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2013年第3期东北水利水电规划设计[文章编号]1002-0624(2013)03-0009-03

江边水电站闸坝有限元变形计算和实测结果对比分析

丁玉财，杜雪珍，史彬，刘占博

(中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州310014)

[摘要]江边水电站拦河闸坝最大高度27.5m,基础座落在109m深的覆盖层上，闸坝基础变形问题是工程的关键技术问题。采取有效工程处理措施，努力减小坝体沉降和控制坝体不均沉降，是工程建设成败的关键。本工程采用基于Biot固结理论的有效应力方法进行三维有限元静力分析，计算坝体沉降变形。本文通过闸坝实测变形成果与三维有限元静力分析计算成果对比分析，对基础覆盖层变形计算方法、计算理论进行分析与评价。

[关键词]闸坝；覆盖层；沉降变形；基础处理；江边水电站

[中图分类号]TV698.1*1

江边水电站位于四川省甘孜藏族自治州东南部九龙县，是一座以发电为主的低闸高水头引水式电站，枢纽主要由首部枢纽、引水系统、发电系统三大部分组成。水库正常蓄水位1797m,相应库容133.0万m3,死水位1789m,日调节库容90.6万m3,电站总装机容量330MW。

1拦河闸坝结构布置

江边水电站首部拦河坝为混凝土闸坝，自左至右依次为左岸混凝土挡水坝段、冲砂闸、泄洪闸段、右岸混凝土挡水坝段和右岸岸坡粘土心墙坝段。坝顶高程为1799.50m,最大坝高27.50m,坝顶总长179.10m,由二孔泄洪闸和一孔冲砂闸及左右岸混凝土挡水重力坝段、右岸岸坡粘土心墙堆石坝段组成。混凝土坝段采用梯形断面设计。左岸混凝土挡水坝段长42.20m,分为2个坝段，坝段长分别为18.5,23.7m,坝顶宽13m,最大坝高27.50m;右岸混凝土坝段长50.43m,分为3个坝段，坝段长分别为17,18,15.43m,坝顶宽12m,最大坝高27.50m;泄洪闸和冲砂闸布置在主河床处，分为两个坝段，坝段长为22m和14m,闸室底板长为36.0m。闸孔为胸墙式孔口泄流，泄洪闸孔口尺寸为8.0m×6.0m(宽×高),冲砂闸孔口尺寸为4.0m×4.5m(宽×高),底板厚为4.0m,闸高为27.50m。粘土心墙坝段坝顶长50.47m,坝顶宽32m兼作回车场。

2地质概况

[文献标识码]A

为冲洪(Q4+)漂(块)卵(碎)石层，总厚度7.5~40.7m,漂(块)卵(碎)石，主要由卵(碎)石组成，漂(块)石散布其中，上部局部架空，下部较密实，地层较均一，可作为闸坝基础持力层；第③层为冲湖积(Q?)砂质粉土，夹有粉质粘土及粉砂透镜体，厚度一般10.5~66.3m,最大厚度达71.65m,分布于第②层以下，呈密实状，平均渗透系数为1.78×10-5cm/s,属微透水性，与坝基两岸弱风化微透水岩体直接相连，是较好的天然铺盖；第④层为冲洪积(Q41)卵(碎)砂砾，杂色，泥质弱胶结，密实，仅分布于古河槽底部；第⑤层为冲洪积(Q4+)卵(碎)石，为古河道两岸阶地堆积物，颗粒岩性以黑云母石英片岩为主，泥质弱胶结，密实。

3基础处理

结合江边闸址工程地质条件，在坝基覆盖层防渗设计采用垂直混凝土防渗墙与水平混凝土铺盖联合防渗，左坝肩采用灌浆帷幕防渗。拦河闸坝基础座落在冲洪积(Q+)漂(块)卵(碎)石层上，为了提高地基承载力和基础变形模量，对基础采用固结灌浆进行处理。灌浆孔距、排距均为2.5m,孔深为建基面以下10m。

4闸坝实测沉降变形

4.1沉降变形监测设计

闸基第四系覆盖层最厚达109.2m,是影响建闸坝的主要地质条件。按岩性和埋藏条件分为5层：

第①层为崩坡积(Q+4)碎石土，厚度2.9~18.6m,结构松散，局部架空，承载力低，不能作为闸坝基础；第②层

1)基础沉降。在④、⑤号坝段闸室上游始端底板顶布置3个水准测点，在⑥号坝段坝踵趾板顶布置1个水准点，从施工期开始观测基础沉降。

2)坝顶垂直位移。在每个混凝土挡水坝段都布置1~2个水准测点，监测坝体沉降；在泄洪闸闸墩上、下游侧布置

规划设计东北水利水电2013年第3期

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4个水准测点，以观测闸墩垂直位移和倾斜。

4.2沉降变形监测成果

4.2.1施工期基础沉降

为了取得施工期闸坝沉降过程，对泄洪闸和冲砂闸坝段底