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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2458
該水庫大壩壩型為均質土壩,土壩壩頂高程為66.00m;壩頂長92m,壩頂寬4m;最低河床高程43.86m,最大壩高22.14m;迎水坡坡度分別為1:2.25,1:2.5,1:2.75,背水坡坡度與上游壩坡相同,兩個平臺各寬1.5m。 1、大壩浸潤線計算 參照《農田水利工程》中有關滲流計算的方法,對水庫大壩進行滲流計算。 1.1 基本資料 土壩高度H 22.14m;壩體為透水地基上的均質土壩,滲透系數K=0.0003cm/s,透水地基上的滲透系數KO=O.003em/s;壩頂寬度b=4m;上游坡度2.694;下游坡度2.604;下游水深H2=Om;壩基厚度T=10m為降低大壩浸潤線逸出點高程,在后坡腳處設堆石棱柱體反濾,頂寬1.5m,高5ra,上游坡度為1,下游坡度為1.5,反濾料:粗砂、碎石厚度各為0.25m。 1.2 浸潤線計算 本工程浸潤線計算采用《水利水電工程PC一1500程序集》土壩設計軟件包(K)計算(微機版),按達西定律計算堤壩滲流,確定浸潤線位置。由于加固前大壩不能滿足安全運作要求,且下游壩坡陡于上游壩坡,故只作正常水位工況下的壩體穩定滲流浸潤線計算;加固后下游壩坡陡于上游壩坡,不作庫水位在1,3壩高附近時壩體穩定滲流浸潤線計算。計算成果見《土壩滲流計算書》。 2、 大壩穩定分析計算 水庫原有大壩為均質土壩,由于受水流沖刷及壩身填土不均勻沉降影響,壩面變形較嚴重,迎水坡坡率為1:2.25 1:2.75,背水坡坡率為1:2.1—1:3。現對最大壩寬進行壩坡抗滑穩定分析。穩定計算方法采用瑞典圓弧法的有效應力簡化法,采用應用軟件TB一6—2進行穩定系數計算障見計算書)。 2.1 加固前 正常蓄水位穩定滲流條件下的下游壩坡: Kmin=1.512>[k]=1.25 由計算成果可知:加固前在正常蓄水位時大壩能滿足穩定要求。庫水位從設計洪水位(64.08m)降正常蓄水位(61.20m)的非穩定滲流上游壩坡: Kmin=1.022<[k]=1.15 不能滿足要求。 2.2 加固后 正常蓄水位(61.20H日穩定滲流條件下的下游壩坡: Kmin=1.627>[k]=1.25 庫水位從設計洪水位(64.08m)降正常蓄水位(61.20m)的非穩定滲流上游壩坡: Kmin=1.219>[k]=1.15 由計算成果可知:加固后大壩壩坡穩定計算能滿足各種情況時穩定要求。 3、大壩存在問題及加固措施 經現場勘查和上面的復核計算分析,得出以下問題的分析和解決的方法以及相應的加固措施: 3.1 大壩存在主要問題 3.1.1經過長期受風浪淘刷造成壩坡不平整,壩后坡受降雨水流沖刷,坡面局部變形較嚴重,大壩有交通要求需新建防浪墻。 3.1.2大壩建成后運行時間較長,管理跟不上,造成原反濾體堵塞,浸潤線抬高,壩體滲漏大,后壩坡出現多處漏水點,另外壩體發現蟻巢和白蟻侵害。 3.1.3壩后坡受雨水的長期沖刷,坡面不平整,局部地方出現溝狀水土流失。 3.1.4大壩背水坡未設置壩坡排水溝,壩肩未設置排水溝。 3.2 加固措施 3.2.1 現設計結合原大壩現狀對壩面進行整治,加高培厚后,迎水坡坡率為1:2.75,并在48.86m高程處設置寬為1.5m的平臺,并修建前坡齒墻,齒墻高2m,頂寬0.6m,底寬1.65m;背水坡在60.33m和54.60m高程處設置馬道及排水溝,總寬度為1.5m,排水溝斷面尺寸寬x高為0.3x0.4m;背水坡按坡率的不同分為三級,第一級坡率1:2.25,第二級坡率為1:2.5,第三級坡率為l:2.7,壩頂寬度為4m,鋪200厚泥結石作為路面。 3.2.2 壩頂寬原為4m,加固后壩寬仍采用4m。壩頂采用泥結石路面,厚200ram。 3.2.3 壩前坡用現場澆筑砼塊護坡,其優點有:(1)砼護坡厚度比塊石護坡厚度減小;(2)比塊石護坡節省材料及投資;(3)壩坡面更為美觀。為便于施工,取砼板厚t=lOOmm,下面采用lOOmm厚砂石混合級配墊層。砼標號為C20級,砼板長×寬為4mx5m,每塊板之間分縫采用四油三氈填縫,為穩定砼護坡,護坡底部需設一漿砌石齒墻,漿砌石采用M7.5號水泥砂漿砌結,齒墻高為2m,頂寬0.6m,底寬1.65m。 3.2.4 整平壩后坡并直播種草護坡,設置壩坡和壩肩排水溝及行人步級。現計劃對后坡兩肩布置排水溝,排水溝高×寬為400mmx300mm,排水溝及步級采用M7.5漿砌石砌結,1:2水泥砂漿批擋。 3.2.5建后壩腳反濾體及其排水溝。本水庫工程壩高為22.14m,設計采用棱體反濾,反濾體高為5m。根據前面的壩體浸潤線計算成果,確定反濾體高度為5m,反濾體頂寬取1.5m,反濾體頂采用M7.5漿砌石壓頂。反濾體后建排水溝,高x寬為400mmx300mm。
3.2.6壩體進行白蟻防治,壩面及周.邊地區藥物誘殺白蟻共1000~,誘殺后對巢灌漿2巢,并對壩體進行充填灌漿。具體灌漿設計布置見后面大壩灌漿設計。 3.2.7壩體防滲采用復合土工膜(二布一膜)進行處理。 4、壩基灌漿設計 4.1 灌漿布置 大壩計劃沿壩頂軸線方向布設2排灌漿孔,排距為2.0m,灌漿孔布置在壩頂軸線稍偏上游,第一排距離防浪墻外邊lm,孔距為6.1m,兩排鉆孔呈梅花形布置,鉆孔灌漿至壩基以下1.0m,主壩布置灌漿孔共3O孔,孔深共計381.5m。 大壩灌漿孔孔深計算表
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鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力,故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定,如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道:“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明,它們的化學和生物穩定性高;織物的最大損壞是在施工中;鋪設以后沒有大變化;……可預期超過100年的穩定性。
2 灌漿設計 (1)灌漿材料 灌漿材料采用粘土拌水泥混合漿,要求水泥粘土比例為1:9,漿液容重為1.3一1.6 m3。配制水泥粘土漿所用的粘土要求遇水以后,能迅速崩解分散,吸水膨脹,具有一定的穩定性和粘結力,選擇粘土時要注意以下兩點:①粘土塑性指數應為10~20;②粘粒含量30 50%;③粉粒含量40—60%,砂粒含量小于10%。 (2)造孔設計 采用XJ100一A型鉆機造孔,鉆孔直徑為90mm,采用干法造孑L或少量注水濕鉆、造孔應保持鉛直,偏斜率不得大于孔深的2%。鉆孔深度要求鉆至壩基以下1.0m。灌漿孔造孔順序為:先壩中后壩肩,先壩頂軸線上游排再下游排,先深后淺的施工方法。Demand feedback