水库大坝病害分析及整治设计_1

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1、水库大坝病害分析及整治设计　　摘要：我国众多的水库大都建设于二十世纪六、七十年代，由于历史原因，受当时财力、物力和技术力量的局限，工程质量难以保证。再加上几十年的运行，致使很多工程长期存在安全隐患，因而，排查与除险工作，乃是水利工作者的当务之急。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：水库大坝病害分析整治设计　　中图分类号：文献标识码：A文章编号：　　全国已建水库大部分修建于20世纪60～70年

2、代，因当时历史、工程技术等条件限制，很多水库在缺乏最起码的基本地质资料和必要的工程技术条件下仓促动工，加之大部分工程又都是民工队伍施工，施工质量难于保证，使得一些工程在修建时就存在安全隐患，同时又经过几十年的运行，许多水库病险问题非常突出，不但工程效益不能发挥，而且还直接威胁到下游人民的生命财产安全。因此，加强对病害水库的除险加固工作十分必要。笔者根据几年来对水库病害整治设计的经验，谈谈对水库大坝(特别是碾压式土石坝)除险加固设计的几点体会。　　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

3、坝坡的稳定复核　　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。　　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选择　　计算方法主要采用考虑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

4、规范》(SL274―XX)的要求选择可能出现的工况。笔者根据几年来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。计算中根据水库运行时可能出现的运行状况，先选择最危险的情况进行计算。对于下游坝坡，只计算稳定渗流期的坝坡稳定情况，一般上游水位越高对下游坝坡稳定越不利，对开敞式溢洪道的大坝，由于在设计和校核洪水时，洪水历时很

5、短，没有形成稳定渗流就降到正常水位，因此可以先计算上游正常水位时下游坝坡稳定性；对有闸溢洪道的大坝，可先计算最高洪水时的情况。经上述工况计算后，就可以判断上下游坝坡的稳定情况，大大减少计算工作量(特别是在设计选择上下游坝坡的过程中)。对规范要求的其他运行工况，只在最后进行复核计算。　　2病害原因分析　　设计时应认真分析水库出现病险的原因，弄清楚工程从前的设计、施工和地质情况。同时要深人现场，观察水库周边水保、植被情况，从大坝的外观和运行状况以及土工试验、地质勘探资料中，详细分析病害的原因。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

6、的岩性、裂隙分布、吸水率，工程修建时的处理措施等；②大坝修建时的填筑情况，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　　3．1上游削坡减载与抛石压脚相结合，下游培厚加固　　设计时，根据坝坡稳定计算结果，选择适当的抛石位置，增大阻滑力，并将上部坝坡削为稳定边坡。选择合理的抛石位置

7、尤其重要，靠坝轴线不能超过原坝体最危险滑弧最底处所对应的位置，否则会增大滑动力，但也不能过于靠前，错过滑弧的出露点而起不到抗滑作用。抛石顶部宽度由抗滑稳定计算确定，坡度l：3左右。上部削坡后的坝坡，初拟时可取l：2．25―1：2．75，其大小根据坝体填料的抗剪强度、坝高等选择，强度越高，坝体高度越小，坝坡就越陡，否则坝坡越缓。　　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

8、石渣料，初拟可选1:2一l:，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