一種壩頂可少量過水的黏土斜牆砌石壩。1956年中國浙江省溫嶺縣照谷農業合作社社員首創，故名。上游側為土斜牆，下游側為乾砌塊石牆，壩頂用漿砌石護面，能在低水頭、小單寬流量下溢流。一般壩頂以上溢流水頭不超過1m，壩頂漿砌條石護面稍向下游挑出，不另設消能工，但應建於較好基岩上。乾砌石體下游坡一般為1∶0.1～1∶0.2，平面上則拱向上游，起拱度一般為河谷寬的1/10。中部堆石體的上游坡一般不陡於1∶1。這種壩主要靠人工建造，加之乾砌石體穩定性較差，不能太高。中國中小工程中建過上百座，一般高20m以下。照谷社型壩中的乾砌石體是其壩體穩定安全的關鍵，黏土斜牆是防滲的保證，堆石在改善砌石穩定方面起主要的作用，反濾排水層是黏土斜牆能安全運行的保障設施。
基本介紹
- 中文名：照谷社型壩
- 外文名：Zhaogushe-typeoverflow earth-rock dam
存在問題,技術改造思路,
存在問題
由於受當時條件限制，土法上馬，無設計施工或邊設計邊施工，總體施工質量較差。同時，該壩型的設計計算理論也不成熟，運行中出現不少問題，歸納起來主要問題如下：
(1)壩頂溢流安全隱患。
壩頂溢流是照谷社型壩的主要特點之一。由於壩頂寬度有限，溢流面結構布置上難以滿足防沖與挑流等技術要求，泄洪時對壩頂、下游壩面特別是壩腳及岸坡基礎的沖刷嚴重，溢流水舌沖向下游坡壩面的乾砌塊石，可能引起壩身震動而導致砌體鬆動變形，特別是遇超標準洪水時，溢流水深抬高流速加大，對壩頂、下游壩面的沖刷加劇，下泄水流產生的負壓對砌體有牽曳作用，造成壩體破壞，以至出現垮壩。
(2)壩體結構穩定隱患。
主要問題是下游乾砌石體和中間堆石體的安全穩定問題。影響下游乾砌石體安全穩定的因素很多，極其複雜，主要因素是砌體斷面大小，砌石的形體及其力學性能、砌築方式與質量，壩基的地質條件以及壩高。例如，當壩高超過某一極限後，砌體的自重壓力，可能會引起砌石的點狀接觸部位發生破壞，砌石之間發生位移和錯動，甚至坍塌。另一方面，在壩體安全穩定計算時，由於計算理論不成熟，對眾多的影響因素作了簡化與假定，也不一定符合每一座“照谷社”型壩的實際，其安全穩定計算成果也就不大可靠，再加上砌石的材料和施工質量不能保證，便形成了安全隱患。關於壩體中間的堆石體的穩定問題，由於堆石體施工時採用拋石填築，略加整理，其填築密度很低，在運行過程中，必然會產生較大沉降。從而一方面造成反濾層的坍塌，並使防滲斜牆開裂、塌陷；另一方面，在上游蓄水壓力作用下，將在部分位置產生應力集中，使乾砌石體產生凸鼓現象，影響壩體安全。“照谷社”型壩與堆石壩比較，幾乎節約了40%左右的石方工程量，在失去40%左右石方工程量支撐下的壩體抗滑安全富裕度甚低，安全穩定問題十分突出。
(3)防滲斜牆安全隱患。
“照谷社”型壩的防滲斜牆通過反濾層與堆石體接觸，由於堆石體的施工質量較差而產生較大的沉陷和不均勻沉陷，使防滲斜牆開裂、塌陷，產生滲漏，甚至是嚴重滲漏。此外，由於防滲斜牆填築質量較差而引起滑坡失穩以至破壞。
技術改造思路
1）溢流壩改為非溢流壩,避免壩頂溢流。
壩頂溢流有多種副作用,弊多利少,應儘量創造條件,把溢流照谷社型壩改建為非溢流照谷社型壩。初期的照谷社型壩多是壩頂溢流的。但在以後的運用中出現了一系列問題,對這些問題曾經作了不少研究和改進,使問題得到了一定的緩解,但仍未能徹底解決。因此,以後修建的照谷社型壩不再壩頂溢流,建成的為非溢流照谷社型壩。對一些已修建的照谷社型壩也作了改造,取消了壩頂溢流,把溢流照谷社型壩改建為非溢流照谷社型壩。實踐證明,這一方向是正確的。
2)加強料牆防滲能力,減小粘土料牆與堆石體之間的滲透比降。
對已建壩,要對粘土斜牆與堆石體之間的反濾作進一步完善是十分困難的,除非進行大開挖處理。因此只有在其他方面尋求解決的辦法。比較可行的措施是在粘土斜牆上增設防滲複合土工膜,把大量的水頭消耗在土工膜上,從而大幅度減少粘土斜牆與堆石體之間的滲透比降。優質土料豐富的地區,也可以通過加寬粘土斜牆達到這一目的。斜牆底部寬度一般可按不小於1/4水頭考慮。
3)合理調整排水孔,控制壩體浸潤線。
布設在乾砌塊石擋牆中下部的排水孔直接關係到浸潤線的高低,因而也影響到粘土斜牆與堆石體之間的滲透比降,影響到迎水坡的滑動穩定。因此要聯繫上述兩方面的要求進行覆核計算,使排水孔的設計既能滿足斜牆的允許出逸比降,同時又能滿足迎水坡的抗滑穩定要求。對偏大或偏小的排水孔應作適當改造,一般是容易做到的。
4）適當放緩迎水坡,保證迎水坡杭滑穩定安全。
從3）可知,一方面為了保證斜牆在堆石體接觸處實際出逸比降不大於斜牆的允許出逸比降,要求排水孔的排水能力儘量小;但另一方面為了保證迎水坡的抗滑穩定,並儘量降低浸潤線,因此要求儘量加大排水孔的設計排水能力。這對矛盾在多數場合下是可以解決的。但也有不易解決的時候,此時排水孔的排水能力應按滿足防滲要求進行設計。斜牆迎水坡的抗滑穩定可通過放寬放緩處理來達到。根據一些工程實踐,壩坡可取1,2.0~l:2.5。
5）保護壩頭,利用微拱調整應力和增強整體抗滑穩定。
已建照谷社型壩的堆石體對乾砌塊石擋牆的應力有明顯作用。通過對它的改造可以調整擋牆的應力,同時對大壩在下遊方面的整體抗滑穩定也會很有好處。但由於堆石體處於粘土斜牆與乾砌塊石擋牆之間,在壩的深處,一般難以對它進行直接處理。但是我們可以通過保護壩肩,利用微拱發揮一定作用。已建照谷社型壩乾砌塊石擋牆一般呈微拱型,對這種微拱的作用,本文後兩位作者曾組織力量作過分析研究,通過平面有限元法與拱冠梁法的結合,拱冠梁處進行應力和位移疊代,把空間問題簡化為平面問題。經過大量分析計算,發現由於擋牆為乾砌塊石體,彈模不大,因此微拱對乾砌塊石擋牆的裂縫出現及早期擴展幾乎沒有作用或者說效用甚微。但隨著裂縫的進一步擴展,開始發揮作用,到了後期有顯著作用。因此微拱對防止乾砌塊石擋牆的後期破壞,最終保證照谷社型壩在下遊方向的整體穩定具有很大作用。事實上也如此,乾砌塊石擋牆坡度很陡,又為乾砌,但很少聽到坍滑事故。因此對一些已建壩乾砌塊石擋牆出現裂縫,且對堆石體又一時沒有條件改造,則應保護好壩肩,充分發揮微拱的作用,控制裂縫的進一步擴展,確保大壩的整體穩定。壩頭的保護可視具體情況,採取水泥灌漿或補做墩結構等措施。
