浅析某水库大坝除险加固设计

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1、浅析某水库大坝除险加固设计　　摘要：本文以某水库为实例，主要分析了该水库大坝除险加固设计，仅供参考　　关键词：坝体工程，病险隐患，除险加固，加固设计　　　某水库现坝高25m，坝顶高程，总库容1130万m3。水库枢纽由大坝、溢洪道、高涵、低涵组成。大坝为泥岩风化料填筑均质土坝，坝顶高程，坝轴长290m，坝顶宽7m，设高宽浆砌石防浪墙。溢洪道位于大坝左坝肩，为开敞式溢洪道，堰顶高程，堰净宽，全长，设3孔×4m平面定轮钢闸门。低涵置于左坝肩，进口高程，长，设×平面钢闸门2道。高涵位于右坝肩，进口底板高程，出口高程，全长，洞断面尺寸×，设×平面钢闸门。　　1坝顶高程的确定　　、大坝安全超高　　坝顶高

2、程的确定取以下三种运行情况的最大值：　　、设计洪水位+正常运行工况的坝顶超高；　　、校核洪水位+非常运行工况的坝顶超高。　　、正常蓄水位+非常运行工况的坝顶超高+地震坝顶沉陷和涌浪高度。坝顶超高按下式计算：　　Y=R+e+A　　式中：Y―坝顶超高，米；　　R―最大波浪在坝坡上的爬高(取累积概率R1%)，米；　　e―最大风壅水面高度，米；　　安全超高，米。　　R、e的计算按《碾压式土石坝设计规范》(SDJ218―84)附录一计算方法计算。　　波浪爬高　　波浪爬高的波高、波长采用莆田试验站公式计算：　　由无维量纲水深无维量纲风区长度，查《碾压式土石坝设计规范》莆田试验站方法图，得，从而求得平均波

3、高，再求得平均波长。　　式中风速W正常运行工况取多年平均最大风速的倍，非常运行工况取多年平均最大风速。　　水库流域多年平均最大风速W=17m/s。　　吹程：D=　　水域的平均深度H=　　波浪爬高采用莆田试验站公式(不规则波方法)计算：　　式中K△―斜坡的糙率渗透性系数；　　Kw―经验系数；　　m―斜坡的坡度系数。　　计算结果：　　正常运行工况：R1%=　　非常运行工况：R1%=　　风壅水面高　　最大风壅水面高度e=　　式中：K―综合摩阻系数；　　H―水域的平均水深，米；　　―风向与水域中线的夹角，度；　　计算结果：　　正常运行工况：　　非常运行工况：　　四、大坝安全超高：　　Ⅲ级土石坝正常运

4、行工况：A=　　非常运行工况：A=　　非常运行工况(地震)应计入涌浪高。　　　2大坝防渗处理设计　　方案比较　　坝基淤泥质粘土抗剪强度低，坝基砾石层透水性较大，坝体以上透水性较大，后期补做的粘土斜墙未达到预期效果。坝体填筑料粒径粗，坝体有架空现象，结构松散，坝体透水性强弱不均。据钻孔资料揭露，坝下冲积层没有被切断，粘土砾石层上、下游贯通，填筑前未进行坝基清基或防渗处理，压水试验表明，坝基存在渗漏，两岸坝肩存在绕坝渗漏，坝基冲积层、基低岩层存在水平、垂直两个方向不均匀性渗漏。针对上述坝基、坝体渗漏问题，拟定三个方案进行比较。　　①高压旋喷灌浆　　采用三管灌浆法，单排孔布置，孔距，分两序沿坝轴线

5、均匀布置，孔深进入风强化层，累计进尺15869m，两坝肩、坝基采用帷幕灌浆接长，防止绕坝和坝基渗漏。投资万元。　　②砼防渗墙　　设计砼防渗墙厚度，坝基、坝肩采用帷幕灌浆。防渗墙沿坝轴线布置，孔距，孔深进入基岩强风化层。分槽段施工。先施工单号槽段，后施工双号槽段砼防渗墙面积12630m2,投资万元。　　③帷幕灌浆　　帷幕灌浆沿坝轴线布置，因基底无相对隔水层，采用悬挂式。基岩和坝体单排孔布置，砾石层双排孔布置。孔距2m，排距1m。土坝灌浆，砂砾石灌浆，坝基灌浆，总投资790万元。　　三种防渗方案砼防渗墙防渗效果可靠，高压旋喷灌浆和砼防渗墙最大造孔深度59m，施工难度大，技术要求高，由于坝体土料粒

6、径不均，粗颗粒含量较大，石块多，砼防渗墙难于形成较好防渗体，墙体均匀性差，施工中易掉块影响防渗效果。方案三全部采用帷幕灌浆，投资最省，但某水库坝基砾石层透水性大，基岩裂隙发育，帷幕灌浆相对可靠程度低，坝基淤泥质粘土槽孔形成困难，帷幕灌浆可灌性差，因此大坝防渗处理采用高压旋喷结合帷幕灌浆方案。　　大坝防渗处理设计　　由于坝体1900m以上施工质量较差，致使水库后期高水位运行时外坝坡渗水，后期虽铺设粘土斜墙，但未达到预期效果，加之坝基砾石层透水性大等因素，采用高压旋喷砼防渗墙对坝体进行防渗处理。由于坝肩接触带山体透水性较强，沿老坝轴线和坝肩接触段进行悬挂式帷幕灌浆。灌浆孔单排布置，孔距2m。灌浆

7、压力河底段。灌浆时基岩浆液浓度由稀到浓逐级变换，水灰比采用6:1、4:1、2:1、1:1、::1六个比级的纯水泥浆灌注，限量法灌浆，结合速率法变级，每级灌400～600L时可变级，但最优浓度可多灌XXL左右。根据规范规定，高压旋喷和帷幕灌浆施工前应进行灌浆试验，根据试验资料对设计参数进行修改。　　3下游坝坡处理　　由于下游坝体淤泥质粘土孔隙比大、天然含水量高及高压缩性、抗剪强度低，承载力较小，虽经压脚处理坝坡