水库大坝工程加固设计方案

来源：技术电话：18101310888 发表时间2016-09-09 15:15:49 点击：

　　禾仓石水库大坝工程加固设计

该水库大坝坝型为均质土坝，土坝坝顶高程为66.00m;坝顶长92m，坝顶宽4m;最低河床高程43.86m，最大坝高22.14m;迎水坡坡度分别为1：2.25，1：2.5，1：2.75，背水坡坡度与上游坝坡相同，两个平台各宽1.5m。

　　1、大坝浸润线计算

　　参照《农田水利工程》中有关渗流计算的方法，对水库大坝进行渗流计算。

　　1.1基本资料

　　土坝高度Hn22.14m;坝体为透水地基上的均质土坝，渗透系数K=0.0003cm/s，透水地基上的渗透系数Ko=0.003em/s;坝顶宽度b=4m;上游坡度2.694;下游坡度2.604;下游水深H₂=0m;坝基厚度T=10m为降低大坝浸润线逸出点高程，在后坡脚处设堆石棱柱体反滤，顶宽1.5m，高5m,上游坡度为1，下游坡度为1.5，反滤料：粗砂、碎石厚度各为0.25m。

　　1.2 浸润线计算

　　本工程浸润线计算采用《水利水电工程PC一1500程序集》土坝设计软件包(K)计算(微机版)，按达西定律计算堤坝渗流，确定浸润线位置。由于加固前大坝不能满足安全运作要求，且下游坝坡陡于上游坝坡，故只作正常水位工况下的坝体稳定渗流浸润线计算;加固后下游坝坡陡于上游坝坡，不作库水位在1，3坝高附近时坝体稳定渗流浸润线计算。计算成果见《土坝渗流计算书》。

　　2、大坝稳定分析计算

　　水库原有大坝为均质土坝，由于受水流冲刷及坝身填土不均匀沉降影响，坝面变形较严重，迎水坡坡率为1：2.25 1：2.75，背水坡坡率为1：2.1—1：3。现对最大坝宽进行坝坡抗滑稳定分析。稳定计算方法采用瑞典圆弧法的有效应力简化法，采用应用软件TB一6—2进行稳定系数计算障见计算书)。

　　2.1 加固前

　　正常蓄水位稳定渗流条件下的下游坝坡：

　　Kmin=1.512>[k]=1.25

　　由计算成果可知：加固前在正常蓄水位时大坝能满足稳定要求。

　　库水位从设计洪水位(64.08m)降正常蓄水位(61.20m)的非稳定渗

　　流上游坝坡：

　　Kmin=1.022<[k]=1.15 不能满足要求。

　　2.2 加固后

　　正常蓄水位(61.20H日稳定渗流条件下的下游坝坡：

　　Kmin=1.627>[k]=1.25

　　库水位从设计洪水位(64.08m)降正常蓄水位(61.20m)的非稳定渗

　　流上游坝坡：

　　Kmin=1.219>[k]=1.15

　　由计算成果可知：加固后大坝坝坡稳定计算能满足各种情况时稳定要求。

　　3、大坝存在问题及加固措施

　　经现场勘查和上面的复核计算分析，得出以下问题的分析和解决的方法以及相应的加固措施：

　　3.1 大坝存在主要问题

　　3.1.1经过长期受风浪淘刷造成坝坡不平整，坝后坡受降雨水流冲刷，坡面局部变形较严重，大坝有交通要求需新建防浪墙。

　　3.1.2大坝建成后运行时间较长，管理跟不上，造成原反滤体堵塞，浸润线抬高，坝体渗漏大，后坝坡出现多处漏水点，另外坝体发现蚁巢和白蚁侵害。

　　3.1.3坝后坡受雨水的长期冲刷，坡面不平整，局部地方出现沟状水土流失。

　　3.1.4大坝背水坡未设置坝坡排水沟，坝肩未设置排水沟。

　　3.2 加固措施

　　3.2.1现设计结合原大坝现状对坝面进行整治，加高培厚后，迎水坡坡率为1：2.75，并在48.86m高程处设置宽为1.5m的平台，并修建前坡齿墙，齿墙高2m，顶宽0.6m，底宽1.65m;背水坡在60.33m和54.60m高程处设置马道及排水沟，总宽度为1.5m，排水沟断面尺寸宽x高为0.3x0.4m;背水坡按坡率的不同分为三级，第一级坡率1：2.25，第二级坡率为1：2.5，第三级坡率为l：2.7，坝顶宽度为4m，铺200厚泥结石作为路面。

　　3.2.2坝顶宽原为4m，加固后坝宽仍采用4m。坝顶采用泥结石路面，厚200mm。

　　3.2.3坝前坡用现场浇筑砼块护坡，其优点有：(1)砼护坡厚度比块石护坡厚度减小;(2)比块石护坡节省材料及投资;(3)坝坡面更为美观。

　　为便于施工，取砼板厚t=l00mm，下面采用l00mm厚砂石混合级配垫层。砼标号为C20级，砼板长×宽为4mx5m，每块板之间分缝采用四油三毡填缝，为稳定砼护坡，护坡底部需设一浆砌石齿墙，浆砌石采用M7.5号水泥砂浆砌结，齿墙高为2m，顶宽0.6m，底宽1.65m。

　　3.2.4整平坝后坡并直播种草护坡，设置坝坡和坝肩排水沟及行人步级。现计划对后坡两肩布置排水沟，排水沟高×宽为400mmx300mm，排水沟及步级采用M7.5浆砌石砌结，1：2水泥砂浆批挡。

　　3.2.5建后坝脚反滤体及其排水沟。本水库工程坝高为22.14m，设计采用棱体反滤，反滤体高为5m。根据前面的坝体浸润线计算成果，确定反滤体高度为5m，反滤体顶宽取1.5m，反滤体顶采用M7.5浆砌石压顶。反滤体后建排水沟，高x宽为400mmx300mm。

　　3.2.6坝体进行白蚁防治，坝面及周.边地区药物诱杀白蚁共1000m²，诱杀后对巢灌浆2巢，并对坝体进行充填灌浆。具体灌浆设计布置见后面大坝灌浆设计。

　　3.2.7坝体防渗采用复合土工膜(二布一膜)进行处理。

　　4、坝基灌浆设计

　　4.1 灌浆布置

　　大坝计划沿坝顶轴线方向布设2排灌浆孔，排距为2.0m，灌浆孔布置在坝顶轴线稍偏上游，第一排距离防浪墙外边lm，孔距为6.1m，两排钻孔呈梅花形布置，钻孔灌浆至坝基以下1.0m，主坝布置灌浆孔共30孔，孔深共计381.5m。　　

　　4.2灌浆设计

　　(1)灌浆材料

　　灌浆材料采用粘土拌水泥混合浆，要求水泥粘土比例为1：9，浆液容重为1.3一1.6 m³。配制水泥粘土浆所用的粘土要求遇水以后，能迅速崩解分散，吸水膨胀，具有一定的稳定性和粘结力，选择粘土时要注意以下两点：①粘土塑性指数应为10～20;②粘粒含量30 50%;③粉粒含量40—60%，砂粒含量小于10%。