水库除险加固中土坝设计

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1、水库除险加固中土坝设计　　【摘要】：除险水库大坝不但不能发挥工程效益，还严重威胁着人民群众的生命财产安全。本文分别从土坝坝顶、坝坡加固设计、防渗处理设计、抗震加固设计等几个方面对水库大坝加固设计的要点进行了阐述。【关键词】：除险加固土坝设计防渗设计中图分类号：TV641.2文献标识码：A文章编号：引言水库是我国水利工程体系的重要组成部分，承担着防洪、供水、灌溉等十分重要的功能。我国大部分水库建成于上世纪50～70年代，由于先天不足、后天失修，经年累月积病成险，不仅严重威胁下游群众生命财产安全，而且严重影响水库效益的发挥。病险水库的除险加固一直是水利部门一项非常重要的工作

2、，意义深远，责任重大，任务艰巨。本文主要针对此类问题进行了分析，并指明了工作中的重点和可行的措施。一、加固设计方案的比较与选择6病险水库存在的主要问题往往是水库防洪标准低、坝顶超高不足或坝体渗漏严重、坝坡不稳定、溢洪道无消能设施及归河设施、输水涵管断裂沉陷漏水或几种情况兼而有之。原则上按照不加高坝顶高程、适当加大枢纽泄洪能力的方式，使水库防洪能力达到设计标准。小型水库建筑物除险加固，应基于安全经济、施工简单、易于质量控制的原则，针对具体情况综合分析比较，选择适用的措施。二、土坝设计1.坝顶超高的计算坝顶超高计算依据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001公式：d=R

3、+e+a式中：d—坝顶超高，以m计；R—波浪沿坝坡爬高，以m计；e—最大风壅水面最大高度，以m计；a—坝顶安全加高，以m计；2.坝顶及坝坡设计6坝顶、坝坡除险加固设计是水库大坝除险加固设计的关键环节。坝顶路面要进行合理的排水设计，以提高水库大坝坝顶的稳定性。一般情况下，水库大坝的坝顶路面可以向下游方向倾斜20%左右，在下游侧铺设路缘石，使坝顶排水沟和排水口相连接，这样更有利于坝顶的排水。另一方面，还要注意水库大坝坝顶的高程，坝顶高程和宽度要符合相关规定标准。边坡比例对于水库大坝除险加固设计也很重要，综合考虑坝型、坝基、坝体、坝高等因素来确定大坝的边坡比例。坝坡的抗滑稳定

4、性与坝坡渗流要根据坝体承受的荷载进行计算，来判断坝坡是否达到稳定标准。水库大坝护坡的加固设计要根据安全可靠、方便施工、就地取材、节约投资等原则进行设计，灵活采用预制砼或现浇砼等护坡形式。还要注意的是，在采用现浇砼进行护坡加固时，需设置足够的纵横缝和排水口，在坡脚设置基座。反滤层与上游坡的厚度要根据反滤和抵御风浪冲击的要求进行设定，水库大坝下游护坡加固可以采用草皮护坡的措施。（1）坝顶设计确定水库坝顶高程，根据现状实际情况确定坝顶宽，坝顶采用20cm厚砂石路面，两侧设路缘石（2）坝坡设计1)护坡设计根据《碾压式土石坝设计规范》规定，砌石护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换

5、算球形直径和厚度按下面公式计算:2)防渗设计坝体出溢点比较高采用贴坡排水体，防止坝坡土发生渗透破坏，保护坝坡免受下游波浪淘刷，易于检修。确定贴坡排水体高程、平台宽为，边坡一般采用1:3，采用400mm厚块石、200mm厚卵石。a.盖重厚度计算6式中:Ja~x—表层土在坝下坡脚点渗透比降；GS—表层土的土粒比重；n1—表层土的孔隙率；K—安全系数；t1—表层土的厚度；y—排水盖重层的容重；γw—水的的容重；b.盖重长度计算式中：Xr--相对不透水铺盖的等效长度；t--铺盖厚度；K--安全系数；t1一表层土的厚度；γb--二人工盖重体的浮容重；三、坝基处理6坝基防渗采用垂直

6、防渗方案，防渗设施由粘土防渗截水槽及灌浆帷幕组成。坝防渗截水槽粘土截水槽回填前，必须做好混凝土盖板顶部清理，并涂刷粘土泥浆；基础灌浆段为坝基岩段及溢洪道控制段。灌浆深度按坝基石英闪长岩以q≤5lu作为相对不透水层界线设置一排帷幕灌浆。坝基础如果出现局部地段有强风化破碎断层，则应该将该层清除至弱风化岩层，并将超挖部分用混凝土填塞。四、大坝防渗处理设计大坝加固就是为了让大坝更加坚固、安全，小型水库中影响大坝安全最主要的因素为渗漏问题，解决方法主要采用灌浆处理。大坝灌浆主要有坝体灌浆和坝基灌浆。坝基一般采用基础帷幕灌浆；坝体灌浆主要有：高压喷射灌浆、劈裂灌浆及坝体充填灌浆，其

7、中坝体充填灌浆和高压喷射灌浆比较常用。以下是对三种灌浆方式特点的分析：1.高压喷射灌浆主要是利用钻机造孔，把带有喷头的灌浆管下至土层的预定位置，以高压把浆液或水来，一小部分细小土粒随着浆液冒出地面，其余部分与灌入的浆液混合掺搅，在土体中形成凝结体。其基本原理是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或混合浆液形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。2.劈裂灌浆6劈裂灌浆利用最小主应力面和堤轴线方向一致的规律，根据土体水力劈裂的原理，顺堤向布孔，在灌浆压力下以适宜的泥浆液为能量载体，有控制地劈裂堤身，将与浆脉连通的