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(xiàng)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(yáng)壓力揚(yáng)壓力對(duì)壩體的抗滑穩(wěn)定性有極大的影響，減少揚(yáng)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(cè)中發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)揚(yáng)壓力增大成為壩體抗滑穩(wěn)定性不足的主要原因時(shí)，更是如此。通常減少揚(yáng)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(duì)減少揚(yáng)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(méi)有灌漿廊道時(shí)，可從壩頂上游側(cè)鉆孔，穿過(guò)壩身，深入基巖進(jìn)行灌漿，如圖1(b)所示。當(dāng)既無(wú)灌漿廊道，從壩頂鉆孔灌漿又困難，又不能放空水庫(kù)時(shí)，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(yáng)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(guò)淺或孔距過(guò)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(shí)，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(shí)，既可增加壩體重力，又可增加垂直水重，同時(shí)還可改善防滲條件，但需放空水庫(kù)或降低庫(kù)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(kù)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(guò)穩(wěn)定計(jì)算確定，施工時(shí)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(lái)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(diǎn)。且預(yù)應(yīng)力可因錨索松弛而受到損失。安徽梅山水庫(kù)連拱壩曾于1964年對(duì)右壩肩預(yù)錨加固，根據(jù)7年觀測(cè)的結(jié)果，預(yù)應(yīng)力平均損失為8.8%。對(duì)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(duì)于原壩體與地基的結(jié)合，只能通過(guò)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(guò)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(duì)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(kù)運(yùn)用和在壩體下游面加支撐等方法。（一）控制水庫(kù)運(yùn)用

6、控制水庫(kù)運(yùn)用主要用于病險(xiǎn)水庫(kù)度汛或水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低等情況。對(duì)病險(xiǎn)庫(kù)來(lái)講，通過(guò)降低汛前調(diào)洪起始水位，可減小庫(kù)水對(duì)壩的水平推力。對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低的水庫(kù)，通過(guò)改建溢洪道，加大泄洪能力，控制水庫(kù)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(guò)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(guò)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；