下福电厂大坝安全评价

下福电厂大坝安全评价

谢忠伟,李俊燚

广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司 广西 南宁 530023

摘要：叙述了下福电厂大坝及库区的主要工程地质条件，通过分析大坝、船闸、厂房等建筑物地基及边坡的变形监测资料，对大坝进行了安全评价。

关键词：水库、大坝地基、变形监测、安全评价

0  序言

桂江下福水利枢组位于广西桂江河段中游，昭平县城下游14km，离富裕镇3km。坝址在昭平至五将公路边，交通便利。下福水利枢纽是桂江-平乐以下河段规划中的第三个梯级，下福水利枢组是以发电为主，兼有通航、灌溉、水产养殖、旅游等综合利用效益的水利枢组工程。

1工程概况

下福水利枢纽总体布置如下：枢纽从右到左顺排为右岸接头重力坝、河床式厂房(含升压站)、14孔闸门、左岸连接重力坝、六级航道船闸、左岸接头重力坝。大坝为混凝土坝，溢流坝布置于枢纽主河槽上，左岸与船闸连接，右岸与厂房相接左右岸接头坝为砼重力坝，坝顶高程为65.9m，最大坝高29.9m。

溢流坝共长202m，非溢流坝采用混凝土重力坝，总长117.68m

船闸由下游开挖段、上下引航道、上下闸首及闸室组成，总长791.50m，上下引航道采用不对称型的平面布置。

2工程区本工程地质条件

枢纽工程区河谷两岸山峦起伏，属低山丘陵地形，河谷呈“U”型谷，两岸不甚对称，河床见礁石孤岛出露。出露地层为寒武系水口群中亚群（∈sh2）细砂岩夹薄层状泥岩、泥质粉砂岩，局部地段夹少量薄层状炭质泥岩及第四系残坡积、冲洪积形成的粘性土。岩层呈单斜产出，且大致与河流平行，总体倾向左岸，倾角较陡，一般在65°以上，断层、节理裂隙较发育。

地下水主要以赋存于河流两岸残坡积、洪冲积层中的孔隙潜水和基岩裂隙潜水为主，含水量丰富，其主要来源于大气降水，动态变化规律随季节变化而变化，地下水补给河水。

库区属低山地形，蓄水后水位抬高不多，天然岸坡稳定性好。水库蓄水后除局部地段可能坍岸外，库岸基本是稳定的，不存在大面积坍岸。

3大坝地基及边坡工程地质条件及评价

闸坝1#-3#孔建基面位于强风化岩体，3#-12#孔建基面位于弱风化岩体上。左岸重力坝除1#坝块局部位于全风化岩体中，其余部分建基面均位于强风化岩体中，右岸15#坝段建基面位于弱风化岩体，16#-19#坝段位于强风化岩体中。

左岸溢流坝因坝基设置在强风化岩层中部或上限，为了增强坝基岩石的整体性，进行了固结灌浆，F18断层经过坝轴线，其附近12#坝块局部受断层影响，岩体较破碎，后经设计变更，将建基面降低，并进行固结灌浆处理。

分析2009-2019年的观测资料（表1、表2）可知，气温高时，水平位移随上下游水位差减小而相对往上游位移，位移量增加。气温低时，水平位移随上下游水位差增大而相对向下游位移，位移量减小；水平位移不是永久性的，说明不是因为地基不均匀沉降导致的变形，推测是由于结构在运行过程中产生一定程度的疲劳所致。

综上，昭平下福电站大坝、厂房、船闸的垂直位移量变化正常，未见异常，电站建筑物安全运行，每年的水平位移最大变幅值逐渐增大，需加强监测。大坝两岸未发现绕坝渗流现象，闸门闸墩无裂缝现象，水轮机室及廊道内多处墙面碳酸钙析出物未发现明显变化。

右岸边坡为岩质边坡，岩性为中厚～厚层状细砂岩夹薄层状岩，全强风化为主，边坡现状稳定，植被茂盛；左岸边坡相对开挖较少，逆向坡，边坡现状稳定，植被茂盛。

表1   2009-2019年大坝垂直位移变化表

表2     2009-2019年大坝水平位移变化表

4 船闸地基及边坡工程地质条件及评价

地层岩性为寒武系水口群中亚群第四岩组（∈sh）中～厚层状细砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及少量炭质泥岩和第四系冲堆积物砂、卵石层。船闸建基面基本在强风化下部，岩体，基础条件良好。

分析2009-2019年的船闸垂直位移观测资料可知:

（1）船闸上、下闸首的左、右岸位移在充水前后均逐年增大；

（2）由于船闸充水时，与下游河水位存在水头差，且中部右侧边墙外侧临空，对船闸整体变形存在一定影响，从近两年的数据来看，在充水前上、下闸首的左、右导墙、边墙变形较往年增幅较大，需引起注意，加强监测。

综上，目前昭平下福电站大坝、厂房、船闸的垂直位移量变化正常，未见异常，电站建筑物安全运行。

船闸设计边坡主要位于左岸，施工完毕后均已回填，已绿化；现状边坡主要位于上引航道及下引航道，边坡稳定。

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5 厂房地基及边坡工程地质条件及评价

厂房区地质条件同坝址右岸工程地质条件基本相同，大部基岩裸露，岩石风化轻微，未发现有缓倾角软弱结构面及隐伏断裂存在，厂区工程地质条件良好。主机室进水口基础底面弱-微风化岩体之上，出水口基础位于弱-强风化岩体之上，厂房主体建基面均位于新鲜岩体上，厂房区建筑物未见开裂或不均匀沉降现象。近坝库岸属低山地形，蓄水后水位变化幅度不大，岸坡多为岩质或岩土质混合岸坡，近坝库岸边坡基本稳定，不存在大面积坍岸。

6  结论及建议

（1）库区两岸山体雄厚，库盘无深大断裂通过，水库运行期间未发现向邻谷渗漏问题。

（2）库区天然岸坡稳定性好，水库运行期间无大面积坍岸问题。

（3）左右岸重力坝边坡现状稳定，植被茂盛，无重大地质问题及险情。

（4）大坝结构在运行过程中产生疲劳，变形恢复能力逐渐减小。同时，由于热胀冷缩效应引起大坝自身体积的变化，垂直位移随温度下降而下沉，随温度上升而向上抬升，并略有滞后性。

（5）大坝向下游方向水平位移变化呈周期性，向上游方向位移最大值有逐年增加的趋势，主要分布于左、右岸重力坝，每年的水平位移最大变幅值逐渐增大，需引起注意。

（6）结构在运行过程中产生的疲劳作用对大坝及船闸位移均有一定影响，但受力减小时建筑物整体上仍能恢复。

（7）船闸上、下闸首的左、右岸位移在充水前后均逐年增大，但最大值变幅、最小值总体上趋于稳定。

（8）船闸充水时，与下游河水位存在水头差，且中部右侧边墙外侧临空，对船闸整体变形存在一定影响，从近两年的数据来看，在充水前上、下闸首的左、右导墙、边墙变形较往年增幅较大，需引起注意，加强监测。

参考文献

[1]广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司.广西昭平县下福电厂地质资料成果[R].南宁：广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司，2022.

[2]GB50487-2008，水利水电工程地质勘察规范[S].

作者简介：谢忠伟（1990-）男，广西桂林人，工程师，硕士，主要从事水利水电工程地质勘察设计工作。

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