增加重力壩抗滑穩(wěn)定性的主要措施

1、職業(yè)教育水利水電建筑工程專業(yè)水利工程管理技術(shù)教材增加重力壩抗滑穩(wěn)定性的主要措施水利工程管理技術(shù)項目組2015年4月增加重力壩抗滑穩(wěn)定性的主要措施一、減少揚壓力揚壓力對壩體的抗滑穩(wěn)定性有極大的影響，減少揚壓力是增加壩體抗滑穩(wěn)定性的主要方法之一，特別是當(dāng)觀測中發(fā)現(xiàn)實測揚壓力增大成為壩體抗滑穩(wěn)定性不足的主要原因時，更是如此。通常減少揚壓力的方法有兩種，一是加強(qiáng)防滲，二是加強(qiáng)排水。（一）加強(qiáng)防滲加強(qiáng)壩基防滲，可采用補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿或補(bǔ)做帷幕措施，對減少揚壓力的效果非常顯著。圖1補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿的方式（a）在壩體廊道中進(jìn)行灌漿；（b）在壩頂鉆孔進(jìn)行灌漿；（c）深水鉆孔灌漿灌漿可在壩體灌漿廊道中進(jìn)行，如圖1(a)

2、所示。當(dāng)沒有灌漿廊道時，可從壩頂上游側(cè)鉆孔，穿過壩身，深入基巖進(jìn)行灌漿，如圖1(b)所示。當(dāng)既無灌漿廊道，從壩頂鉆孔灌漿又困難，又不能放空水庫時，也可以采用深水鉆孔灌漿，如圖1(c)所示。灌漿材料以水泥為主。(二)加強(qiáng)排水為減少揚壓力，除在壩基上游部分進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿以外，還應(yīng)在帷幕下游部分設(shè)置排水系統(tǒng)，增加排水能力。二者配合使用，更能保證壩體的抗滑穩(wěn)定性。排水系統(tǒng)的主要形式是排水孔，排水孔的排水效果與孔距、孔徑和孔深有關(guān)，常用的孔距為23m，孔徑為1520cm，孔深為0.40.6倍的帷幕深度。原排水孔過淺或孔距過大的，應(yīng)進(jìn)行加深或加密補(bǔ)孔，以增加導(dǎo)滲能力。如原有的排水孔受泥沙等物堵塞時，可采

3、用高壓氣水沖孔或用鉆機(jī)清掃以恢復(fù)其排水能力。二、增加壩體重力圖2增加壩體斷面的方式（a）從上游面增加壩體斷面；（b）從下游面增加壩體斷面1-原壩體；2-加固壩體重力壩的壩體穩(wěn)定，主要靠壩體的重力平衡水壓力，所以，增加壩體的重力是增加抗滑穩(wěn)定的有效措施之一。增加壩體重量可采用加大壩體斷面或預(yù)應(yīng)力錨固等方法。（一）加大壩體斷面加大壩體斷面可從壩的上游面或從壩的下游面進(jìn)行。從上游面增加斷面時，既可增加壩體重力，又可增加垂直水重，同時還可改善防滲條件，但需放空水庫或降低庫水位修筑圍堰擋水才能施工，如圖2（a）所示。從壩的下游面增大斷面，如圖2（b）所示，施工比較方便，但也應(yīng)適當(dāng)降低庫水位進(jìn)行施工，這樣

4、，有利于減少上游壩面拉應(yīng)力。壩體斷面增加部分的尺寸，應(yīng)通過穩(wěn)定計算確定，施工時還應(yīng)注意新舊壩體之間結(jié)合緊密。（二）預(yù)應(yīng)力錨固預(yù)應(yīng)力錨固是從壩頂鉆孔到壩基，孔內(nèi)放置鋼索，錨索一端錨入基巖中，在壩頂另一端施加很大的拉力，使鋼索受拉、壩體受壓，從而增加壩體抗滑穩(wěn)定，如圖3所示。圖3預(yù)應(yīng)力錨固示意圖1-錨索孔；2-錨頭；3-擴(kuò)孔段 用預(yù)應(yīng)力錨固來提高壩體抗滑穩(wěn)定性，效果良好，但具有施工工藝復(fù)雜等缺點。且預(yù)應(yīng)力可因錨索松弛而受到損失。安徽梅山水庫連拱壩曾于1964年對右壩肩預(yù)錨加固，根據(jù)7年觀測的結(jié)果，預(yù)應(yīng)力平均損失為8.8%。對于空腹重力壩或大頭壩等壩型，也可采用腹內(nèi)填石加重，不必加大壩體斷

5、面。三、增加摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)大小與壩體和地基的連接形式及清基深度有關(guān)。對于原壩體與地基的結(jié)合，只能通過固結(jié)灌漿的措施加以改善，從而提高壩體的抗滑穩(wěn)定性，除此之外，通過固結(jié)灌漿還能增強(qiáng)基巖的整體性和其彈性模數(shù)，增加地基的承載能力，減少不均勻沉陷。固結(jié)灌漿孔的深度，在上游部分壩基中，由于壩基可能產(chǎn)生拉應(yīng)力，要求基巖有較高的整體性，故對鉆孔要求較深，約812m。在壩基的下游部分，應(yīng)力較集中，也要求較深的固結(jié)灌漿孔，孔深也在812m，其余部分，可采用58m的淺孔。固結(jié)灌漿孔距一般為34m。呈梅花形或方格形布置。四、減小水平推力減小水平推力可采用控制水庫運用和在壩體下游面加支撐等方法。（一）控制水庫運用

6、控制水庫運用主要用于病險水庫度汛或水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低等情況。對病險庫來講，通過降低汛前調(diào)洪起始水位，可減小庫水對壩的水平推力。對設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低的水庫，通過改建溢洪道，加大泄洪能力，控制水庫水位，也可達(dá)到保持壩體穩(wěn)定的作用。（二）壩體下游面加支撐壩體下游面加支撐，可使壩體上游的水平推力通過支撐傳到地基上，從而減少壩體所受的水平推力，又可增加壩體重力。支撐的形式如圖4所示，可根據(jù)建筑物的形式和地質(zhì)地形條件加以選用。圖4（a）是在溢流壩下游護(hù)坦鉆孔設(shè)樁，通過樁將部分水平推力傳到河床基巖上；圖4（b）是非溢流壩的重力墻支撐；圖4（c）是鋼筋混凝土水平拱支撐。圖4下游面加支撐的形式（a）溢流壩護(hù)坦上鉆孔設(shè)樁；（b）非溢流壩設(shè)重力墻支撐；