卡宁坝坝体安全问题及其加固工程

• 作者: 周静贤 罗伯特·沃克 让·瓦特 金家麟
• 来源期刊: 水电技术信息
• 学科: 工学
• 关键词: 混凝土重力坝 卡宁坝 坝体 碱骨料 裂缝 加固 承载力
• 年，卷（期）: 2004,（1）
• 页码范围: 11-24
• 页数: 14页
• 分类号: TV642.3

摘要

卡宁坝是一座高70m、长355m的弧形混凝土重力坝，其反弧形溢洪道长109m。大坝建于1933年至1940年间，位于西澳大利亚珀思市东南约34km的卡宁河上，形成了一座库容为90．4×10^6的水库，是珀思地区主要供水水源。卡宁坝被列为“极端危险”工程，因为其破坏后果非常严重，风险人口超过10万。1996年进行的大坝安全分析表明：根据现行标准，现有大坝已不具备足够的强度和稳定性安全系数。此外，研究表明，大坝正遭受碱骨料反应的损害。通过对裂缝绘制图详尽分析显示，沿施工浇筑缝出现明显的裂缝图形。随后进行的大坝加固方案研究得出，安装高承载力的后张锚索是加固大坝的最佳方法。采用的最大承载力锚索是直径15．2mm的91股超高抗拉强度锚索。锚索的最小拉裂荷载(MBL)为23751kN。据作者所知，卡宁坝所采用的这些锚索是全世界曾经应用的具有最大承载力的永久性地下锚索。在锚索安装合同签订前，在模拟现场安装条件情况下，对91股锚索原型进行了试验即将锚索放入预制混凝土空心梁中。在使锚索达到最小拉裂荷载78％后，锯开粘着长度以检查波纹聚乙烯外皮的性能。未观察到波纹外皮产生剪切破坏或变形，并且在浆一混凝土交界面也未发生滑动。从沿锚索测得的力表明，力是在12m粘着长度的头3m内传递的。由此得出反向计算的粘着强度约为5．5N/mm^2。在撰写本文之际，第一个混凝土块已浇筑而成，91股锚索的预安装也已完成。安装技术和初始应力的施加均表明，锚索将比原型试验锚索具有更好的性能。