1坝体设计

沥青混凝土心墙土石坝布置在炭厂沟至唐家沟顺直河段，轴线距炭厂沟口约110.0m，最大坝高48.0m，坝顶宽7.0m。上游坝坡1∶2.25、1∶2.50、1∶2.75，在628.50m高程处设有宽22.75m、高7.50m、外边坡1∶2.75的石渣平台;下游坝坡1∶2.00、1∶2.25、1∶2.50，在647.00m高程处设有宽2.0m的马道，在627.00m高程处设有宽10.0m、高6.0m、外边坡1∶2.50的石渣平台。沥青混凝土心墙厚50cm，采用等厚布置，在心墙和坝壳石渣料之间设有宽2.0m的过渡层。为降低下游坝体浸润线并排水通畅，在坝壳石渣料和基础覆盖层之间，沿621.00m高程铺设一层厚1.5m的过渡带与下游贴坡排水相接。坝基覆盖层由卵砾石夹砂及薄层粘土透镜体组成，经稳定分析计算，只须清除表层土，将大坝置于黄色砂砾石层上，即能满足大坝抗滑稳定及变形要求。大坝防渗系统由沥青混凝土心墙、基础现浇混凝土防渗墙与基岩灌浆帷幕组成。河床覆盖层防渗采用开挖基坑浇筑混凝土防渗墙，结合沥青混凝土心墙基座布置，防渗墙厚2.0m，最大深度17.0m，混凝土强度等级为C15，抗渗标号W6。两岸基岩及混凝土防渗墙以下基岩防渗采用帷幕灌浆。防渗轴线位于沥青混凝土心墙轴线下游0.45m处，布置两排帷幕孔，孔距2.0m，排距0.9m，深入基岩相对不透水层以下1.5m，两岸延伸至与正常蓄水位665.00m相接，帷幕防渗标准为检查孔压水试验透水率不大于5Lu。沥青混凝土心墙土石坝设计剖面。

2筑坝材料设计

石渣料大坝填筑石渣料主要采用右坝肩667.00m高程以上料场开采料及坝肩和溢洪道开挖料，不足部分再从紧靠溢洪道右侧的马家梁子料场开采。上游坝壳料位于水下，采用新鲜、弱风化页岩石渣料;下游坝壳料位于干燥区，强、弱风化页岩石渣料均可上坝;河床混凝土防渗墙两侧填筑料，采用强、弱风化页岩石渣料。过渡料过渡料位于沥青混凝土心墙上、下游侧，要求质地坚硬，具有较高的抗水性和抗压强度(大于50MPa)，软化系数大于0.85。经试验论证，采用燕子钎灰岩人工料，最大粒径60mm～80mm。渗流分析采用有限元法对坝体进行渗流分析计算。经计算，坝体单宽渗漏量约0.1m3/d·m，平均渗漏量约为10.38m3/d，仅为多年平均日来水量的0.04%，年渗漏量约为0.39×104m3，占水库总库容的0.03%。计算结果表明，沥青混凝土心墙、基础混凝土防渗墙和坝基帷幕灌浆构成了大坝完整的防渗系统，起到了良好的防渗作用，坝体渗漏量极小，浸润线的位置较低，大坝不存在渗漏和渗透稳定问题沉降计算坝体材料为页岩石渣料，坝基为卵砾石夹砂覆盖层，坝体、坝基均为粗粒料，采用变形模量按分层总和法计算坝体最终沉降量。经计算，坝体最终沉降量0.35m，坝基最大沉降量0.27m。稳定分析坝体填筑料为页岩石渣料，在强度指标选择上，分别采用线性强度指标和非线性强度指标。稳定计算方法分别采用瑞典圆弧法、简化毕肖普法和摩根斯顿法。坝坡稳定计算工况为施工期(竣工)的上、下游坝坡、稳定渗流期下游坝坡、水位降落期上游坝坡。以河床最大断面作为计算典型断面进行坝坡稳定分析计算，用单形法自动搜索最小安全系数和最危险滑裂面。各种工况坝坡稳定计算最小安全系数见。计算结果表明，在各种工况下，沥青混凝土心墙土石坝满足大坝抗滑稳定要求，大坝能安全运行。

3大坝分析计算

坝壳最大沉陷－24.9cm，蓄水后向下游的最大水平位移25.9cm，最大剪应力0.646MPa，最大剪应变6.81%，有6个单元的应力水平大于1。沥青混凝土心墙最大沉降－12.8cm，蓄水后向下游的最大水平位移25.9cm，最大主应力0.917MPa，最大应变3.74%，拉应变－1.39%，应力水平小于1。混凝土防渗墙最大沉降－2.6cm，蓄水后向下游的最大水平位移21.7cm，最大主应力14.359MPa，最大应变0.33%，拉应变－0.08%，应力水平小于1分析计算表明，沥青混凝土心墙土石坝满足坝体应力应变要求，大坝能安全运行。8观测资料分析从2002年4月3日起，对大坝进行了5次观测，坝体沉陷为0.0～6.0mm，平均沉陷2.8mm，坝体位移较小。从2001年2月10日起，对大坝测压管进行了120次观测，管内水位稳定，受库水位变化的影响较小，其中在库水位662.82m时，3个测压管水位为621.86m、621.82m、621.52m，最大水头差41.3m;在库水位655.00m时，3个测压管水位分别为621.69m、621.66m、621.17m，最大水头差33.8m，下游坝体浸润线位置较低。从2001年12月11起，对大坝下游量水堰进行了56次观测，渗流量为0.011m3/s～0.029m3/s，坝体渗漏量稳定，受库水位变化的影响较小。观测资料表明，沥青混凝土心墙土石坝运行良好。

4结语

根据河床覆盖层较厚、坝址附近缺少天然防渗材料而有储量丰富的页岩石渣料的特点，通过多种坝型和防渗材料的比较研究，采用碾压式沥青混凝土心墙页岩土石坝型，很好地处理了软基建坝、坝体防渗和筑坝材料问题。实践证明洞塘水库的坝型选择和沥青混凝土心墙土石坝的设计是成功的。该坝是西南地区建成的第一座碾压式沥青混凝土心墙土石坝，为沥青防渗技术在水利水电工程中的推广和应用积累了宝贵的经验。

作者：于丽洁单位：惠州市水利局