大壩加固設計論文2篇

1、大壩加固設計論文2篇第一篇 1.大壩加固設計方案分析 當前大壩存在以下問題：大壩防洪能力不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；大壩溢洪道下游無消能設施；壩體左壩段局部反濾層存在滲透變形，粘土斜墻發(fā)生坍塌現(xiàn)象；放水隧洞進口鑄鐵閘門啟閉機已運行多年，老化且腐蝕嚴重，不能正常運作。濟下水庫防洪能力按現(xiàn)行規(guī)范要求設計洪水標準采用50年一遇，校核洪水標準500年一遇。實測大壩壩頂高程、防浪墻頂部均不能滿足規(guī)范要求，側槽溢洪道下游無消能設施，沖刷嚴重。大壩斷面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)在各工況下能滿足規(guī)范要求，但大壩上游面外觀不平整，大壩結構穩(wěn)定評定為B級。水庫大壩滲流量較小，其滲流比降略大于容許滲流比降，反濾層出現(xiàn)滲透變形?，F(xiàn)場

2、發(fā)現(xiàn)集中滲漏現(xiàn)象，大壩穩(wěn)定評價為C級。 （1）經(jīng)研究分析表明，本工程壩體總體穩(wěn)定性較好，下游壩坡干砌石護坡穩(wěn)定性好，未出現(xiàn)變形，壩體堆填壓實達到設計容重，反濾層設置符合要求。原壩體部分施工質量良好，能滿足壩體抗滑要求。 （2）壩體防滲斜墻局部滲透性及填筑壓實度不能滿足規(guī)范要求。壩基主要為弱風化凝灰?guī)r，巖石堅硬致密，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體完整性好，穩(wěn)定性好，能滿足滲流、抗滑要求。本次勘測揭露壩體地層有：層塊石護坡、層粉質粘土（斜墻）、層沙礫（反濾層）、層堆石及層弱風化凝灰?guī)r（壩基）。經(jīng)過本次勘測，查明壩體填土材料的組成及分布，重點查明了粘土斜墻防滲體的分布、物理力學性質及其滲透性，為指導今后該水庫

3、的壩體防滲設計提供設計參數(shù)。 （3）大壩高程不滿足規(guī)范要求。壩高復核見表1所示。2007年測得大壩壩頂高程288.1m，小于校核洪水位290.96m。防浪墻頂部高程為289.65m，計算防浪墻墻頂高程290.96m。并且根據(jù)當?shù)厮麊T反映，在2006年遭受臺風泰利襲擊時，大水漫壩頂最大達到60cm，故現(xiàn)狀大壩高程不滿足規(guī)范要求。 針對本水庫壩體存在的病害問題，提出除險加固處理措施： （1）壩體迎水坡面護坡塊石風化嚴重，建議在壩體加固階段對護坡塊石進行更換，或采用鋼筋混凝土板或瀝青混凝土護坡。 （2）根據(jù)本次勘測表明，壩體防滲斜墻局部滲透性及填筑壓實度不能滿足規(guī)范要求，建議對壩體的層粉質粘土（防

4、滲斜墻）進行灌漿加固處理，或采用復合土工膜防滲加固，灌漿加固及采用復合土工膜防滲加固的施工應嚴格按照水利水電的有關施工規(guī)范進行，并在施工完成后按照有關要求的灌漿加固效果進行檢測。根據(jù)大壩實際情況，擬定下列八種加固方案，方案一加高大壩壩頂高程，滿足泄洪要求，保證大壩安全。但加高壩頂高程可能會造成水庫上游村莊淹沒，造成人民群眾生命財產(chǎn)受到威脅，且政策處理困難。方案二考慮大壩右岸山體巖石裸露，穩(wěn)定，適宜開鑿新的溢洪道條件，采取壩體右肩新開溢洪道。但考慮到左壩肩已開溢洪道，再對右壩肩實施開挖易造成大壩失穩(wěn)。方案三大壩右岸公路邊埡口處新開溢洪道，設置自控翻板閘門，孔口B=10m，閘門選擇610m，溢洪道

5、全長251.3m,進口段及控制段共長37m,泄水槽長130.3m，出水渠長84m，采取面流消能，消力池長32m，高1.8m。但考慮到公路段開挖泄水槽，影響交通，且會影響到附近的住戶，泄水消能渠占用耕地面積，政策處理困難，費用大。方案四利用自控閘門的性能，不改變水庫正常蓄水位，在老溢洪道堰體上開鑿門槽，設置自控翻板閘門。沿溢洪道軸線布置6扇36m閘門，于閘門前布置3道移動式攔污柵欄。其施工難度在于側槽及泄水槽石方爆破，施工時必須做好必要的防震及支護措施，以確保爆破震動在大壩規(guī)范允許范圍內(nèi)。因此自控閘門運用的不成熟，以及后續(xù)管理技術、物力、人力上的難度很大。方案五在壩體側槽左肩山體開鑿正槽至15m

6、，并整理側槽堰頂，擴大流量系數(shù)至0.45；拆除壩體左肩部分，重建溢流壩段設置55m閘門作為非常溢洪道使用。整理后自由溢流堰頂前沿全長50m，其中側槽段35m，正槽段15m。非常用溢洪道55m。流量系數(shù)均為0.45。但小范圍山體爆破，做好保護，不能影響壩體穩(wěn)定。溢流堰的整理達到需求的流量系數(shù)，施工精度要求高，非常用溢洪道導水墻與粘土銜接段防滲處理難度高。方案六完全拆除側槽并拆除左肩壩體約15m，平行壩軸線方向新建溢流堰，設置3扇63.5m閘門，閘底高程283.4m，閘頂高程286.9m。但該方案投資過大，管理難度大，洪水期調控難度大。方案七左肩山體開鑿正槽前沿至23m，降低正常蓄水位至286.1

7、m，并整理堰頂，擴大流量系數(shù)至0.407。但該方案由于大范圍的山體爆破對壩體的穩(wěn)定安全可能造成不可預知的隱患，所以爆破施工技術難度很大。方案八溢流堰左肩正槽段拓寬至15m，使側槽溢流前沿總長達到53m，并降低側槽溢流堰堰頂高程至285.9m。整理堰頂，擴大流量系數(shù)，達到0.502。該方案需要對溢流堰的整理，小范圍爆破的保護。綜合各個加固方案的優(yōu)缺點分析比較，最終選取加固方案八。 2.加固設計實施 2.1工程布置及結構型式 加固后壩頂總長65.0m，壩頂高程288.1m，頂寬3m。壩頂上游側設置L型防浪墻，采用C15砼現(xiàn)澆，墻身厚30cm，高1.3m，墻頂高程289.4m。拆除原壩頂砼路面及下游

8、漿砌塊石防浪墻，重新澆注C15砼路面層，路面標高288.1m，寬2.6m。壩體為土石混合壩，主要由上游壩坡砼預制塊及砼護坡、大壩砌石部分、堆石部分、防滲斜墻以及反濾層、埋砌塊石組成。擬加固部分為壩坡及護坡、下游壩坡堆石體、防滲斜墻部分等。由于風浪沖刷上游壩坡經(jīng)常發(fā)生滲漏、坍陷等情況，本次將上游壩坡干砌石拆除，鋪筑10cm厚預制塊砼護坡，增強抗沖刷能力。上游壩坡以馬道為界，上段坡比1：2，下段坡比1：2.5。砌石部分為堅硬新鮮的花崗巖砌筑，塊石長度0.81.2m，塊石短邊不小于40cm，每塊重量300公斤左右。堆石部分每塊石料重量100公斤左右，孔隙率35%，設計容重1.65t/m3。設計下游壩

9、坡放緩至1：1.3。防滲斜墻部分擬挖除原有防滲體大約3m厚，查明防滲體運行狀況，然后針對滲漏點進行局部開挖、回填、夯實至開挖線。然后再填筑防滲斜墻恢復至大壩設計斷面。其構成為：灰黃色、褐黃色，局部灰色，飽和，可塑，局部為軟塑，中壓縮性，采用當?shù)貛靺^(qū)內(nèi)粘壤土填筑，礫石含量為525%，粒徑一般小于2cm，土層滲透系數(shù)3.9510-72.5510-4cm/s。反濾層共設三層，第一層用粗砂，第二層用25cm的卵石，第三層用57cm的卵石，底部厚度1.0m，頂部厚度0.6m。 2.2泄水建筑物加固方案 對于泄水建筑物的加固主要采用以下三個方面措施：降低正常蓄水位至285.9m；修整溢洪道將流量系數(shù)提高到

10、0.502；溢洪道正槽段向左側山體開挖，增加溢洪道溢流前沿寬度至53m； 3.結語 針對水庫大壩存在的病害問題，對其采取除險加固措施，可以有效地改善水庫大壩運營情況。文章通過結合某水庫大壩病害情況，該壩體防滲斜墻局部滲透性及填筑壓實度不能滿足規(guī)范要求，同時大壩高程不滿足規(guī)范要求。對其溢流堰左肩正槽段拓寬至15m，使側槽溢流前沿總長達到53m，并降低側槽溢流堰堰頂高程至285.9m。整理堰頂，擴大流量系數(shù)，達到0.502。系統(tǒng)地探討該加固方案的具體設計實施，為同類工程提供參考借鑒。 第二篇 1大壩加固設計 1.1壩頂超高復核 張王水庫為4級土石壩，在非常運用情況下，波浪爬高的計算風速采用與大壩垂

11、直的多年平均年最大風速，即100m/s，在正常運用情況下，計算風速采用與大壩垂直的多年平均年最大風速的15倍，即150m/s。設計波浪爬高值采用累計頻率為5的爬高值；設計安全加高值取05m，校核安全加高值03m。張王水庫設計洪水位高于正常蓄水位，故正常運用工況采用設計洪水位作為計算靜水位。工程抗震烈度度，則非常運用工況為校核洪水位工況和正常蓄水位遇地震工況。經(jīng)計算，設計壩頂高程602.00m，不需設防浪墻。 1.2大壩加固設計 根據(jù)工程地質勘察報告和大壩安全鑒定結論，結合工程現(xiàn)狀，確定大壩加固設計內(nèi)容包括：壩體加固，對左壩段樁號B0000B0030段壩頂以下10m厚的壩體采取開挖回填碾壓加固；

12、大壩壩頂鋪設砂礫石路面；大壩上游壩坡面整修，設干砌石護坡；大壩下游壩坡面整修加固，鋪設草皮護坡，完善排水系統(tǒng)；排水棱體改造。 1.21壩體加固 根據(jù)運城市萬榮縣張王水庫除險加固工程初步設計階段工程地質勘察報告，大壩壩體現(xiàn)已形成左壩段B0000B0030段約30m長的陷坑段，表現(xiàn)為串珠狀，陷坑局部直徑達15m，深40m左右。壩體土稍密密實狀態(tài)，屬高中等壓縮性土。壩體土干密度165134g/cm3，平均值147g/cm3。大壩安全鑒定綜合評價壩體填筑質量較差。設計對左壩段樁號B0000B0030段壩頂以下10m厚的壩體開挖后再分層回填碾壓土，分層厚度不大于250mm，壓實度不低于97。 1.22壩

13、頂結構 壩頂現(xiàn)狀無防浪墻，路面為素土路面，凹凸不平，損壞嚴重。根據(jù)洪水調節(jié)計算和壩頂超高復核計算結果，結合壩頂路面改造，設計壩頂高程60200m，不需設防浪墻。壩頂設砂石路面，路面寬60m，路面橫坡2，坡向下游側。壩頂下游側設30cm30cm的素混凝土排水溝，并與下游壩坡橫向排水溝相通。 1.23大壩上游壩坡 現(xiàn)狀大壩上游壩坡125，為干砌石護坡，損壞嚴重。設計對大壩上游壩坡面整修，整修后壩坡為125，設干砌石護坡。1.24大壩下游壩坡現(xiàn)狀大壩下游壩坡為12，125，草皮護坡?lián)p壞嚴重。高程591.00m處有一馬道，寬15m，高程58530m有約30m寬的平臺，下游壩腳處設堆石排水棱體。本次設計

14、擬對下游壩坡面整修，根據(jù)大壩滲流穩(wěn)定計算結果，將壩坡整修為12，140，11.5，在高程59400m處設一條馬道，寬15m，在高程58570m處為一平臺，寬148m。為防止雨水漫流沖刷下游坡面，設草皮護坡，厚度10cm。在下游壩坡中部設一道橫向排水溝和左右岸坡截水溝；在下游壩坡2條馬道和排水棱體頂平臺的內(nèi)側均設置縱向排水溝，共3道；在排水棱體下游坡腳處設1道縱向截水溝。排水溝采用素混凝土結構，壁厚300mm，斷面300mm300mm。截水溝采用素混凝土結構，斷面型式為梯形，底寬300mm，深400mm，兩邊坡均為11?？紤]到大壩巡查及交通方便，設計在大壩下游壩坡的中部橫向排水溝右側設置1道寬1

15、0m的漿砌石人行臺階。 1.3排水棱體改造 大壩下游壩坡腳的堆石排水棱體損壞嚴重，內(nèi)部砂卵石結構緊密，顆粒碎小，排水不暢。本次改造擬將其翻修，提高大壩壩體下游坡腳處的排水能力，保障大壩安全。設計在大壩下游坡腳57830m高程以下設堆石排水棱體，排水棱體高1.651m，頂寬15m，堆石體內(nèi)邊坡為110，外邊坡為115。排水棱體與壩體填土及壩基覆蓋層間均設10m厚的反濾層和04m厚的過渡層，防止壩體土逸出進而發(fā)生滲透破壞。 1.4大壩加固后的滲流及滲透穩(wěn)定計算分析 根據(jù)碾壓式土石壩設計規(guī)范，滲流計算應包括以下兩種工況：上游正常蓄水位59700m與下游相應的最低水位57590m（工況一）；上游壩高1/3水位58950m與下游相應的水位57590m（工況二）。滲流計算采用北京理正巖土軟件中滲流計算分析計算相關公式，計算方法采用有限元法。計算斷面選擇大壩主河槽處的最大斷面（樁號B0070）。 1.5大壩加固后的壩坡穩(wěn)定計算分析 根據(jù)碾壓式土石壩設計規(guī)范，綜合工程實際情況，壩坡穩(wěn)定計算應包括以下三種工況：正常蓄水位（59700m）時的下游壩坡穩(wěn)定；正常蓄水位（59700m）遇地震時的下游壩坡穩(wěn)定；壩高1/3水位（58950m）時的上游壩坡穩(wěn)定。大壩壩坡穩(wěn)定計算采用北京理正巖土軟件中穩(wěn)定計算分析軟件，計算方法為考慮各條塊側面間作用力的簡化畢肖普法。計算