探讨某水库坝体防渗方案及设计(2)

来源:南粤论文中心(WWW.NYLW.NET) 作者:尚其坤 发表于:2011-04-13 13:41  点击:
【关健词】水库 土坝 渗漏 高喷灌浆
H0工作水头,m; D帷幕深度,m。 ③灌浆材料:设计灌浆材料采用R32.5#硅酸盐水泥。 4.1.2布孔及灌浆孔特性 ①主坝基础帷幕灌浆布孔特性:主坝基础帷幕灌浆与主坝坝体高喷灌浆共用钻孔,连续施工,流水作业。双排布

   H0—工作水头,m;
   D—帷幕深度,m。
  ③灌浆材料:设计灌浆材料采用R32.5#硅酸盐水泥。
  4.1.2布孔及灌浆孔特性
  ①主坝基础帷幕灌浆布孔特性:主坝基础帷幕灌浆与主坝坝体高喷灌浆共用钻孔,连续施工,流水作业。双排布孔,按二序孔施工。采用自下而上灌浆方法。布孔特性为:一序孔距3.0m,二序孔距1.5m。岩基钻孔直径φ110mm。
  ②其他位置双排灌浆帷幕特性:双排布孔,按二序孔施工。破碎带处采用自上而下灌浆方法,其他采用自下而上灌浆方法。间距:一序孔距4.0m,二序孔距2.0m。孔径:岩基钻孔直径φ75mm。
  ③单排灌浆帷幕特性:单排帷幕灌浆施工部位主要在坝肩和绕坝渗漏施工处理中,其施工方法为:单排布孔,按二序孔施工,采用自下而上灌浆方法。一序孔距4.0m,二序孔距2.0m。岩基钻孔直径φ75mm。
  4.1.3灌浆压力
  帷幕灌浆压力,以回浆压力为准,压力大小随孔深逐渐增大(孔深从坝基算起)。设计阶段,灌浆压力分别采用了两种公式计算—《土坝设计》中的公式和《水利工程施工》提供的公式计算,计算结果比较接近。而前者提供的公式比较简便,公式如下:
   P=P0+mh
  式中:P—容许灌浆压力(kg/cm2);
   P0—表层段的灌浆压力(kg/cm2),根据地质条件查表得:P0=1.5;
   h—岩层灌浆孔深度,m。
   m—系数,查表得m=0.5。
  4.1.4高喷灌浆特性
  灌浆型式采用微摆喷浆,直线垂直提升。喷角角度15°,摆角角度12°。浆液材料采用普通R32.5水泥。折线型布置,单排布置成“人”字形。采用二序孔施工。双排孔排距1.5m,孔距1.5m,梅花形布置,分二序施工。
  4.2复合土工膜设计
  复合土工膜的铺设范围是主坝死水位以上的全部上游面及周边3m范围内。具体为主坝轴线180m外的左右各3m,共186m;起始高程270.00m,顶部达到坝顶310.00m高程。
  参照类似工程,依据厂家试验资料和数据选用对应厚度的材料。设计选用的复合土工膜特性为:PE膜厚度为0.5mm(可大于0.5mm),总厚度不小于1.5mm。参数为:450g/0.5PE/450g。
  复合土工膜的渗透系数至少为1×10-11~1×10-12cm/s。完全满足要求。
  (1)复合土工膜与坝坡整平层(下垫层)的抗滑稳定
  经计算,施工期抗滑系数:K=1.6>1.4,水位降落期K=1.26>1,均满足要求。蓄水后水压力通过土工膜对下垫层产生很大压力,抗滑安全系数必定很大,能够满足要求,不做计算。
  (2)复合土工膜与保护层的抗滑稳定
  保护层的底层为沙壤土,根据相关资料,采用无纺布与碎石土的摩擦系数:干—摩擦角30.4°,湿—28.9°。
  施工期:K=2.04;蓄水期:K=2.45;水位降落期:K=1.8>1.4,满足要求。
  5 结语
  主坝处理前的安全稳定性较好,上下游坝坡在各种工况下的安全系数均大于1。但大坝的渗透系数较大,平均水平渗透系数为1.72×10-4,平均垂直渗透系数为6.88×10-5,防渗能力差。特别是处理前容易发生的上游坝坡渗透破坏将得到根治。
  水库除险加固工程项目已经水利部批准建设,其中枢纽防渗实施的方案基本与本文一致。目前工程已经实施近三年,根据实际运行情况看,效果理想,Ⅲ类坝已经摘帽。
 

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