攔擋壩結(jié)構(gòu)設(shè)計論文

精品文檔-下載后可編輯攔擋壩結(jié)構(gòu)設(shè)計論文1壩型選擇

攔擋壩壩型主要分為實體攔擋壩和格柵壩兩種。其中實體攔擋壩是依靠自身實體結(jié)構(gòu)來抵擋泥石流整體沖擊，將砂石攔蓄在庫區(qū)，并將水沙排至下游的建筑物;格柵壩則是利用鋼管、鋼軌、鋼筋混凝土或高彈性鋼絲網(wǎng)來攔截可能會導(dǎo)致河道壅塞的大塊石，并將小粒徑砂石排至溝道下游以延長泥庫使用壽命。由于鷹嘴巖溝溝口即為下游漁子溪一級水電站庫尾，且溝口處河道寬度僅約40m，根據(jù)已經(jīng)發(fā)生的泥石流溝口堆積情況分析，粒徑超過50cm的大塊石少，粒徑50cm以下的中小塊石較多，堆積扇侵占河道后壅高上游水位。加之上游各支溝暴發(fā)的不同規(guī)模的泥石流導(dǎo)致河水挾沙量大，對沖積扇的淘刷能力不強，因此在鷹嘴巖溝溝口沖出物質(zhì)量并不大且粒徑不大的情況下仍容易對河道造成壅塞。所以，鷹嘴巖溝口攔擋壩宜采用實體式攔擋壩，將泥石流沖出的固體物質(zhì)盡可能的攔截在庫內(nèi)，才能起到防治效果?？紤]到壩址處谷底寬度達到80m，且壩址下游地形成喇叭形，故采用重力式實體攔擋壩進行設(shè)計。

2攔擋壩壩體設(shè)計

2.1主壩壩高確定

在50年一遇的設(shè)計暴雨情況下，該溝下泄的泥石流總量為11.5萬m3。由于地形條件及工期制約，減災(zāi)治理只能在溝口修建一道攔擋壩。同時由于壩軸線左右岸巖質(zhì)邊坡高度限制，攔擋壩高度不宜超過22m，此時攔擋壩的天然庫容僅4萬多方，但經(jīng)過對河床淤積物進行清理，可使其總庫容能達到容納一次50年一遇的設(shè)計暴雨形成的泥石流總的固體物質(zhì)量11.5萬m3的能力。經(jīng)庫容計算，攔擋壩的溢流頂高程綜合確定為1229.50m，壩高為22m。非溢流壩段最大壩高25.0m，壩軸線長度104m。

2.2壩體斷面和結(jié)構(gòu)設(shè)計

攔擋壩因地基均為泥石流堆積體，承載力較低且覆蓋層厚度大，不能滿足建壩要求，因此大壩基礎(chǔ)置于覆蓋層上，采用樁基承臺混凝土重力壩。為充分利用泥石流溝內(nèi)豐富的塊石，壩體采用C15埋石混凝土澆筑。參考國內(nèi)外泥石流治理經(jīng)驗，泥石流攔擋壩最危險工況為空庫過流工況，壩體采用上游面緩的型式，可在該工況下利用泥石流堆積體自重來改善攔擋壩的整體穩(wěn)定條件，下游壩面則宜采用較陡的坡比，以免過壩泥石流沖刷磨蝕破壞壩體。上游壩體迎水坡坡比從上到下分別擬定為1∶0.6和1∶2.5，背坡坡比1∶0.3;溢流口為梯形斷面，邊坡坡度為1∶1，壩頂寬3m。溢流壩段:壩頂高程1229.50m，壩頂寬3.0m，壩底樁基平臺寬33.65m，壩高22.0m，溢流壩段長20m。為達到泥石流在大壩處形成水砂分離，溢流壩段設(shè)置斷面尺寸為1.0m×1.0m的方型排水孔，梅花型布置，間距4.0m、排距3.0m。溢流壩段下游與消力塘底板連接。非溢流壩段:壩頂高程為1232.50m，壩頂寬3.0m，壩底樁基平臺寬26.6～33.65m，最大壩高為25.0m。

2.3壩基設(shè)計

因壩基為深厚泥石流堆積體，地基承載力不能滿足設(shè)計要求，因此采用樁基方案。溝床為松散堆積物，鉛直堆積厚度約17～21m，主要有地震產(chǎn)生的崩塌堆積物以及泥石流堆積的含塊碎礫石土。崩塌堆積物在右岸坡腳以倒石錐形式出現(xiàn)，為碎礫石土，厚度平均20m。溝床堆積物結(jié)構(gòu)不均一，較松散，局部架空。其下基巖為花崗閃長巖，巖體較完整。由于泥石流區(qū)沖刷深度較大，基底主要為碎礫石土。參考映秀鎮(zhèn)紅椿溝泥石流治理工程的成功案例，鷹嘴巖溝攔擋壩基礎(chǔ)也采用樁基承臺結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計承臺厚度1.5m，樁為圓樁，直徑800mm，樁間距為4.0m;樁基承臺為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強度設(shè)計為C25。經(jīng)布置設(shè)計樁基進尺為924m，樁基混凝土量為464m3。

2.4壩肩邊坡防護設(shè)計

根據(jù)勘查資料，兩岸壩肩邊坡均為基巖，巖體呈弱風(fēng)化，局部強風(fēng)化，強卸荷;節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性差～較完整，多呈次塊狀～鑲嵌結(jié)構(gòu)。兩岸邊坡整體穩(wěn)定，但局部存在不穩(wěn)定塊體，為防止局部崩塌，治理前采用人工清除不穩(wěn)定塊體，杜絕施工過程中的安全隱患，待清除完后，采用固結(jié)灌漿處理壩肩節(jié)理裂隙較發(fā)育部位。

2.5壩下防沖設(shè)計

根據(jù)壩下沖刷計算，攔擋壩下游需設(shè)置消能防護，壩下消能措施，擬設(shè)置主壩與副壩之間進行消能防護，消減泥石流和水流勢能。護底寬46.0m，厚度2.0m，護坦底至相應(yīng)下游副壩溢流頂部范圍內(nèi)鋪設(shè)干砌塊石，護底采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。副壩為重力式壩，壩體為溢流和非溢流壩段組成。根據(jù)(DZ/T0239－2022)《泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，計算確定主副壩壩軸線距離為40.0m。據(jù)地形布置后，副壩壩體總長92.0m，其中溢流壩段長40.0m，右岸非溢流壩段長31.6m，左岸非溢流壩長20.4m。副壩溢流段壩頂與消力池頂部同高程為1210.50m，壩頂寬2.0m，壩高12.0m，壩底寬12.0m。非溢流壩段壩頂高程為1213.50m，壩頂寬2.0m，最大壩高為15.0m。4.6壩體穩(wěn)定計算(1)荷載組合。根據(jù)(DZ/T0239－2022)《泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計規(guī)范》，攔擋壩設(shè)計工況按滿庫過流、半庫過流、空庫過流三種工況結(jié)合地震因素進行計算(考慮地震和不考慮地震)，其組合型式見表2。

3結(jié)語

由于鷹嘴巖溝位于耿達水電站廠房和漁子溪一級電站閘首之間，溝道內(nèi)相對較寬的溝谷和溝口狹窄的河道地形，決定了鷹嘴巖溝減災(zāi)治理工程宜在溝口布置攔擋壩，用以攔擋泥石流沖出物以免進入河道造成壅塞。結(jié)合本工程特點，攔擋壩采用重力式實體攔擋壩能夠起到更大的防災(zāi)減災(zāi)效果。通過采用上游緩、下游陡的結(jié)構(gòu)斷面型式，攔擋壩能夠在各種泥石流工況下保持自身穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全