石坝相比，拱坝体积是当地材料坝的 1/15～1/25。
2）拱圈厚度
拱圈向岸边变厚及曲率半径增大是体现近代拱 坝水平截面设计的主要特征。
2.2.2 拱坝体形设计基本要求
（1）地形适应性问题 1）“30°要求”
其目的：使拱坝推力 在基础岩体中扩散传 递，得到稳定的坝肩 工作条件。
2）“肩宽要求”
坝座肩宽L的含义：拱坝受力后拱端下游是应 力最大部位，如果L很小或没有，则拱端下游 附近岩体容易发生较大面积的屈服，恶化坝 肩工作条件甚至难以正常运行。
（3）拱坝布置基本步骤
•1）确定可利用岩石等高线
2）选定体型 由L/H确定T/H（薄、中、厚拱坝） 河谷形状→单、双曲 地形、地质等综合→平面拱形式
3）初拟顶部拱圈及 拱冠梁剖面
4）绘制各层拱圈平面图
5）检查倒悬度及坝面光滑度 6）应力计算及稳定分析
2.3 拱坝的荷载及荷载组合
2.3.1 拱坝的设计荷载 包括：静水压力、动水压力、自重、扬压力、 泥沙压力、冰压力、浪压力、温度荷载、地震 荷载
拱坝坝基岩体工程地质分析及评价
拱坝坝基岩体工程地质分析及评价摘要针对拱坝坝基肩岩体荷重特点和坝（肩）岩体的变形特性，以GB50487-2008规范中的分类为基础，对拱坝工程地质勘察中有关地质参数取值等问题的进行分析，同时对坝基工程地质问题作出评价。
关键词坝基岩体；地质勘察；处理措施；评价近几年来，坝基岩体的利用有着长足的发展，随着坝工设计的技术进步、工程地质界对坝基岩体的认识不断深入和基础处理的水平不断提高，坝基开挖由深到浅，充分利用坝基岩体。
拱坝坝基岩体变形主要分为整体变形和剪切变形，整体变形的表征参数为坝基刚度Idf=Ed/Ef（Ed为坝体变形模量，Ef为坝基岩体变形模量），坝基刚度Idf 越大，坝基岩体变形越小，坝基岩体稳定性越好。
但是，坝基刚度以Idf≤1为宜，若刚度过大，反而造成拱端和梁底的应力紧张，坝体变形增大。
因此，拱坝坝基开挖没有必要追求深开挖，以适度为好。
拱坝坝基整体性变形的另一控制条件是拱座要有足够的嵌入深度，以满足拱座整体稳定。
拱坝坝基岩体的剪切变形问题，也就是坝肩岩体稳定问题，主要受地质结构面发育程度、分布特征及其组合切割影响，尤其是软弱结构面性状差，抗剪强度低，影响最为突出。
结构面发育程度影响坝基岩体的完整性，影响坝基刚度。
结构面的分布特征及性状，影响坝基（肩）岩体滑动的可能和坝基（肩）岩体抗滑稳定安全系数。
受结构面切割影响，完整性差的岩体和局部发育的软弱结构面可以通过工程处理加以利用。
通过以上分析认为，岩石单轴饱和极限抗压强度大于60MPa 的坚硬岩类，坝高小于70m 的拱坝，在满足拱座嵌入深度的情况下（尤其是坝高1/2以下拱座），拱坝坝基可以座落在弱风化岩体上，1/2坝高以下坝基以弱风化中下部岩体为宜，1/2坝高以上坝基以弱风化中上部岩体为宜。
1 坝岩体质量分类1）GB50218-94推荐分类。
GB50218- 94《工程岩体分级标准》中考虑岩石的坚硬程度和岩体完整程度，利用岩石单轴饱和极限抗压强度Rc 和岩体完整性系数Kv确定岩体基体质量指标BQ，计算式为BQ=90+3Rc+250Kv，岩体基本质量分级定量标准为：I级BQ﹥550，Ⅱ级BQ=550～451，Ⅲ级BQ=450～351，Ⅳ级BQ=350～251，Ⅴ级BQ﹤250。
土石坝的工作条件
拱梁分载法把拱坝看成由一系列水平拱圈和铅直梁所 组成，荷载由拱和梁共同承担，各承担多少荷载由拱梁 交点处变位一致条件决定。
荷载分配后，梁按静定结构计算应力，拱按纯拱法计 算应力。
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拱坝应力分析
拱梁分载法包括拱梁法和拱冠梁法
拱梁法将拱坝看成由一系列水平拱和一系列铅直梁组 成，拱梁荷载分配时需考虑拱梁每个交点处的变位协调。
②适应地基变形的能力强。 ③构造简单，施工技术容易掌握，适应于大型机械
化施工。 ④运用管理方便，工作可靠，寿命长，维修加固和
扩建均较容易。
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土石坝的特点与类型
土石坝的特点
缺点：①坝顶不能溢流。受散土石料强度的限制，土石坝 坝身通常不允许过流，需单独设置泄水建筑物。
②施工导流不如混凝土坝方便。 ③坝体填筑工程量大，而且土料施工受气候条件的 影响较大。
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Hale Waihona Puke 1、坝顶高程坝顶高程由水库静水位加上风壅高度、 波浪爬高及安全超高决定。
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坝顶超出静水位以上的超高按下式计算：
Y = R+e+A
式中：Y—坝顶在水库静水位以上的超高（m）， R—最大波浪在坝坡上的爬高（m）； e—最大风壅水面高度（m）； A— 安全加高(m)；
另一类是模型试验法，它包括线弹性结构应力模型试 验和地质力学模型试验。
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拱坝的坝肩稳定分析
改善拱座稳定的措施 通过拱座稳定分析，如发现不能满足要求，可采取以下 改善措施： 1、加强地基处理，对不利的节理等进行有效的冲洗并进 行固结灌浆，必要时可采用预应力锚固措施，以提高 其抗剪强度。 2、加强坝肩岩体的灌浆和排水措施，减少岩体的渗透 压力。
实例探析水库拱坝工程主要地质问题及评价
黑 龙 江 水 利 科 技 Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎ ｃ ｙ
厂、 泵站 等 。水 库 坝 址 以上 集 雨 面 积 １ ０ ． ９ ｋ ｍ ， 正 常
６ ０ ０ ｍ。坝址 区未 见大 的断 裂构 造 发 育 ， 仅右 坝 肩 渠
高 蓄水 位 １ ０ ６ ６ ｍ， 推 荐 坝 型为 常态 混 凝 土拱 坝 ， 坝 高５ ４ ． ７ １ １ １ ， 水 库 回水 线 长 约 １ ． ２ ｋ ｍ，总 库 容 约
Ｎ ｏ ． ４ ． ２ Ｏ １ ４
（ Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ４ ２ ）
文 章编 号 ： １ ０ ０ ７—７ ５ ９ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４— ０ ０ ６ ４— ０ ３
实 例 探 析 水 库 拱 坝 工 程 主 要 地 质 问题 及 评 价
胡大彪
（ 贵 州 省 水 利 水 电 勘 测设 计 研 究 院 ， 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ ２ ）
关键词 ： 水库 ； 拱坝 ； 地质 、 问题 ； 评价
中图分类号 ： Ｐ ６ ４ ２ 文献标识码 ： Ｂ
２ ． ２ 地 层岩 性
０ 引 言
随着 水利 工 程 建 设 规 模 的不 断扩 大 ， 地 质 勘 察 工作 也 变得 越 来 越 重 要 ， 只 有 对 工 程 地 质 进 行 全 面 的 了解 、 分析 ， 才 能 够 更 好 的做 好 工 程 建 设 基 础 工
游 略偏 左 岸 ， 为 较 对 称 的 Ｕ 型 横 向河 谷 ， 河 床 高 程 水试验说明 ， 地表岩层裂隙发育 、 张开 、 透水率大 ， 深
小湾拱坝主要工程地质问题研究+
小湾拱坝主要工程地质问题研究汤献良刘东勇杨海江李刚中国水电顾问集团昆明院，昆明市人民东路115号，650051，tang_xl@摘要：小湾水电站所在区域地震地质环境复杂，600年超越概率10％的基岩峰值水平加速度可达0.308g。
拱坝坝基及坝肩地段岩性主要为黑云花岗片麻岩及角闪斜长片麻岩，微风化～新鲜岩体完整性好，强度高，但存在断层、蚀变岩体和弱风化岩体、卸荷岩体等地质缺陷，此外，两岸岸坡陡峻，地应力高，坝基开挖后存在卸荷应力松弛现象，且在左岸分布有4＃山梁深卸荷岩体，对拱坝稳定不利。
关键词：地震动参数；断层；蚀变带；卸荷岩体；拱坝稳定1 地震安全评价小湾处在唐古拉～昌都～兰坪～思茅褶皱系中，地质构造背景复杂。
外围地震地质环境复杂，历史地震频繁。
小湾水电站枢纽区的地震烈度主要受外围大理～弥渡7级、永平～鲁史6级、云县7级三个地震危险区的影响。
根据国家地震局地质研究所地震危险性分析成果，定：小湾地区地震基本烈度为Ⅷ度；50年、100年、600年以及1000年超越概率10%的基岩峰值水平加速度分别为0.134g、0.169g、0.308g和0.363g。
根据库区地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩溶发育情况、地震活动性及现代构造应力场分布情况等因素分析，小湾水电站库区存在下列四个可能产生水库诱发地震的库段：澜沧江库区热水塘～漭水河库段、大寨～杉阳库段、瓦窑河口～永保桥库段及黑惠江库区孔雀桥～犀牛街库段，震级上限为 5.0级～5.5级，对坝址区的影响烈度不超过Ⅴ度。
2 枢纽区地质概况枢纽区河谷深切呈“V”型。
基岩岩性主要为致密坚硬的黑云花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩，均夹呈薄层透镜状分布的片岩夹层，在新鲜完整状态下均属坚硬类岩石。
微风化～新鲜岩体强度高、完整、质量好。
枢纽区岩层呈单斜构造，横河分布，陡倾上游，破裂结构面较发育，分布有一条Ⅱ级断层（F7）和20条Ⅲ级断层（见图1），除F20走向为NNE外，其余均为NWW走向，它们均为陡倾角，NWW向断层属层间挤压性质，破碎带物质以碎块岩、碎裂岩为主，结构紧密，仅在断层壁附近有薄层断层泥分布。
拱坝对地质条件的要求
拱坝对地质条件的要求
拱坝是一种常见的重力坝,主要由混凝土拱形坝身和坝顶发电站等结构组成。
以下是拱坝对地质条件的要求:
1. 地质条件稳定:拱坝所在的地质条件必须稳定,没有地震等自然灾害的风险。
拱坝所在的地质区域应该具有足够的地震稳定性,以确保坝顶和坝身不会受到地震的影响。
2. 地质基础牢固:拱坝需要在坚实的地质基础上建造,以确保坝体的稳定性和耐久性。
地质基础应该包括稳定的岩体和足够的深度,以确保坝体不会受到地下水的影响。
3. 坝位适合:拱坝的坝位应该根据当地的地质情况作出适当的选择。
需要考虑河流的水位、地质情况、水流方向等因素,以确保坝位的稳定性和安全性。
4. 河岸适宜:拱坝需要与河岸保持一定的距离,以确保河流的稳定性和安全性。
同时,需要考虑施工期间对河岸的影响,以及坝体在河水长期冲刷下的安全性。
5. 地下水适宜:拱坝需要在地下水位以下建造,以确保坝体的稳定性和耐久性。
同时,需要考虑地下水对坝体的影响,以及控制地下水位的方法。
以上是拱坝对地质条件的主要要求,这些条件需要根据当地的地质情况、工程目的和气候条件进行综合评估和选择。
八一桥水库拱坝安全分析
八一桥水库拱坝安全分析摘要：文章结合八一桥水库对砌石拱坝的地质条件、坝体应力、坝肩稳定等方面进行综合分析，以评价砌石拱坝的安全状况。
关键词：砌石拱坝；坝体应力；坝肩稳定八一桥水库坝址位于龙潭河与同乐河交汇处上游100 m龙潭河干流上，初设库容1 126万m3，最大坝高44.8 m，为一变圆心、变截面、变半径的砌石拱坝，左岸布置有长约210 m的岸边溢洪道。
八一水库于1969年底开工建设，至1973年基本完成，至今已有三十余年。
由于种种原因，溢洪道未按设计方案修建闸门，水库长期低于设计蓄水位运行。
业主重庆市川东电力集团青烟洞发电厂为了发挥更大效益，欲增高蓄水位，鉴于八一桥拱坝已经运行多年，需对坝体应力进行分析评价，以便合理调度水库。
1基本概况蔺市河位于涪陵区西部，长江南岸，源起南川市，经涪陵区于另市镇注入长江，其上游为龙潭河，流至八一桥处与同乐河汇合，以下流至两汇口与油江河汇合，流域面积为934.7 km2。
多年平均年降雨量1 201.7 mm，多年平均气温18.1℃。
坝址河底高程约为596 m，右岸山顶高程650 m，左岸山顶高程为637 m。
河底是裸露的砂岩石滩，左岸630 m以下为厚层砂岩夹泥岩，以上为风化砂岩、泥岩及土层；右岸624.4 m以下为厚层砂岩夹泥岩，以上为厚度大于16 m的强风化砂岩层，基岩物理力学指标如表1所示。
八一大坝为砌石拱坝，为一变圆心、变截面、变半径的砌石拱坝，坝顶高程637 m，最大坝高44.8 m，坝顶宽度1.5 m，坝底宽8.6 m，拱冠梁处下游面直立，坝体主要采用100＃浆砌条石砌筑，拱坝体形参数如表2所示。
坝体正常蓄水位635 m（设计值），设计洪水为50年一遇，洪水流量552 m3/s，相应水位635 m；校核洪水为200年一遇，洪水流量759 m3/s，相应水位636.82 m。
2计算分析2.1坝体应力分析坝体应力分析计算采用TRIL—F拱梁分载法拱坝应力分析程序。
拱坝安全鉴定
仙游县大济溪水库大坝安全评价报告批准：张章模核定：姚建友审查：林文介陈文庆校核：吴建廉陈彬编写：王小明朱少辉陈军兴吴志峰莆田市水利水电勘测设计院2006 年 7 月目录1 评价工作及工程概况 (1)1.1评价工作概况 (1)1.2工程概况 (3)2 现场安全检查及存在的主要问题 (7)2.1大坝 (7)2.2泄水建筑物 (7)2.3放水建筑物 (7)2.4近坝库岸 (8)2.5防汛路 (8)2.6大坝管理房 (8)3 工程质量评价 (9)3.1工程地质及水文地质条件与评价 (9)3.2工程的实际施工质量评价 (13)3.3结论 (19)4 大坝运行管理评价 (20)4.1水库大坝的管理机构及体制及规章制度 (20)4.2大坝运行 (20)4.3大坝维修 (20)4.4大坝安全监测 (20)4.5结论 (21)5 防洪标准复核 (22)5.1设计洪水复核 (22)5.2洪水调节复核 (24)5.3顶高程复核 (25)5.4下游淹没风险分析 (27)5.5结论 (28)仙游县大济溪水库大坝安全评价目录6 结构安全评价 (30)6.1大坝结构安全评价 (30)6.2溢流堰结构安全评价 (35)6.3放水系统结构安全评价 (37)6.4结论 (38)7 防渗和排水安全评价 (39)7.1大坝防渗帷幕安全评价 (39)7.2结论 (40)8 金属结构安全评价 (41)8.1金属结构的现场检查及安全检测 (41)8.2结论 (41)9 大坝安全综合评价及建议 (41)9.1大坝安全综合评价 (43)9.2建议 (43)附图：1、拱坝平面布置图2、拱坝剖面图附件：1、拱坝上下游应力分布图2、拱坝应力矢量图大济溪水库工程特性表(复核前)大济溪水库工程特性表(复核后)1 评价工作及工程概况1.1 评价工作概况1.1.1 任务及依据为确保大济溪水库工程安全运行，受仙游县大济溪水库工程管理所的委托，我院对仙游县大济溪水库进行大坝及与大坝安全有关的建筑物安全评价。
坝的工程地质研究
坝的工程地质学研究坝按其性质可分为土石坝，重力坝，拱坝。
土石坝对地质条件的要求土石坝是由散体材料经碾压填筑而成，坝坡平缓，体积庞大，底宽较大，对地基底压应力较小。
同时坝体堆筑材料之间没有胶结材料，坝体是柔性的，允许产生较大的变形。
故它对坝基工程地质地形条件的要求较低，在土质地基和岩石地基上均可兴建。
但是，对下列地质情况需特别注意研究和处理：岩石地基：强烈喀斯特岩体、大的断层破碎带、强透水和抗剪强度低的软弱夹层、泥化夹层的岩体、基岩起伏太大的岩体。
土质地基：(1)深厚砂砾石层；(2)软土；(3)湿陷性黄土；(4)疏松砂土及少粘性土(粘粒含量小于15％)；(5)岩溶，即含大量可溶岩类土；(6)透水坝基下游坝趾处有连续的透水性较差的覆盖层。
土石坝对地形条件的要求土石坝适用于各种地形条件。
在布设的时候应注意下列原则：(1)坝址附近在地形上最好有天然垭口以便布置溢洪道，或是有利于布置侧槽式溢洪道、溢洪洞的地形地质条件。
(2)土石坝是当地材料坝，坝区附近有足够数量的、合乎质量标准又易于开采运输的粘土、砂砾石或堆石料。
重力坝对地质条件的要求重力坝是依靠坝身自重与地基间产生足够大的摩阻力来保持其稳定，故对地基要求比土石坝高，一般都修在岩基上，低坝也要修在较好的土质地基上。
1）具有足够的抗滑能力，能满足抗滑稳定要求。
2）坝基应有足够的抗压强度和与坝体混凝土相适应的弹性模量，其均匀性和完整性也应较好，能承受坝体传来的巨大压力，不致产生过大的变形或不均匀变形，否则坝体内会产生较大的拉应力，使坝体裂开，甚至毁坏。
3）坝基(肩)应有良好的抗渗性，在库水上下游水头差作用下不发生大量渗漏，不产生过大的扬压力，也不会产生岩体的软化、泥化和软弱夹层、断层破碎带的渗透变形。
重力坝对地形条件的要求1）重力坝对地形适应性好，但两岸山坡岩体必须稳定，没有难以处理的滑坡体和潜在的不稳定的滑移体。
2）重力坝可以从坝顶宣泄大量洪水，下游河床岩体应具有对高速水流的抗冲能力，以免冲刷坑向上游扩展，威胁大坝安全。
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０ 引 言
中国是 世界上建 造拱 坝最 多的 国家 。 中国最早 于 １２ ９ ８年在福 建厦 门建造 了第一 座浆 砌石 拱 坝 ， ２ ． 高 ７３ ｍ， 至今运行 正常 。 修建 混凝 土拱坝 的工程 量较混凝 土重力 坝 的工程 量 节省 １ ３— ／ ， 坝优 美 的体 型往 往 受到 坝 工设 计 ／ ２３ 拱 人 员 的喜爱 。兴 建 拱 坝对 地形 地 质 条 件 有 一定 要 求 。 从 已统计 的坝高 １ 以上 的拱 坝 １０ ８座 ， 事 的 ６ ５ｍ ６ 失 座拱 坝 中有 ５座都是 地质 问题 … 。
渗透稳定有一定要 求。因而对拱坝的地质条件勘察要 求要 高于其他坝 型，勘探 工作量 一般 高 于其他 坝型两
倍 ，其 勘 察 方 法 也 有许 多 不 同之 处 。 关 键 词 ：拱 坝 ；地 质 勘 察 ；评 价 方 法 中 图分 类号 ：Ｔ ６ ２４ Ｖ ４ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ —１ １ （０ ０ ０ ０ ４ ０ ６ １ ２ ２ １ ）２— １４— ６ １
第 ２期
濮 声 荣 ： 于拱 坝 的地 质勘 察 评 价 关
ｌ５ ４
有 的专家认 为 ， 如用 岩体 的纵坡 速度 （ ） 评价 拱 坝基岩 ， 则坝基 岩体 要 ＞ ０ｍ／ ， ４０ ｓ至少要达到３００～ ０ １ ３
３５０ｍ／ ， 且要加强处 理 。从 目前 已建拱 坝 的坝基岩 ０ ｓ而
表 １ 部 分 低 抗 压 强 度 基 岩 拱 坝概 况 表
Ｔ ｂ ｅ １ Ｏｖ ｒ ｉ ｗ ｂ ｕ ｏ ｏ ｃ ｍｐ ｅ ｓｖ ｔｅ ｇ ｈ ｂ ｄ ｏ ｋ ａ ｃ ａ ａ ｌ ｅ ｃ ｓ ａ ｏ ｔｓ ｍｅ ｌｗ ｏ ｒ ｓ ｉｅ ｓｒ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ｒ ０ ０— ９：改 回 日期 ：２ ０ ０ ９～１ — ０ １ ２ 作 者 简 介 ：濮 声 荣 （９８一） １３ ，教 授级 高 ｌ ，水 文 地质 与 １程 地 质 专业 ，曾从 事 １ 程地 质 Ｔ作 。 Ｅ—ｍ ｉ ｓ３＠ １３ ｃｒ 丁 ： ａｌ ｒ８ ６ ．ｏ ：ｐ ｎ
的一名地 质 副总不 愿 在 报 告上 签 字 ， 报告 压 了两个 把
作者 ２ ０世纪 ７ ０年代 初 就开 始 接触 拱 坝 ， 宝鸡 如 钓 鱼 台水 库 ５ 高 的砌 石 拱 坝 。此后 ， 参 与 了 四 ２ｍ 又
五座 拱坝 勘 察指 导 和 有 关 地 质 问题 的处 理 。修 建 拱 坝不 仅要 有 合 适 的河 谷 地 形 条 件 ， 且 要 有 兴 建 拱 而 坝 的地 质 条件 。一 般 认 为 ， 建 拱 坝 要 河 谷 狭 窄 ， 兴 两
考虑 岩体的均质性 与完整 性 。例如 ： １ Ｃ ５混 凝 土抗 压强
度仅 １ ａ 而岩体 强度往往 比它高许 多 。因此 对岩体 ０ＭＰ ，
第２ ４卷 第 ２期
２１ ０ ０年 ４月
资 源 环境 与 工程
Ｒｅ ｏ ｒ ｅ ｓ ｕ ｃ ｓＥｎｖｒ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ＆ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｇｎ ｅ ｉｇ
Ｖｏ． ４， ． １２ Ｎｏ ２
Ａｐ ．， ０ ０ ｒ ２ １
关 于 拱 坝 的 地 质 勘 察 评 价
濮声 荣
（ 西 省水 利水 电勘 测 设 计 院 ， 陕 陕西 西 安 ７ ００ ） １０ １
多 月 。其 理 由是 在软 岩上 只 能建 低 坝 （ 即坝 高 ＜ ０ ｍ ３ 的坝 ） 因为过去 的教科 书是这 么说 的。 目前该混凝 土 ， 坝 已建成 ｌ ０年 ， 行正 常 。 运 随着坝 工技术 的发展 ， 目前 已突 破 了这一 限制 ， 见
表 １ 。
岸 对称 ， 石 要 高 强 度 、 刚度 的 坚 硬 岩 ， 体 要 完 岩 高 岩 整 等才 有兴 建 拱 坝 的 条 件 。但 随着 坝 工技 术 的 发展 和拱 坝 建设 经 验 的积 累 ， 别 是 计 算 机 的应 用 与 发 特 展 ， 去认 为不 能兴 建 拱 坝 的地 方 ， 已兴 建 了一 些 过 也
拱 坝 。这 是 由于 勘 察设 计 人 员 对 影 响 拱 坝 稳 定 的 岩 石 强度 、 形 （ 度 ） 抗 滑 和 渗 透 有 了更 深 入 的 认 变 刚 、 识 ， 取 了 已建工 程 的经 验 与 教 训 ， 而使 筑 坝 技术 吸 从
得到 了提高 。
ｌ 对拱坝坝基坝肩岩体勘察的一般要求
体来看 ， 的岩体 ｌ并不 高 ， 有 ／ ｎ 特别是 坝肩部位 。 坝基 岩体强度 固然是修建 拱坝 的必 要条 件 ， 软岩 但
２ ００
●＿ ．
不能建拱 坝 的结论 是 值 得 讨论 的 。首 先 要 考 虑 坝 的高 度 ， 中低 坝而言 ， 坝基强 度 的要求 就 比较 低 ； 次要 对 对 其
１ １ 对坝 基岩体 强度 的要 求 ． 般 认为 ， 软岩 不 宜 做 拱 坝基 础 。这 种 说 法 不够
一
全面。
陕西省 在宝鸡 峡 引渭 渠道 加坝时 就 引发 了一场 争 论 。原设计 坝高 ２ ｌ 加 高至 ４ 时 ， ０ ｒ， ｆ拟 ９ｍ 就产 生 了不 同的 意见 。因坝 基 岩 石 为 第 三 系 （ ） 砾 岩 ， 饱 和 Ｅ砂 其 抗 压强 度仅 ２ ２ ． Ｐ ， ０— ２ ７ Ｍ ａ 为软 岩 。当时 主管该 工程
摘
要 ： 中 国是世 界 上兴 建拱 坝 最 多的 国家 。拱 坝 的 工程 量 较 重 力 坝 节 省 １３— ／ ， 同 时 由 于体 型优 美而 ／ ２３
受 到人 们 的 喜 爱 。 兴 建拱 坝不 但 对 河 谷 地 形 有 一 定要 求 外 ，还 对 坝 基 坝 肩 岩 体 的 强度 、 刚度 ，抗 滑 稳 定 和