導(dǎo)語：大壩加固設(shè)計(jì)論文2篇一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇

1.大壩加固設(shè)計(jì)方案分析

當(dāng)前大壩存在以下問題：大壩防洪能力不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；大壩溢洪道下游無消能設(shè)施；壩體左壩段局部反濾層存在滲透變形，粘土斜墻發(fā)生坍塌現(xiàn)象；放水隧洞進(jìn)口鑄鐵閘門啟閉機(jī)已運(yùn)行多年，老化且腐蝕嚴(yán)重，不能正常運(yùn)作。濟(jì)下水庫防洪能力按現(xiàn)行規(guī)范要求設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500年一遇。實(shí)測大壩壩頂高程、防浪墻頂部均不能滿足規(guī)范要求，側(cè)槽溢洪道下游無消能設(shè)施，沖刷嚴(yán)重。大壩斷面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)在各工況下能滿足規(guī)范要求，但大壩上游面外觀不平整，大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定評(píng)定為B級(jí)。水庫大壩滲流量較小，其滲流比降略大于容許滲流比降，反濾層出現(xiàn)滲透變形。現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)集中滲漏現(xiàn)象，大壩穩(wěn)定評(píng)價(jià)為C級(jí)。

（1）經(jīng)研究分析表明，本工程壩體總體穩(wěn)定性較好，下游壩坡干砌石護(hù)坡穩(wěn)定性好，未出現(xiàn)變形，壩體堆填壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)容重，反濾層設(shè)置符合要求。原壩體部分施工質(zhì)量良好，能滿足壩體抗滑要求。

（2）壩體防滲斜墻局部滲透性及填筑壓實(shí)度不能滿足規(guī)范要求。壩基主要為弱風(fēng)化凝灰?guī)r，巖石堅(jiān)硬致密，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體完整性好，穩(wěn)定性好，能滿足滲流、抗滑要求。本次勘測揭露壩體地層有：①層塊石護(hù)坡、②層粉質(zhì)粘土（斜墻）、③層沙礫（反濾層）、④層堆石及⑤層弱風(fēng)化凝灰?guī)r（壩基）。經(jīng)過本次勘測，查明壩體填土材料的組成及分布，重點(diǎn)查明了粘土斜墻防滲體的分布、物理力學(xué)性質(zhì)及其滲透性，為指導(dǎo)今后該水庫的壩體防滲設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參數(shù)。

（3）大壩高程不滿足規(guī)范要求。壩高復(fù)核見表1所示。2007年測得大壩壩頂高程288.1m，小于校核洪水位290.96m。防浪墻頂部高程為289.65m，計(jì)算防浪墻墻頂高程290.96m。并且根據(jù)當(dāng)?shù)厮麊T反映，在2006年遭受臺(tái)風(fēng)泰利襲擊時(shí)，大水漫壩頂最大達(dá)到60cm，故現(xiàn)狀大壩高程不滿足規(guī)范要求。

針對(duì)本水庫壩體存在的病害問題，提出除險(xiǎn)加固處理措施：

（1）壩體迎水坡面護(hù)坡塊石風(fēng)化嚴(yán)重，建議在壩體加固階段對(duì)護(hù)坡塊石進(jìn)行更換，或采用鋼筋混凝土板或?yàn)r青混凝土護(hù)坡。

（2）根據(jù)本次勘測表明，壩體防滲斜墻局部滲透性及填筑壓實(shí)度不能滿足規(guī)范要求，建議對(duì)壩體的②層粉質(zhì)粘土（防滲斜墻）進(jìn)行灌漿加固處理，或采用復(fù)合土工膜防滲加固，灌漿加固及采用復(fù)合土工膜防滲加固的施工應(yīng)嚴(yán)格按照水利水電的有關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行，并在施工完成后按照有關(guān)要求的灌漿加固效果進(jìn)行檢測。根據(jù)大壩實(shí)際情況，擬定下列八種加固方案，方案一加高大壩壩頂高程，滿足泄洪要求，保證大壩安全。但加高壩頂高程可能會(huì)造成水庫上游村莊淹沒，造成人民群眾生命財(cái)產(chǎn)受到威脅，且政策處理困難。方案二考慮大壩右岸山體巖石裸露，穩(wěn)定，適宜開鑿新的溢洪道條件，采取壩體右肩新開溢洪道。但考慮到左壩肩已開溢洪道，再對(duì)右壩肩實(shí)施開挖易造成大壩失穩(wěn)。方案三大壩右岸公路邊埡口處新開溢洪道，設(shè)置自控翻板閘門，孔口B=10m，閘門選擇6×10m，溢洪道全長251.3m,進(jìn)口段及控制段共長37m,泄水槽長130.3m，出水渠長84m，采取面流消能，消力池長32m，高1.8m。但考慮到公路段開挖泄水槽，影響交通，且會(huì)影響到附近的住戶，泄水消能渠占用耕地面積，政策處理困難，費(fèi)用大。方案四利用自控閘門的性能，不改變水庫正常蓄水位，在老溢洪道堰體上開鑿門槽，設(shè)置自控翻板閘門。沿溢洪道軸線布置6扇3×6m閘門，于閘門前布置3道移動(dòng)式攔污柵欄。其施工難度在于側(cè)槽及泄水槽石方爆破，施工時(shí)必須做好必要的防震及支護(hù)措施，以確保爆破震動(dòng)在大壩規(guī)范允許范圍內(nèi)。因此自控閘門運(yùn)用的不成熟，以及后續(xù)管理技術(shù)、物力、人力上的難度很大。方案五在壩體側(cè)槽左肩山體開鑿正槽至15m，并整理側(cè)槽堰頂，擴(kuò)大流量系數(shù)至0.45；拆除壩體左肩部分，重建溢流壩段設(shè)置5×5m閘門作為非常溢洪道使用。整理后自由溢流堰頂前沿全長50m，其中側(cè)槽段35m，正槽段15m。非常用溢洪道5×5m。流量系數(shù)均為0.45。但小范圍山體爆破，做好保護(hù)，不能影響壩體穩(wěn)定。溢流堰的整理達(dá)到需求的流量系數(shù)，施工精度要求高，非常用溢洪道導(dǎo)水墻與粘土銜接段防滲處理難度高。方案六完全拆除側(cè)槽并拆除左肩壩體約15m，平行壩軸線方向新建溢流堰，設(shè)置3扇6×3.5m閘門，閘底高程283.4m，閘頂高程286.9m。但該方案投資過大，管理難度大，洪水期調(diào)控難度大。方案七左肩山體開鑿正槽前沿至23m，降低正常蓄水位至286.1m，并整理堰頂，擴(kuò)大流量系數(shù)至0.407。但該方案由于大范圍的山體爆破對(duì)壩體的穩(wěn)定安全可能造成不可預(yù)知的隱患，所以爆破施工技術(shù)難度很大。方案八溢流堰左肩正槽段拓寬至15m，使側(cè)槽溢流前沿總長達(dá)到53m，并降低側(cè)槽溢流堰堰頂高程至285.9m。整理堰頂，擴(kuò)大流量系數(shù)，達(dá)到0.502。該方案需要對(duì)溢流堰的整理，小范圍爆破的保護(hù)。綜合各個(gè)加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析比較，最終選取加固方案八。

2.加固設(shè)計(jì)實(shí)施

2.1工程布置及結(jié)構(gòu)型式

加固后壩頂總長65.0m，壩頂高程288.1m，頂寬3m。壩頂上游側(cè)設(shè)置L型防浪墻，采用C15砼現(xiàn)澆，墻身厚30cm，高1.3m，墻頂高程289.4m。拆除原壩頂砼路面及下游漿砌塊石防浪墻，重新澆注C15砼路面層，路面標(biāo)高288.1m，寬2.6m。壩體為土石混合壩，主要由上游壩坡砼預(yù)制塊及砼護(hù)坡、大壩砌石部分、堆石部分、防滲斜墻以及反濾層、埋砌塊石組成。擬加固部分為壩坡及護(hù)坡、下游壩坡堆石體、防滲斜墻部分等。由于風(fēng)浪沖刷上游壩坡經(jīng)常發(fā)生滲漏、坍陷等情況，本次將上游壩坡干砌石拆除，鋪筑10cm厚預(yù)制塊砼護(hù)坡，增強(qiáng)抗沖刷能力。上游壩坡以馬道為界，上段坡比1：2，下段坡比1：2.5。砌石部分為堅(jiān)硬新鮮的花崗巖砌筑，塊石長度0.8~1.2m，塊石短邊不小于40cm，每塊重量300公斤左右。堆石部分每塊石料重量100公斤左右，孔隙率35%，設(shè)計(jì)容重1.65t/m3。設(shè)計(jì)下游壩坡放緩至1：1.3。防滲斜墻部分?jǐn)M挖除原有防滲體大約3m厚，查明防滲體運(yùn)行狀況，然后針對(duì)滲漏點(diǎn)進(jìn)行局部開挖、回填、夯實(shí)至開挖線。然后再填筑防滲斜墻恢復(fù)至大壩設(shè)計(jì)斷面。其構(gòu)成為：灰黃色、褐黃色，局部灰色，飽和，可塑，局部為軟塑，中壓縮性，采用當(dāng)?shù)貛靺^(qū)內(nèi)粘壤土填筑，礫石含量為5~25%，粒徑一般小于2cm，土層滲透系數(shù)3.95×10-7~2.55×10-4cm/s。反濾層共設(shè)三層，第一層用粗砂，第二層用2~5cm的卵石，第三層用5~7cm的卵石，底部厚度1.0m，頂部厚度0.6m。

2.2泄水建筑物加固方案

對(duì)于泄水建筑物的加固主要采用以下三個(gè)方面措施：降低正常蓄水位至285.9m；修整溢洪道將流量系數(shù)提高到0.502；溢洪道正槽段向左側(cè)山體開挖，增加溢洪道溢流前沿寬度至53m；

3.結(jié)語

針對(duì)水庫大壩存在的病害問題，對(duì)其采取除險(xiǎn)加固措施，可以有效地改善水庫大壩運(yùn)營情況。文章通過結(jié)合某水庫大壩病害情況，該壩體防滲斜墻局部滲透性及填筑壓實(shí)度不能滿足規(guī)范要求，同時(shí)大壩高程不滿足規(guī)范要求。對(duì)其溢流堰左肩正槽段拓寬至15m，使側(cè)槽溢流前沿總長達(dá)到53m，并降低側(cè)槽溢流堰堰頂高程至285.9m。整理堰頂，擴(kuò)大流量系數(shù)，達(dá)到0.502。系統(tǒng)地探討該加固方案的具體設(shè)計(jì)實(shí)施，為同類工程提供參考借鑒。

作者:楊國華單位:浙江省景寧畬族自治縣水利電力勘測設(shè)計(jì)所

第二篇

1大壩加固設(shè)計(jì)

1.1壩頂超高復(fù)核

張王水庫為4級(jí)土石壩，在非常運(yùn)用情況下，波浪爬高的計(jì)算風(fēng)速采用與大壩垂直的多年平均年最大風(fēng)速，即10．0m/s，在正常運(yùn)用情況下，計(jì)算風(fēng)速采用與大壩垂直的多年平均年最大風(fēng)速的1．5倍，即15．0m/s。設(shè)計(jì)波浪爬高值采用累計(jì)頻率為5％的爬高值；設(shè)計(jì)安全加高值取0．5m，校核安全加高值0．3m。張王水庫設(shè)計(jì)洪水位高于正常蓄水位，故正常運(yùn)用工況采用設(shè)計(jì)洪水位作為計(jì)算靜水位。工程抗震烈度Ⅶ度，則非常運(yùn)用工況為校核洪水位工況和正常蓄水位遇地震工況。經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)壩頂高程602.00m，不需設(shè)防浪墻。

1.2大壩加固設(shè)計(jì)

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告和大壩安全鑒定結(jié)論，結(jié)合工程現(xiàn)狀，確定大壩加固設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：壩體加固，對(duì)左壩段樁號(hào)B0＋000—B0＋030段壩頂以下10m厚的壩體采取開挖回填碾壓加固；大壩壩頂鋪設(shè)砂礫石路面；大壩上游壩坡面整修，設(shè)干砌石護(hù)坡；大壩下游壩坡面整修加固，鋪設(shè)草皮護(hù)坡，完善排水系統(tǒng)；排水棱體改造。

1.2．1壩體加固

根據(jù)《運(yùn)城市萬榮縣張王水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，大壩壩體現(xiàn)已形成左壩段B0＋000—B0＋030段約30m長的陷坑段，表現(xiàn)為串珠狀，陷坑局部直徑達(dá)1．5m，深4．0m左右。壩體土稍密—密實(shí)狀態(tài)，屬高—中等壓縮性土。壩體土干密度1．65～1．34g/cm3，平均值1．47g/cm3。大壩安全鑒定綜合評(píng)價(jià)壩體填筑質(zhì)量較差。設(shè)計(jì)對(duì)左壩段樁號(hào)B0＋000—B0＋030段壩頂以下10m厚的壩體開挖后再分層回填碾壓土，分層厚度不大于250mm，壓實(shí)度不低于97％。

1.2．2壩頂結(jié)構(gòu)

壩頂現(xiàn)狀無防浪墻，路面為素土路面，凹凸不平，損壞嚴(yán)重。根據(jù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算和壩頂超高復(fù)核計(jì)算結(jié)果，結(jié)合壩頂路面改造，設(shè)計(jì)壩頂高程602．00m，不需設(shè)防浪墻。壩頂設(shè)砂石路面，路面寬6．0m，路面橫坡2％，坡向下游側(cè)。壩頂下游側(cè)設(shè)30cm×30cm的素混凝土排水溝，并與下游壩坡橫向排水溝相通。

1.2．3大壩上游壩坡

現(xiàn)狀大壩上游壩坡1∶2．5，為干砌石護(hù)坡，損壞嚴(yán)重。設(shè)計(jì)對(duì)大壩上游壩坡面整修，整修后壩坡為1∶2．5，設(shè)干砌石護(hù)坡。1.2．4大壩下游壩坡現(xiàn)狀大壩下游壩坡為1∶2，1∶2．5，草皮護(hù)坡?lián)p壞嚴(yán)重。高程591.00m處有一馬道，寬1．5m，高程585．30m有約30m寬的平臺(tái)，下游壩腳處設(shè)堆石排水棱體。本次設(shè)計(jì)擬對(duì)下游壩坡面整修，根據(jù)大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，將壩坡整修為1∶2，1∶4．0，1∶1.5，在高程594．00m處設(shè)一條馬道，寬1．5m，在高程585．70m處為一平臺(tái)，寬14．8m。為防止雨水漫流沖刷下游坡面，設(shè)草皮護(hù)坡，厚度10cm。在下游壩坡中部設(shè)一道橫向排水溝和左右岸坡截水溝；在下游壩坡2條馬道和排水棱體頂平臺(tái)的內(nèi)側(cè)均設(shè)置縱向排水溝，共3道；在排水棱體下游坡腳處設(shè)1道縱向截水溝。排水溝采用素混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚300mm，斷面300mm×300mm。截水溝采用素混凝土結(jié)構(gòu)，斷面型式為梯形，底寬300mm，深400mm，兩邊坡均為1∶1。考慮到大壩巡查及交通方便，設(shè)計(jì)在大壩下游壩坡的中部橫向排水溝右側(cè)設(shè)置1道寬1．0m的漿砌石人行臺(tái)階。

1.3排水棱體改造

大壩下游壩坡腳的堆石排水棱體損壞嚴(yán)重，內(nèi)部砂卵石結(jié)構(gòu)緊密，顆粒碎小，排水不暢。本次改造擬將其翻修，提高大壩壩體下游坡腳處的排水能力，保障大壩安全。設(shè)計(jì)在大壩下游坡腳578．30m高程以下設(shè)堆石排水棱體，排水棱體高1.6～5．1m，頂寬1．5m，堆石體內(nèi)邊坡為1∶1．0，外邊坡為1∶1．5。排水棱體與壩體填土及壩基覆蓋層間均設(shè)1．0m厚的反濾層和0．4m厚的過渡層，防止壩體土逸出進(jìn)而發(fā)生滲透破壞。

1.4大壩加固后的滲流及滲透穩(wěn)定計(jì)算分析

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，滲流計(jì)算應(yīng)包括以下兩種工況：上游正常蓄水位597．00m與下游相應(yīng)的最低水位575．90m（工況一）；上游壩高1/3水位589．50m與下游相應(yīng)的水位575．90m（工況二）。滲流計(jì)算采用北京理正巖土軟件中《滲流計(jì)算分析計(jì)算》相關(guān)公式，計(jì)算方法采用有限元法。計(jì)算斷面選擇大壩主河槽處的最大斷面（樁號(hào)B0＋070）。

1.5大壩加固后的壩坡穩(wěn)定計(jì)算分析

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，綜合工程實(shí)際情況，壩坡穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)包括以下三種工況：正常蓄水位（597．00m）時(shí)的下游壩坡穩(wěn)定；正常蓄水位（597．00m）遇地震時(shí)的下游壩坡穩(wěn)定；壩高1/3水位（589．50m）時(shí)的上游壩坡穩(wěn)定。大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用北京理正巖土軟件中《穩(wěn)定計(jì)算分析軟件》，計(jì)算方法為考慮各條塊側(cè)面間作用力的簡化畢肖普法。計(jì)算斷面選擇大壩主河槽處的最大斷面（樁號(hào)B0＋070）。張王水庫大壩為4級(jí)建筑物，依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，正常運(yùn)用條件下壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)最小為1．25。在各計(jì)算工況下，大壩的壩坡穩(wěn)定最小安全系數(shù)均大于壩坡穩(wěn)定允許最小安全系數(shù)，壩坡穩(wěn)定。大壩自建成運(yùn)行50多年來，壩體垂直變形與水平變形趨于穩(wěn)定。因此，該計(jì)算結(jié)果分析比較合理。

2結(jié)語

工程建成后，張王水庫防洪能力將明顯提高，抗洪能力可滿足300年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)了下游村民財(cái)產(chǎn)安全及西范四級(jí)站水利設(shè)施和公路等基礎(chǔ)設(shè)施，具有顯著的社會(huì)效益和防洪效益。

作者:王紅霞單位:山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院