浅谈某水库除险加固设计

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1、浅谈某水库除险加固设计摘要：针对某水库存在的问题,在水库渗流、大坝稳定、泄洪能力等计算分析的基础上，进行了加固设计。通过加固处理，确保了该水库工程加固质量，实现了水库功能的正常发挥。关键词：病险水库；除险；加固设计一、工程概述某水库位于广西钦州市风景区境内，水库坝址以上集雨面积33.16km?,水库总库容1620万m?,于1958年9月动工兴建,1963年7月建成。主要建筑物由大坝、溢洪道及输水涵管组成。1980年新建了输水隧洞和坝后一座装机容量为2X125kw水电站。是一座以灌溉、防洪为主,兼有发电、供水和旅游

2、观光等综合效益的屮型水库。水库运行至今已50年，水库存在较多安全隐患。2008年12月，广西水利厅组织专家对该水库进行安全鉴定。鉴定该水库大坝为“三类坝”。二、工程存在问题(1)大坝两岸山体由于开挖边坡较陡，经雨水长期冲刷出现较多崩塌；大坝上游干砌石风化严重，排水沟堵塞；下游坡沉陷，排水沟堵塞，杂草从生，坝体多处有蚁穴、鼠洞存在。排水棱体块石风化严重，局部有架空现象；坝顶有不同程度的沉降，防浪墙局部损坏。(2)大坝清基不彻底，防渗处理及心墙土料防渗性能不满足规范要求，心墙下游反滤过渡层设量高度不够，下游存在散浸和

3、集中渗漏现象。(1)大坝填土压实度为90%,不满足国家现行规范要求，坝体填土渗透系数大值平均值为3.25X10-?cm/s,粘土心墙渗透系数大值平均值为2.68X10-?cm/s,属于屮等透水。(2)正常溢洪道两侧翼墙及边墙多处发生倾斜、开裂，翼墙及边墙稳定不满足规范要求；底板开裂严重；消力池和尾水渠防洪堤多次遭到水毁，影响大坝安全。(3)输水隧洞进口边坡有裂缝，伸缩缝止水老化，洞身混凝土老化严重，存在蜂窝、钢筋裸霧现象。空蚀、渗水现象严重，隧洞闸门年久失修，锈蚀，变形严重，闸门漏水严重，启闭机老化，不能正常工作

4、。(4)大坝安全监测和水文测报设施不完善，管理设施陈旧落后，防汛抢险道路不通。三、工程加固设计(-)大坝1•渗流分析与防渗加固设计(1)渗流分析。渗流计算分析采用二维有限元法，计算程序采用《理止渗流分析软件》。根据大坝原竣工图，并结合原施工、运行状况及地质条件，选取最大坝高剖面作为渗流分析对象。计算剖面的材料分区为：坝基风化岩体、岩体、坝基砂砾石层、坝売砂石料和心墙黏土料、混凝土防渗墙等。根据原大坝设计、安全鉴定阶段及本次加固设计的补充地勘成果,并参照国内己有的类似土石坝确定计算采用参数值。经分析，库水位降落时，

5、由于坝壳料透水性较好，•且库水位降落速度较慢，坝壳中浸润线与库水位基本同步下降，故确定计算工况为：①水库上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；②水库上游设计水位与下游相应的最高水位；③水库上游校核洪水位与下游相应的最高水位。本文针对3种工况对大坝进行渗流分析。为比较人坝防渗加固效果，分别对防渗加固前后各种工况下人坝渗流状况进行了分析。分析成果见表1。表1大坝渗流有限元计算成果（2）大坝防渗加固设计。大坝防渗加固选择混凝土防渗墙+左坝肩帷幕灌浆和高喷防渗墙+坝基帷幕灌浆两个方案。经综合比较工程量、施工工艺等，确定釆用

6、混凝土防渗墙+左坝肩帷幕灌浆进行防渗加固处理设计方案。混凝土防渗墙采用冲击钻或抓斗依次造孔，以泥浆固壁形成完整的孔槽，在杷j孔中浇筑混凝土，最后形成一道连续的混凝土防渗墙。防渗墙厚度主要由结构强度、抗渗强度、耐久性及施工条件等确定。防渗墙墙体截面主应力应满足：式中，M为弯矩；W为截面模量，B2/6；N为竖向力（包括竖向水压力、土压力和墙体自重）；F为截面积，取单宽计算时F二B；。①为渗透上托力;。1,2分别表示受压区、受拉区的应力；［。］为规范允许应力。防渗墙墙厚t应满足：t$H/［J］（2）式中，H为上下游水头

7、差；［J］为防渗填料允许水力梯度。根据计算成果和施丁丁艺，防渗墙施T要求为：①防渗墙混凝土厚度为60cm；②混凝土防渗墙抗压强度R28^15MPa,弹性模量小于20000MPa,抗渗等级为W8；③防渗墙混凝土配合比由试验确定；④混凝土防渗墙坝基入岩深度，强风化时不小于2叭弱风化时不小于1叽2.坝坡稳定分析与加固设计(1)计算基本条件。①计算剖面。根据原设计报告，结合施工、运行状况及地质条件，选定最高坝体剖面为典型计算剖面进行稳定分析，与渗流计算剖面相同。②计算参数。为了查明坝体填筑质量，验证岩土物理力学参数和工程

8、地质条件，进行了勘探钻孔取样和岩上物理力学性能试验。根据安全鉴定和本次除险加固设计阶段的岩土物理力学性能试验成果，结合原设计参数取值，并考虑坝体各部位填筑施工质量，综合选定计算参数。坝体砂砾料抗剪强度取值，考虑到坝壳砂砾石料为无黏性土，根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),采用线性和非线性两种抗剪强度指标，以利于坝体稳定对比分析。(2)计算工况及安全标准。