【《襄阳市某水库除险加固工程中的大坝加固设计计算案例概述》2800字】

襄阳市某水库除险加固工程中的大坝加固设计计算案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u32263襄阳市某水库除险加固工程中的大坝加固设计计算案例概述 1160781.1大坝基本情况 1229821.2坝体结构加固 150971.3大坝防渗加固设计 270524．3．1方案比选 274074．3．2大坝防渗加固设计 3247191.4渗流计算 3195194．4．1防渗加固前渗流计算 3316644．4．2防渗加固后渗流计算 649411.5坝坡稳定计算 81.1大坝基本情况根据综合地质勘察的结果，坝体的压实度仅为0.92，不满足相应规范要求，心墙渗透系数过大。坝基、坝体、过坝渠渗漏严重。防浪墙、大坝上下游护坡、反滤坝破损严重。下游坝坡没有修建排水措施。1.2坝体结构加固现阶段坝顶路面宽为3.8m，不满足相应规范要求，所以选择培土加宽至1.0m，并在路面下游端修建混凝土挡土墙。挡土墙宽0.2m，高0.9m，使用C20混凝土。防浪墙开裂、破损严重，使用水泥砂浆修补加固，破损严重部分拆除并重建。上游块石护坡部分破损严重，重新铺设块石护坡，处理范围根据护坡的实际情况确定，根据规范要求，使用式1.1、1.2、1.3，计算得护坡厚24cm，采用30cm。Q50=ρQmax=3~4t=1.10Qmaxρ下游护坡存在塌陷，将塌陷土回填并进行夯实处理。在水库两岸修建岸坡排水沟、反滤坝下修建截流沟。过坝渠可起到纵向排水沟的作用。过坝渠破损、渗漏严重。按原设计截面重建，采用梯形断面，顶宽3.7m，底宽0.8m，两边坡度取1：1.30。顶部高程为149.30m。渠道使用C20混凝土，厚0.20m，底部铺设0.10m厚的C10混凝土垫层。反滤坝垮塌，垮塌部分拆除作为修补材料，按设计尺寸修建。反滤坝尺寸：顶部宽2m，高3.27m，内坡坡度1：0.5，外坡坡度1：2。整体布置及细部结构见附图。1.3大坝防渗加固设计4．3．1方案比选常见的防渗加固措施主要有帷幕灌浆、高压喷射灌浆、劈裂灌浆、混凝土防渗墙、土工膜防渗技术等。针对砚瓦石水库大坝现有的防渗问题，参照相关工程经验，水库大坝防渗加固采用以下两个方案进行比较。方案一：帷幕灌浆+混凝土防渗墙大坝心墙渗透系数高，采用混凝土防渗墙。坝基采用帷幕灌浆的工程措施。帷幕灌浆：将加压浆液注入坝基或坝体内部，填充内部的空隙和裂隙，同时也可以对土层的组成和结构等进行改质，在浆液的胶结作用下，形成连续的防渗帷幕，达到防渗效果。混凝土防渗墙：先使用造槽机械设备造孔，然后为了防止孔坍塌壁，往孔中注满泥浆，最后用导管在孔中浇注混凝土并置换出泥浆，凝固后形成混凝土防渗墙体，达到防渗效果。方案二：帷幕灌浆+高压喷射灌浆大坝心墙渗透系数高，采用高压喷射灌浆。坝基采用的措施为帷幕灌浆。高压喷射灌浆：首先使用钻探机在坝体内造孔，之后再把带有喷头的灌浆管下放到指定位置，高压喷射浆液或水使土粒从土体上剥落，其中一部分土粒被冲出地面，剩下的则和浆液混合搅拌，形成凝结体，起到防渗作用。大坝心墙渗透系数过大，高压喷射灌浆效果相对混凝土防渗墙较低，最终确定使用方案一：帷幕灌浆+混凝土防渗墙。4．3．2大坝防渗加固设计（1）帷幕灌浆设计帷幕灌浆采用单排，以坝轴线为帷幕线，钻孔孔距3.0m，以高程128.5m为起始，进深5m，灌浆压力0.2MPa，渗透系数5.0*10-5cm/s。（2）混凝土防渗墙设计混凝土防渗墙采用锯槽法造孔，机械采用轮式链斗式开槽机。以坝轴线为防渗墙轴线，防渗墙高从心墙顶至高程128.5m处，约25m。根据本工程对于渗透比降等要求，结合施工经验，混凝土防渗墙厚采用0.3m。混凝土抗渗标号S2，强度标号C10，水灰比0.65，渗透系数1.96*10-8cm/s，允许水力坡降133。1.4渗流计算4．4．1防渗加固前渗流计算（1）计算方法渗流分析采用二维有限元分析法，使用GeoStudio软件分析计算。（2）计算剖面选取剖面为最大坝高所在剖面。根据安全鉴定的复核值取水库上游水位，下游按无水考虑，取为下游坝基高程131.11m。大坝断面的渗透分区通过地勘报告和原设计资料确定，将坝体和坝基都分为三个渗透区。大坝截面各分区范围见图1.1，各区材料见表1.1.图1.1大坝渗流计算模型图（3）计算参数各个材料区的渗透系数见下表。表1.1大坝渗流计算材料参数表（4）计算工况根据相应规范的规定，计算下列水位组合情况：正常运用情况（正常蓄水位，设计洪水位），非常运用情况（校核洪水位），下游都视为无水，高程为131.11m。同时还需考虑水位降落情况（从正常蓄水位降到死水位），水位降落过程见表1.2。表1.2非稳定渗流期正常蓄水位水位降落至死水位的过程（5）计算结果&分析使用Geo进行模型计算，得出结果，见表1.3、图1.2到1.5。表1.3大坝渗流计算成果表图1.2大坝渗流场示意图（正常蓄水位）图1.3大坝渗流场示意图（设计洪水位）图1.4大坝渗流场示意图（校核洪水位）图1.5大坝渗流场示意图（水位降落，149.40m降至140.60m）坝体心墙J允许＝1.0；代料J允许＝0.25～0.30。结果显示：①大坝渗流浸润线示意图显示浸润线靠近坝体上部，渗漏水在较高的位置溢出，对坝坡的稳定性有负面影响。坝体逸出渗透比降大于J允许，可能发生渗透破坏。②大坝单宽渗流量计算结果最大值为1.22m3/d.m，该值较大表示大坝渗漏出的水较多。4．4．2防渗加固后渗流计算（1）计算剖面防渗加固给大坝增加了混凝土防渗墙和防渗帷幕，即图1.6中的G和H。图1.6大坝渗流计算模型图（2）计算参数混凝土防渗墙渗透系数为1.96×10-8，防渗帷幕为5×10-5。（3）计算工况计算工况于防渗加固前相同。（4）计算成果及分析计算结果见表1.4，图1.7～图1.10。表1.4大坝渗流计算成果表计算工况上游水位

（m）下游水位

（m）最大渗透比降下游坝坡逸出比降单宽渗流量m3/d.m心墙代料混凝土防渗墙防渗帷幕坝基正常运用正常蓄水位149.40131.110.270.1535.7312.300.570.051.03设计洪水位151.58131.110.330.1939.4213.280.620.061.32非常运用校核洪水位153.18131.110.300.2240.5313.740.650.071.59水位降落正常蓄水位149.40—死水位140.60131.110.200.1227.598.850.390.051.03图1.7大坝渗流场示意图（正常蓄水位）图1.8大坝渗流场示意图（设计洪水位）图1.9大坝渗流场示意图（校核洪水位）图1.10大坝渗流场示意图（水位降落149.40m降至140.60m）混凝土防渗墙允许水力坡降133。大坝渗流场分析结果显示：大坝浸润线出溢点较低，各部分渗透比降都小于允许渗透比降，单宽渗流量最大为1.59m3/d.m，渗流量较小。综上所述，大坝经防渗加固后渗透情况得到显著改善，满足要求。1.5坝坡稳定计算(1)计算工况根据相关规范要求，计算工况有：正常水位、设计洪水位、水位降落和校核洪水位。各工况水位见表1.7。(2)稳定计算方法采用简化Bishop法。(3)稳定安全系数根据水库等级和计算方法，查阅规范规定得：正常运用条件为1.25；非常运用条件I为1.15。(4)计算剖面及参数剖面取坝高最大剖面，见图1.6。大坝抗滑稳定计算采用的各种材料力学参数见表1.5。表1.5各材料力学指标(5)大坝计算成果及分析计算的大坝上、下游坝坡各工况最小安全系数见表1.6，滑弧位置分别见图1.11～图1.14。表1.6大坝坝坡抗滑稳定最小安全系数计算成果表计算工况上游水位（m）下游水位（m）安全系数上游坝坡下游坝坡正常正常蓄水位149.40131.11/1.712设计洪水位151.58/1.644非常校核洪水位153.18/1.579正常蓄水位降至死水位149.40~140.601.371/计算成果显示：抗滑稳