水库大坝修复的探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 水库大坝修复的探讨 摘要：防浪墙是为了防止波浪翻 越坝顶而在坝顶挡水前沿设置的墙体。 因为防浪墙裂缝问题，要本文水库除险 工程中需要对防浪墙进行拆除和重建， 拆除重建防浪墙需要对粘土斜墙顶部进 行拆除和修复工作；本文对粘土斜墙的 修复施工方案、填筑工艺和施工中应注 意的事项进行了详细的论述，总结了施 工中的一些经验。 中国论文网 /2/view-12908688.htm 关键词：水库；大坝；修复 Abstract：Breakwater wall is set at the top of the dam retaining the forefront in order to prevent the wave over the crest of the wall. Breakwater wall cracks, to this -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 article reservoir engineering wave wall removal and reconstruction, removal of the reconstruction wave wall on the top of the clay sloping wall removal and repair work; clay sloping wall repair construction the program should pay attention to the filling process and construction are discussed in detail, and summarizes some experience in the construction. Keywords: reservoir; dam; repair 中图分类号：TV62 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012） 1 概述 某水库为大(2)型水利工程，工程 等别为 II 等，主要水工建筑物级别为 2 级，包括大坝、溢洪道及左右岸泄洪洞。 主要枢纽建筑物防洪标准按 500 年一遇洪水设计，10 000 年一遇洪水校 核。本次除险加固复核后水库正常高水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 位 131.00 m， 防洪限制水位 127.00 m，死水位 109.70 m。设计洪水位 135.10 m，相应库容 8.19108 m3，校 核洪水位 138.06 m，相应库容 9.68x108 m3。 大坝为粘土斜墙砂砾坝。坝顶高 程 138.10 m，防浪墙顶高程 13910 m，坝顶宽度 6.5 m，坝长 1 622.0m， 最大坝高 39.60 m。坝顶采用浆砌石防 浪墙，墙宽 0.5 m。 经计算，大坝坝顶高程 139.25 m，防浪墙顶高程 140.45 m，大坝现状 不能满足设计要求(见表 1)。 本次除险加固需对大坝进行加 高，防浪墙由浆砌石改为钢筋混凝土防 浪墙。大坝加高采用带帽加高方案，防 浪墙改造方案是将原浆砌石防浪墙拆除， 重新填筑拆除防浪墙时拆除的粘土斜墙， 建设钢筋混凝土防浪墙。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 2 粘土斜墙施工工艺 21 基层处理 基层处理是指防浪墙拆除时留下 的粘土斜墙拆除后的痕迹面。防浪墙和 大坝顶部拆除后，将拆除后的痕迹面彻 底清理，冲洗干净；寻找原斜墙的上下 游边界线，去掉突出点后得出特定高程 的平均边界线；然后，对粘土斜墙基层 进行创毛处理：创毛深度不小于 10 cm，并洒水润湿，以利新旧斜墙的良好 结合。 拆除下来的旧斜墙的粘土不可继 续使用，一定要挖采新的粘土料：旧的 粘土料是经过碾压后的土料，技术处理 非常困难；旧的粘土料在拆除过程中有 可能融入杂质或杂物，对粘土斜墙来说 是绝对不允许的。22 粘土土料选取 与挖采 粘土土料的选取是比较重要的一 个环节，首先要对料场的土样采取“三 步法”进行检测。提前对土料场的粘土 料进行快速检查含水率，其目的是控制 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 允许上坝的土料质量，以确保土料易于 压实合格。 快速检测土料含水率时，应在料 场根据土料的不同深度取多组代表性试 样，采用酒精燃烧法，快速检测土料含 水率，合格的土料方可允许上坝施工。 一般来说，土的含水率在适合含 水率范围内(w2)，采用常规规定的 碾压参数(本工程规定土料摊铺厚度 30 cm，振动凸块碾先静压 1 遍，振动压实 8 遍，再静压 1 遍，共 10 遍)，即可达 到合格(设计干密度 1.68 gcm3) 。反之， 含水量偏大或偏小，超出适宜范围的土 料，只进行常规的碾压大都不能合格。 含水量偏大，无法压实，需进行翻晒处 理，直接影响正常施工程序，耗时费力， 增加成本；含水量偏小，必须增加碾压 遍数到 1214 遍。 经第一步的初步检查后，进行常 规的环刀法取样，在取样过程中进行目 测、手感，以判断压实效果：对于压实 合格以上的土料，用镐刨或锹挖，都很 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 困难，一镐只能挖深 35cm，被切割 土层的断面密实而且连续，出现细腻光 滑的表面，用手掰土块，明显感觉具有 一定的抗折力，土料之间胶结状态较好， 这样的压实土料其压实度，多数可达到 设计指标，可以初步认为压实合格。反 之，如果镐刨很容易，一镐创深 5cm 以 上，甚至用锹即可插入，土层切割断面 粗糙不连续，有峰窝孔，容易用手掰碎， 容易将土块捏成扁圆或土条，或者用脚 跺踩压实表面能留下明显脚印，这样的 土料可断定达不到设计压实指标，因此 也没有必要做环刀法取样检查，而应该 立即通知施工单位进行补压处理，直至 目测判断合格才能做环刀法取样试验。 快速计算出环刀法试样的湿密度， 并采用第一步所测试的土料含水率来进 一步判断土料是否压实合格，即：在试 验室内快速称量环刀内土料的重量，计 算出土料的湿密度(土料的湿密度=湿土 质量环刀容积，环刀的容积和重量都 是预先称量并有记录)，利用第一步所 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 测的土料含水率，推算出该土料的干密 度(干密度 =湿密度 (1+含水率 )，看干 密度是否合格便可作出决定，而不必等 待试验的最终精确结果，可以节约大部 分的检测时间。 要选择有足够储量的料场。一个 粘土斜墙最好不要采用 2 个或 2 个以上 的料场；由于料场的位置不同，可能会 出现料场土料的含水率、渗透系数以及 力学指标的不同；同一个料场由于埋深 的不同也会出现含水率、渗透系数和力 学指标的不同；但采取适当的挖采方式 可以避免；要选取含水率最低，物理力 学指标合理的料场；针对料场整体地势 高低，地下水埋深，各埋深位置粘土特 性差异大小，运距等来判定料场的好坏， 选择一个好的料场，对于粘土斜墙的铺 筑与质量有着至关重要的决定因素。 粘土土料挖采方法。用推土机 在粘土层方向竖切 1：4 的斜坡上顺坡 平采，这样做既能很快排除降水，又能 改变土料的不均匀性，即推土机将不同 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 层次的粘土进行相互掺混成均匀的土料， 避免不同埋深的粘土含水率和结构级配 的不同。斜坡采料面在雨后短时间内即 能疏干，从而保证了使用土料的来源。 斜坡采料还可以保证土料的天然含水量 少受损失；并能够保证新填粘土斜墙的 力学指标和渗透系数等均匀一致，免受 粘土料天然结构的影响。 23 铺筑与碾压 粘土斜墙作为大坝防渗体，上下 游都有反滤保护层，从大坝设计断面看， 与粘土斜墙紧密相连，上游是中粗砂垫 层，下游是坝身砂砾料。为了确保粘土 斜墙填筑质量和合理安排各种上坝料的 填筑，本着“ 反滤层不得侵占防渗体有 效断面”的原则，对施工顺序做出合理 安排。首先填筑下游砂砾料，整平坡度； 然后填筑粘土斜墙；最后填筑上游中粗 砂。随着粘土斜墙的填筑，削坡成型， 平起填筑。所谓“ 平起填筑 ”是指每填筑 两层粘土，填筑一层上下游砂砾料；粘 土斜墙与砂砾料平起填筑时，使砂砾料 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 填筑面低于粘土填筑面 35 cm，因砂 砾料的碾压加水量较大，可避免砂砾料 表面多余的水流入粘土区。为保证粘土 斜墙的断面尺寸；在填筑斜墙粘土料时， 上游边线部位一定要超填 510cm；但 不能超填过多，避免砂砾料反滤层“犬 牙交错”宽度过大。 24 层间结合 为使上、下层填料结合良好，粘 土斜墙填筑层之间要进行刨毛处理，刨 毛深度控制在 12cm 之内。不能在碾 压后的光面上继续填筑粘土料。刨毛采 用拖拉机带动改良型旋耕机。 25 最优含水量控制 粘土料的压实过程就是使土体发 生大量的压缩形变和排气的过程。在此 过程中，土体的含水量起着至关重要的 作用，含水量过小，土粒问摩擦阻力和 粘结力较大，难以压实；含水量过大， 土粒间出现自由水，稍加碾压就会出现 水饱和而产生空隙水压力，导致土体所 受的有效压力减少而使压实效果变差， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 甚至会受封闭气泡的弹性影响而使土体 变成“橡皮土 ”。因此，为保证粘土的压 实效果，一定要控制好粘土的最优含水 量，粘土处在此时，其塑性好，易压实。 粘土斜墙的压实与否关系到粘土斜墙在 土坝运行过程中能否不漏水，充分起到 阻水作用，是土坝施工质量的关键。而 含水量又是粘土压实的关键。 料场土料的天然含水量在设计含 水量之内，但不是最优含水量；加上开 采、运输的影响，铺筑时的风干，需要 补充少量的水，以确保粘土料达到最优 含水量。压实后，为了能够满足层问结 合的要求，必须在刨毛后进行洒水湿润； 土料补水和创毛后洒水均可以采用水库 水，用水泵抽取水库水，在出水口处用 分散器将水散开喷洒，均匀喷洒在土料 或者刨毛面上，喷洒在土料上的水量要 严格控制，喷洒在刨毛面的水量以表面 不出现明水为准，洒水后 2h 左右开始 填筑下一层，视水量多少现场确定具体 时间。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 26 削坡 按照土料填筑顺序，首先填筑下 游坝身砂砾料，再填筑斜墙，而后填筑 上游的砂砾料垫层；所以，削坡只有上 游面的削坡，削坡预留量一般为 2050 cm，每填筑 2 层削坡 1 次，削坡注意余 土的保护，不要与砂砾料混淆，削坡的 余土可继续在下一填筑层使用。需要注 意的是在削坡前由于时间较长，粘土中 失水较多，需进行洒水湿润；洒水量不 宜过多，也不能太少，要充分湿润土料， 但不能形成明流。 3 施工质量控制 施工质量控制采用环刀取样做 干密度控制的办法。这是通常的质量控 制办法，既简单易行，又便于操作。每 层在相同位置上下各取一个，上部距面 5cm 左右，下部为相邻层结合部位。通 过统计比较，上下部位样品的干密度相 差不大。 在施工过程中，由于施工作业面 大，阳光照射时间长，并且关照度强烈， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 造成粘土短时间内失水量过大，很容易 表面出现龟裂，这种现象并不影响施工 质量，只要在其表面进行洒水处理，龟 裂就会消失；因此，在施工到顶层时， 一定要对粘土斜墙进行必要的保护，保 护措施是及时覆盖砂砾料。粘土斜墙填 筑封顶最好与防浪墙基础开挖与浇筑有 一一定的连续性。 4 结语 1) 根据粘土料层厚，在距填筑面 前沿 46 m 距离设置移动式标杆，控 制填料层厚度与平整度，避免超厚或过 薄。 2) 粘土斜墙采用进占法卸料，汽 车不得在已压实好的土料面上行驶，汽 车穿越填筑层路口段应经常变化位置， 对超压土体应予清除。重车不过斜墙， 空车过斜墙时铺钢板。 3) 粘土斜墙铺筑应连续作业，随 时做好防雨放水准备工作。填筑时天气 比较干燥，应在已铺好的土层上适当喷 雾洒水湿润，保