水庫放水建筑物進行除險加固設計
時間:2022-11-02 09:27:02
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【摘要】我國的病情水庫數量眾多,分布廣泛。本文指出了近年來中國水庫主要病情與危險;介紹了土壩灌裝工程的設計與研究情況;在加固和安全監測方面對主要建筑物提出了一些建議。對于基層水利工程技術人員,為水庫病害情況的分析研究和加固設計工作提供了一些參考。
【關鍵詞】水庫;分析;加固
1概況
截止目前,中國已建成9萬多座水庫,然而,由于歷史原因,中國的病態和危險水源庫存量大,分布廣泛,危害更嚴重。不能正常運行的壩,由于安全隱患的存在,有必要對這類大壩進行除險加固或重建,無法進行修復的必須丟棄,以免造成垮壩影響生命安全。為了大大減少危險水庫的數量,水利部已經制定了加強國家危險水庫的專項計劃。范圍主要針對水利部門監督下的大,中,小型病害水庫,大型受影響城鎮及以上重點小型危險水庫,重要鐵路干線最頂層此外,為了支持國家西部大開發戰略的順利發展,西部地區的一些小型,重點小型危險水庫也被確定為加固工程的重點之一。
2壩基帷幕灌漿設計
1)灌漿范圍及灌漿孔布置。灌漿孔布置。在壩軸線上游1.2m布一排孔,孔距2.5m,造孔43個;材料。采用粘土漿灌漿,用粘土漿料灌漿應使粘土粘度含量超過90%。
2)灌漿孔深。壩基注漿目標是壩基的殘余,沖積土層與全風化巖層,強風化巖層,全風化巖層和強風化巖層之間的接觸帶。灌漿孔部分距離壩基線1米,距離巖石基礎相對不透水層。43個孔灌漿進尺516m,造孔深1161m。
3)灌槳壓力。灌漿壓力按下式計算確定:P=P0+mh式中:P一灌漿壓力(孔口壓力)(Mpa)M——灌漿每升允許的壓力增加量(Mpa),取0.015Mpa/m。H灌漿段深度(m)
4)灌漿工藝設計。沿壩軸線單排布孔,不按順序,孔間距為2.5m;灌漿方法是套管法和全孔灌注相間灌漿法;灌漿不分序,相鄰的兩個孔或幾個孔同時灌漿,灌漿壓力大,漿料量足以促進壩基的分裂。當套管套管時,套管一般下降到壩基下方,然后鉆入套管內的設計部分,然后在套管上的阻尼器后進行壓力灌漿。在灌漿開始時,將漿液灌溉約5分鐘,并將泥漿比控制在約1g/cm3,然后將泥漿的比重增加至約1.5g/cm3。在每個孔灌漿幾次后,當灌漿基本上不再灌漿時,將灌漿管上升至約lm并繼續灌漿。壩基灌漿達到最終灌溉標準后,將灌漿管提升到壩體內,抬起灌漿管,對壩體進行劈裂灌漿。對于僅在不進行壩體灌漿的情況下進行壩基灌漿的灌漿孔,當壩基灌漿達到最終灌溉標準時,再次抽出管道,拔出灌漿管后,孔口填充厚漿料,漿料表面下沉,然后重新填充,直到漿料表面不下沉,最后回填壓實。
3壩體劈裂灌漿設計
劈裂灌漿是基于壩體的應力分布,即壩體軸線上有一個小的主應力面。此外,由于填充物的松散,小的主應力很小(存在弱應力)。在大壩頂部的壩線上安排灌漿孔,使用一定的灌漿壓力來切割壩體,在保持大量抽吸之后,漿料被部分填充并穿透灌漿孔周圍的松散土壤。沿著裂縫的部分裂縫被填充和擴散,并且逐漸形成防滲幕墻。反復切割和填充后,壩體有相應的屈曲回彈,在壩線附近形成縱向連續的防滲墻。不透水墻附近的大壩充滿了緊。
1)灌漿孔的布置。設二排孔。第一排孔和壩基帷幕灌漿孔設置在同一個孔中,制成43個孔,第二排孔設置在壩軸上??拙酁?.5m,造孔42個,共造孔85個。灌漿材料:采用粘土灌漿,粘土粘度含量大于90%。灌漿孔深。如果壩體和壩基灌漿孔設有相同的孔,則灌漿從下壩基灌漿面到孔口;如果壩體充滿灌漿孔,灌漿將穿透1米進入壩基并上升到孔口。造孔85個,鉆孔深1,275m。
2)灌槳壓力。在土壩松動的早期階段,泥漿主要被填充和滲透。之后,泥漿上升到壩頂,從底部到頂部形成灌漿墻。因此,松散土壩早期的壓力較低,中期壓力較大,后期壓力略低,這與灌漿過程有關。
3)灌漿工藝設計灌漿方法是在孔底部灌漿和全孔灌注的方法。在灌漿時,通常需要首先稀釋然后再稀釋,即用漿料開始漿料,打開壩,然后使用濃漿料。內噼外不噼為原則。在填充河道通道段和彎曲段之前填充坡度。位移控制:通常,對于每次灌漿,壩肩的位移應控制在1-2cm內。裂縫控制:劈裂灌漿在3~5m深的擋土墻上進行,以控制壩頂裂縫的發展。一旦在壩頂發生裂縫,其寬度應控制在1-3厘米內,長度應控制在20米以內。它可以在每次灌溉停止后12小時內反彈。一次灌漿量和灌漿次數控制:灌漿量和灌漿次數應根據壩高和灌漿量確定。一般不少于5次,間隔約為5天,每次再輸注量約為10立方米。觀測要求:灌漿是定居服務設置位移觀察,每天定期觀察一次,加上臨時灌漿壩灌漿試驗。灌漿期間孔口壓力的變化由特殊人員隨時記錄。好各項灌漿記錄,填表好相關表格。四大壩安全監測設計我國大壩安全觀測設施簡單落后,僅進行過短期觀測,且資料不連續,大部分設施現已年久失修,無法繼續使用。為確保大壩安全運行,應建立相對完整的大壩安全監測系統。就我國主要的病險水庫的特點,本次設計僅按常規監測進行設計。其具體觀測指標如下:外部表面變形觀測;滲流觀測;水文、氣象觀測;
4小結
我國病情水庫庫數量多,分布廣,危害嚴重。大壩諸多除險加固技術已經在許多水庫中得以成功運用,并且使眾多病險水庫再次安全運行,造福人民。但是,仍有許多方面需要不斷努力改進。中國95%以上的水庫大壩都是土石壩,土石壩上游斜坡的加固非常普遍。采用混凝土預制塊護坡不僅可以適應壩體的變形,而且可以保持壩體邊坡整齊美觀。采用現澆混凝土護坡手冊計算的預制塊厚度大,施工不方便,形狀單一。建議對混凝土預制塊護坡成套技術進行研究,提高我國土石壩護坡技術水平。作者簡介:侯瑜,1998年生,男,大學本科生在讀,現就讀于河北農業大學城鄉建設學院,水利水電工程專業。郭麗娜,1998年生,女,大學本科生在讀,現就讀于河北農業大學城鄉建設學院,土木工程專業。
參考文獻
[1]吳中如,沈長松,阮煥祥.水工建筑物安全監控理論及其應用[M].南京:河海大學出版社,1990.
[2]趙斌.大壩安全監控正反分析的新模型和新方法[D].南京:河海大學博士學位論文,1998.
作者:侯瑜 郭麗娜 單位:河北農業大學城鄉建設學院
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