水庫(kù)大壩防滲加固設(shè)計(jì)分析

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1、水庫(kù)大壩防滲加固設(shè)計(jì)分析胡裕明陽(yáng)春市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)室廣東陽(yáng)春529600摘要：木文對(duì)某水庫(kù)大壩的防滲加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，介紹了加固前大壩結(jié)構(gòu)的復(fù)核情況，通過(guò)比較三種設(shè)計(jì)方案,從中選擇了施工簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量易控制，造價(jià)低的方案，并以方案進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，希望能為有關(guān)設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：水庫(kù)大壩；防滲加固；設(shè)計(jì)引言隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水庫(kù)大壩也越來(lái)越多。但部分水庫(kù)大壩因?yàn)槭┕r(shí)質(zhì)量控制不嚴(yán)格或年久失修等原因，幽現(xiàn)了嚴(yán)重的壩體滲漏問(wèn)題，這不僅影響了水庫(kù)的正常運(yùn)行，甚至威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)此，如何合理地設(shè)計(jì)水庫(kù)大壩防滲加固施工，有效解決水庫(kù)土壩的滲漏問(wèn)題成為當(dāng)務(wù)之急

2、。1工程概況某水庫(kù)集水面積30.6km2,總庫(kù)容2487×102m3,其中庫(kù)容1456×102m3,是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫(kù)。水庫(kù)工程等級(jí)為III等，永久建筑物級(jí)別為3級(jí)，洪水標(biāo)準(zhǔn)采用千年一遇校核、五十年一遇設(shè)計(jì)。大壩壩址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.10g,與地震基本烈度VII度相等，需進(jìn)行抗震安全的復(fù)核。在水庫(kù)運(yùn)行多年來(lái)，因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)一直處在特殊的歷史時(shí)期，一定程度上影響了工程施工質(zhì)量。雖經(jīng)多次加固維修，仍然存在多處嚴(yán)重的問(wèn)題。2007年4月，水利部門組織有關(guān)專家對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定，結(jié)論為“三類壩”，建議盡快進(jìn)行除

3、險(xiǎn)加固。2加固前大壩結(jié)構(gòu)復(fù)核2.1±壩邊坡穩(wěn)定復(fù)核大壩為3級(jí)建筑物，按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274?2001)的規(guī)定，采用計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普法，計(jì)算采用STAB程序。計(jì)算斷面取最大樁號(hào)0+609.30斷面(最人壩高斷面)。根據(jù)穩(wěn)定分析計(jì)算結(jié)果(見表1),各種工況下邊坡穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。方案一：多頭小直徑攪拌樁方案。本方案布置為沿壩軸線布置鉆孔，墻體有效厚度為35cm,進(jìn)入相對(duì)不透水層不小于l.Omo方案二：高壓噴射灌漿方案。本方案高噴灌漿采用三管法高壓擺噴方式，搭接型式為微擺型，沿壩軸線布置一排噴射孔，孔距1.60mo高壓噴射灌漿在壩頭分別向兩岸延伸1

4、0m,以截?cái)嗬@壩滲流。方案三：塑性混凝土防滲墻方案。本方案墻體允許水力梯度為[J]=60,按最大水頭15m計(jì)算，采用墻厚0.3m?；炷练罎B墻分別向兩岸延伸10m,以截?cái)嗬@壩滲流。經(jīng)比較，多頭小直徑攪拌樁的施工過(guò)程比較簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量易于控制，并且工程造價(jià)遠(yuǎn)低于后兩個(gè)方案。因此，本次設(shè)計(jì)推薦方案一為本工程選定方案。3.2防滲方案布置在壩頂防滲墻后1.2m處布置水泥攪拌樁防滲墻，防滲墻軸線長(zhǎng)度1118.64m,采用多頭小直徑攪拌樁施工成墻,墻體最小厚度0.35m。防滲墻面積1.41萬(wàn)m2,最大深度15.60mo墻體需穿透壩體與壩基接觸帶，并深入相對(duì)不透水層1.00m。對(duì)于涵洞段

5、，考慮到受涵洞加固施工的影響，該段防滲墻在開挖拆除老涵管后進(jìn)行施工。新建涵管的截水環(huán)與下部及兩側(cè)防滲墻聯(lián)結(jié)形成封閉的防滲體。為了防止涵管變形對(duì)防滲墻的影響，涵管在防滲墻上下游均設(shè)置變形接頭。涵管上部采用冋填粘土+復(fù)合土工膜防滲，從而和壩體防滲墻形成整體。土工膜與下部及兩側(cè)防滲墻采用柔性連接。土工膜規(guī)格為二布膜(200/0.5/200)。3.3防滲墻設(shè)計(jì)3.3.1墻體厚度估算t≥H[/J]式中：H——防滲墻最大作用水頭，取10.2m；J——防滲材料允許水力比降，水泥土攪拌樁取80。根據(jù)防滲墻抗?jié)B及耐久性要求，結(jié)合攪拌樁機(jī)的鉆頭直徑和成墻厚度，水庫(kù)防滲墻厚度為0.35m,

6、滿足一般平原水庫(kù)的水頭要求。3.3.2技術(shù)參數(shù)要求多頭小肓徑攪拌樁防滲墻墻體質(zhì)量技術(shù)參數(shù)要求如下：(1)防滲墻體滲透系數(shù)K≤A×10-6cm/s(l≤A≤9)；(2)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度R28≥1.0MPa；(3)允許滲透破壞比降J≥80；(4)垂直度不大于1/200；(5)水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比不小于15%,漿液水灰比0.5-1.0,水泥摻入量和水灰比具體參數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。4.3滲透穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算方法同加固前滲透穩(wěn)定計(jì)算，水泥攪拌樁防滲墻滲透系數(shù)取為l×10-6cm/so滲透穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果見表4和計(jì)算簡(jiǎn)圖

7、1-4o圖4加固后校核洪水位水位滲流等勢(shì)線圖由計(jì)算結(jié)果可知，在各種計(jì)算工況下，大壩下游壩坡最大出逸滲透坡降均較處理前減小，最人出逸滲透坡降為0.28,小于土的允許滲透坡降0.49,大壩滲透穩(wěn)定滿足要求。由表5推算，經(jīng)過(guò)防滲處理后，防滲處理效果明顯。因此，說(shuō)明所采取的防滲處理方案對(duì)大壩滲透穩(wěn)定和防滲是有效的，通過(guò)防滲加固處理，能夠消除危及大壩安全的隱患。4.4攪拌樁防滲墻施工水庫(kù)大壩攪拌樁防滲墻施工使用型號(hào)為MSMTW-53230的攪樁機(jī)，5軸，鉆桿中心有孔，可注漿或注氣，中心距320mm,鉆頭直徑353-460mm