中小型水库土石坝除险加固设计

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1、中小型水库土石坝除险加固设计　　摘要：本文依据中小型水库土石坝病害整治设计的经验，主要介绍了碾压式土石坝在除险加固设计时的坝坡抗滑稳定计算、坝坡加固设计、大坝渗漏整治设计的几点体会，并对遇到的问题和处理方法进行了探讨。关键词：中小型水库；除险加固；设计1坝坡抗滑稳定计算在进行病险水库整治设计时，必须进行坝坡抗滑稳定计算，作为设计依据。1.1原坝坡的稳定复核7对大坝的稳定性，除根据安全鉴定报告结论和现场察勘以及运行资料来判断外，还应进行稳定计算。其目的是：①对安全鉴定结论进行复核；②检验试验数据的合理性。由于可能受时间、天气、经费等条件的影响，使所取土样与

2、实际运行条件有差异，或土样偏少，无法完全反映土体的运行状况，这就需要利用计算对试验数据进行检验；③了解滑移面的分布规律，为坝坡整治提供依据。在正确了解最危险滑弧位置后，不管采用削坡减载还是抛石压脚增大抗滑力，都具有针对性，不会出现抛石过于靠前，起不到压重作用，或者抛石过高或过于靠坝轴线，反而增加滑动力，对坝体抗滑稳定更加不利的情况。如原水库在前几次整治中由于不了解滑面分布规律，抛石压脚过于靠前，没有起到阻滑作用，上部偏陡，却又没有处理。1.2整治后坝坡抗滑稳定计算目的是验证整治后坝坡的稳定性，为上级主管部门的检查验收提供依据。1.2.1计算方法和计算工况

3、选择计算方法主要采用计及土条间作用力的简化毕肖普法，利用计算机进行计算。计算工况按《碾压式土石坝设计规范》LS274-2001的要求选择可能出现的工况。根据对土石坝坡稳定计算的经验，在初步计算时，只需计算对坝坡稳定最不利的情况。对于上游坝坡，在稳定渗流期，上游水位越高对坝坡稳定越有利，所以一般只要库空（水位在1/3坝高处）或死水位时上游坝坡稳定，其它水位时上游坝坡就会稳定；在水位降落期，水位降幅越大，持续时间越短，坝坡越不稳定。2病害原因分析7主要从以下几个方面分析：①坝基、坝肩的水文地质情况，基础的岩性、裂隙分布、吸水率，工程修建时的处理措施等；②大坝

4、修建时的填筑情况，是否存在不利填筑面；③查清防渗体是否满足要求，有无排水棱体及排水棱体是否失效；④查清白蚁分布情况；⑤坝体断面尺寸是否满足规范要求，如坝体过单薄，部分或全部坝坡过陡等。当原资料缺失或无资料时，应补充土工实验和地质勘探，认真分析导致大坝出现病害的原因，然后才能“对症下药”，对大坝进行科学合理的设计。3坝坡加固设计如果坝坡抗滑稳定不满足规范要求，就必须进行加固设计，下面介绍常见的处理方案。3.1上游削坡减载与抛石压脚相结合，下游培厚加固如图1的青鱼塘水库大坝断面，由于原来几次整治，抛石过高，超过最危险滑弧最底处所对应的位置，不但起不到抗滑作用

5、，而且还增加了滑动力；本次整治拆除了部分砌石，将其控制在最危险滑弧最底处所对应的位置，同时削缓上部过陡的坝坡，减小滑动力确保了大坝安全。上游削坡后，坝轴线相应下移，根据规范确定坝顶宽度和高程是否满足要求，然后对坝顶、下游坝坡培厚加固，设计时根据料场情况，选择经济合理的填筑料和坝坡。一般情况下，下游坝坡较上游坝坡陡一些，坡度选择与填筑料密切相关，对于风化石渣料，初拟可选1∶2～1∶2.5，同时下游坝脚设排水棱体，其顶部设便于施工和检查观测的马道。初拟后对上下游坝坡的最不利运行工况进行稳定计算，判断是否满足规范要求，不满足的需适当调整再行计算，直到满足要求为

6、止，使设计坝体既安全又经济。3.2上下游坝坡的培厚加固设计7对于有放空底洞的水库，在放干水后对灌溉等影响不大，且不会造成新的滑动的情况下，可将水库放空，对上下游坝坡进行培厚加固。这样可避免因上游削坡造成坝轴线下移而增加工程量，或者因削坡造成对原有防渗体的破坏，进行防渗体的整治而增加投资；对于原大坝下游不存在稳定问题的坝体整治，这种方案也更经济合理，同时它可以和上游坝面的防渗设计相结合；对于浅透水地基，在坝脚设防渗齿墙，若透水层较深，可采用帷幕灌浆，坝体上游面铺复合土工膜，并与周围的防渗帷幕形成封闭的防渗体系。4大坝渗漏整治设计4.1渗漏原因分析7坝渗漏一

7、般有以下几个方面的原因：①坝基、坝肩存在渗漏裂隙、软弱夹层、风化破碎带等渗漏通道；②坝体和坝基接触带之间渗漏；③坝体渗漏或防渗体破坏，但下游排水棱体有效。这三种渗漏情况，一般从大坝外观上看，坝脚有漏水存在，下游坝坡看不到明显的散浸点和水草特别茂盛的现象；④坝体渗漏或防渗体破坏，下游排水棱体失效。这类渗漏情况，一般在下游坝坡可以明显地看到散浸点和水草特别茂盛的现象；⑤以上各种情况同时存在。在分析渗漏原因时，除从大坝外观分析外，还应通过土工试验和钻探压水试验，分析坝体土或防渗体渗透系数是否满足要求；了解土体密度分布情况，坝体是存在个别渗透薄弱面（带），还是整

8、个坝体土孔隙率达不到防渗要求，或者存在白蚁通道导致坝体渗漏。在查验坝基、坝肩及接