某震损水库大坝应急措施和除险加固设计研究

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1、某震损水库大坝应急措施和除险加固设计研究　　摘要：某水库在汶川“5.12”地震中大坝造成了破坏，尤其是坝体产生了一系列的震生裂缝，威胁到大坝的安全。通过采取应急修复措施进行临时性处理，并且对大坝部分进行了除险加固设计，使坝体达到安全稳定。关键词：震损水库；大坝；应急措施；除险加固；设计1.大坝现状及主要震损情况某水库于1956年动工兴建，1978年8月建成。水库集雨面积0.9Km2，灌溉面积450亩。大坝为均质土坝，坝顶长度146.0m，坝顶宽度4.1～4.4m，坝底最大宽度78.8m，坝顶高程621.5～623.6m，最大

2、坝高13.5m，大坝为均质土坝，上、下游坡均为草皮护坡，坝脚处为干砌条块石排水棱体，是一座以灌溉为主，兼有养鱼等综合效益的小（2）型水库工程。8水库处于正常蓄水位时遭受“5·12”汶川大地震突袭，在坝体中产生了一系列的震生裂缝，其中在坝顶下游侧沿坝轴方向规模最大的纵向主裂缝长达53m，呈断续状弯曲延伸，主裂缝宽度8～13cm，深度一般0.7～1.3m，局部深达2m以上（竹杆未探到底）；该处坝体在地震前所具有的塌陷进一步加剧，沉陷量最大可达0.5～0.8m，坝坡土体蠕动变形严重且已具明显的向坡下位移；另有两条呈断续延伸的纵向裂

3、缝总长度分别为23、36m。垂直于坝轴方向较为密集的横裂缝长度一般3～8m，最长为16m，缝宽1～5cm。坝体中部严重沉陷，最大沉陷量达1.59m；因蠕动变形坝顶平面近于“S”型，上游坝坡在地震之前本具有的塌陷也进一步加剧，坝坡土体蠕动变形明显，呈一系列的凹坑，凹坑轴长0.8～3m不等，最大沉陷量达0.5～0.6m。库首右岸浆砌条块石挡土墙多处拉裂、破损且局部坍塌，裂缝长度2～5m，缝宽2～12cm，岸边干砌条块石护坡坍塌损毁；下游坝脚排水棱体断裂坍塌，坍塌后的棱体向坡外旋转呈顶面倒坡并产生20～65cm的水平位移。2.大坝

4、存在的问题（1）坝坡土体蠕动变形严重且已具明显的向坡下位移，坝顶平面近于“S”型。（2）纵向裂缝3道，最长达53m；横向裂缝长度一般3～8m，最长为16m。（3）坝体中部严重沉陷，最大沉陷量达1.59m。（4）坝体目前存在渗漏问题。（5）下游坡脚排水棱体断裂塌陷，坍塌后的棱体向坡外旋转呈顶面倒坡并产生20～65cm的水平位移。（6）有白蚁危害。3.大坝应急措施83.1坝体清理检查、巡查监测和裂缝临时覆盖（1）清除坝体上的杂草等；（2）坝体清理后对坝体险情进行检查，做好文字记录并用明显的标记示出；（3）对主要裂缝设置监测措施，

5、如监测桩、监测标记等，定时进行监测和记录，观测裂缝变化情况，并加强巡查，发现异常及时上报主管部门；（4）在应急处理措施实施前采用塑料膜临时覆盖坝体裂缝。3.2坝顶和下游坝坡裂缝封填（1）对于坝顶裂缝宽度大于5cm的纵向裂缝处理方法：①在缝内用高塑性土挤压充填；②沿裂缝方向两侧对称开挖梯形槽，梯形槽底部宽度50cm，顶宽80cm，深度50cm然后对槽底进行夯实处理；③在槽内回填高塑性土后分层夯实，铺层厚度不大于20cm，直至完全将开挖槽回填平整；④在夯实回填的槽顶在铺一层后15cm的高塑性土，夯实处理成龟背形；（2）对于下游坝

6、坡裂缝宽度大于5cm的纵向裂缝处理方法：①在缝内用高塑性土挤压充填；②沿裂缝进行夯实处理；③裂缝夯实处理后，在坡面填高塑性土夯实补欠，处理后的部位与坡面齐平；8（3）坝顶和下游坝坡上裂缝宽度小于5cm的纵向裂缝处理方法：①沿裂缝进行夯实处理；②夯实处理完后再在表面铺一层高塑性土，坝顶夯实处理成龟背形，下游坝坡上与坡面齐平。对坝顶槽开挖后夯实回填的裂缝，挖槽及回填不得在雨天进行，并做好防雨准备，切记开挖槽内的回填必须在当天完成。为便于汛后除险加固，对大坝震损裂缝应做好裂缝位置记录和标识。3.3汛期坝体裂缝覆盖保护（1）坝顶纵向

7、裂缝封填处理完成后，在坝顶用土工膜进行完全覆盖，土工膜两侧固定并封闭密室，土工膜采用一布一膜，布上膜下放置，膜厚0.2mm，采用针织无纺布，规格为100g/m2，在土工膜上适量铺土覆盖保护；（2）下游坝坡纵向裂缝封填处理完成后，在夯实回填后的坡面上用土工膜沿裂缝进行条带覆盖，土工膜规格同上，宽度100cm，在土工膜上适量铺土覆盖保护。4.大坝稳定计算4.1计算工况（1）正常工作条件①正常蓄水位上、下游坡的稳定渗流期②设计洪水位上、下游坡的稳定渗流期③1/3水位上、下游坡的稳定渗流期8（2）非常运用条件①校核洪水位上、下游坡的

8、稳定渗流期②校核洪水位降落至正常蓄水位③正常蓄水位上、下游坡的稳定渗流期+地震④设计洪水位上、下游坡的稳定渗流期+地震⑤1/3水位上、下游坡的稳定渗流期+地震4.2计算原理及结果依据《碾压式土石坝设计规范》，按不计条块间作用力的瑞典圆弧法，采用北京理正软件设计研究院编制的《理正边坡稳定分析