工程设计施工与管理China Science & Technology Overview大坝基础处理及坝坡稳定分析研究——记云南大坝冲水库斜心墙坝俞红芬 邱丽萍(云南能阳水利水电勘测设计有限公司,云南曲靖 655000)摘 要:本文针对斜心墙坝大坝坝基存在问题,用压脚方案、放缓坝坡等不同的处理方法,对坝基、坝坡进行稳定分析思考。关键词:大坝冲水库；斜心墙坝；大坝基础处理；坝坡稳定分析中图分类号:TV541.1文献标识码:A文章编号:1671-20(2017)09-0124-011 工程概况大坝冲水库位于云南省陆良县,水库属珠江流域西江水系。水库现状为一座以农业灌溉为主的小(1)型水库,总库容436万m3,扩建后的大坝冲水库为中型水库,工程主要任务为提供农村人畜饮水和农业灌溉用水,总库容2028万m3。上游振冲区中下部的粘土层(高程1836～1841m)在心墙坝基开挖过程中,振冲区上游侧边坡产生坍塌及蠕动变形。该区作为上游坝壳坝基,对坝坡稳定产生不利影响。对开挖揭露的各土层取样做室内三轴试验进行复核,该层土的相关物理力学参数见表1中的粘土层②③。2 大坝稳定加固处理变更原因大坝冲水库扩建工程在大坝斜心墙基础开挖施工过程中,上游坝基振冲区上侧边坡发生坍塌及蠕动变形,下游原老坝体边坡发生变形开裂。设计单位通过对坝基现场取样试验,进一步复核坝基各层的物理力学指标,物理力学参数比原初步设计偏低,根据复核结果,大坝在部分工况中的安全系数不满足规范要求,需对大坝稳定进行加固处理。4 各填筑料的物理力学指标坝体及坝基的各材料分区按实际情况选取,各分区材料的强度参数取自试验室试验成果及近似工程类比。对初步设计阶段各项物理力学指标进行了相应的调整,大坝稳定复核采用的各项物理力学指标见表1。.com.cn. All Rights Reserved.3 处理方案论证3.1 大坝原初步设计概况拦河坝在原有坝体上扩建加高,由于受地形,坝体扩建加高采用的是从上游面培厚加高坝体,坝型为粘土斜心墙风化料坝。大坝高49.0m,坝轴线长485.0m,坝顶宽6.0m,坝顶高程1883.0m。上游坝坡为1:2.2,下游马道以上坝坡为1:2.0,马道以下坝坡维持原坝体的平均坡度1:3.1。 3.2 大坝稳定复核4.1 大坝稳定复核成果大坝稳定采用刚体极限平衡稳定计算分析方法,对坝体上、下游坝坡的抗滑稳定性进行计算分析。按照土石坝设计规范的要求,考虑各种不同运行工况。坝体稳定计算采用河海大学开发的土质边坡稳定分析程序Autobank6.1。4.1.1 原设计大坝的稳定分析及结论根据原设计大坝稳定分析计算,上游坝坡的稳定安全系数在正常蓄水位+地震、死水位+地震及正常蓄水位缓降至死水位+地震等工况下不能满足规范要求;下游坝坡的稳定安全系数在设计洪水位+地震、正常蓄水位+地震及死水位+地震等工况下不能满足规范要求,需要进行加固处理。······下转第126页水上 摩擦角 凝聚力C (KPa) (度) 25 90 20 9 14 15 9.5 12 10 24 13.5 25.9 11.8 26.6 27 30 35 15 20 10 21 12 15 28 26 52 33 250 表1 物理力学指标水下 天然容重 浮容重 序号 分区 凝聚力C 33（KN/m） （KN/m） (KPa) 1 ①碎石层(振冲区) 20 14 80 2 ②粘土夹碎石层(振冲区) 18.9 10 4 3 ③淤泥质粘土夹少量碎石(振冲区) 18 9 13 ②粘土层 17 8 10.3 4 ③淤泥质粘土层 17.5 8.6 21.4 ④原坝土 19 10 22.9 5 ⑤原坝基土 18 9 23.6 6 坝壳风化料（上游风化料压脚） 19 13 25 7 排水棱体(下游堆石料压脚) 19 11 12 8 反滤料 20 13 8 9 过渡料 19 13 10 10 粘土斜心墙 18.9 12 24 11 围堰石渣料 20 11 22 12 基岩 25 15 250 渗透系数 摩擦角 cm/s (度) -328 3×10 -523 4×10 -617 2×10 -611 1.5×10 -612 1×10 -516 1×10 -513.8 1×10 -430 1×10 -240 3×10 -424 5×10 -330 5×10 -518 1×10 -430 2×10 -535 2×10 作者简介:俞红芬(1966—),女,汉族,云南曲靖人,本科,高级工程师,研究方向:水工建筑。1242017年5月上 第9期 总第261期工程设计施工与管理China Science & Technology Overview2.3 预应力拉张阶段的技术要点首先,需要对张拉设备实施一定的校核。在公路桥梁工程的后张法预应力施工中,应当对在预应力拉张过程中所需要使用的各种设备实施定期的校核,对于在校核过程中发现的问题在第一时间进行维修。在公路桥梁施工中的预应力拉张阶段要定期的对各方面的仪表仪器进行检查,从而来保证各个仪表仪器的正常使用性,这主要是因为预应力的拉张情况是以各个仪器的读数为基础的。其中油表的读数是整个预应力拉张情况的最重要的参考数值,钢绞线的伸长值为整个预应力拉张情况提供一个校验核实的参考。在预应力拉张的时候,千斤顶的作用也会导致缸的摩擦系数和油压表的读数发生变化。所以因为各方面的影响因素综合的情况需要做好对各类仪表的定期检查工作,保证读数的相对准确性。在开展预应力拉张施工之前要保证各方面的施工因素都已经达到了标准才能开展施工。第一是桥梁结构的整体强度因素,在开展预应力拉张之前必须确保桥梁的整体强度能够承受预应力拉张的施工,这样才不会因为拉张出现侧弯的情况。第二就是在设计的过程中对预应力拉张过程中的各个因素都要进行充分的考虑,尤其是混凝土这一要素,要保证混凝土的龄期在12天以上才能开展预应力拉张施工。2.4 孔道灌浆阶段的技术要点后张法预应力技术的使用能够有效的提升整个公路.com.cn. All Rights Reserved.桥梁工程的质量,是一种高效的预应力技术,对于预应力施工中的钢筋能够有效的进行保护减缓预应力钢筋锈蚀的程度,同时也能够提升预应力施工物料之间的粘合度,从而降低裂缝发生的几率。为了提升道路桥梁的施工质量,增加道路桥梁的寿命,在完成预应力张拉之后要进行孔道灌浆的施工。一般灌浆采用的都是性能相对比较高的······上接第124页4.1.2 大坝坝坡稳定加固处理方案为了提高大坝上下游坝坡的稳定性,对大坝进行加固处理。4.2 上游坝坡处理对上游坝坡主要有以下的加固处理方案:(1)方案Ⅰ:压脚方案。维持原坝坡不变,对上游坝脚采用以风化料为主的压脚处理方案。为了增加压脚加固处理的效果,对围堰上游河床地面(高程1849.3m)以下淤泥部分的压脚体采用堆石体填筑,其余部位压脚体采用风化料填筑。上游压脚体顶部高程1854.9m,顶宽44.5m,坡度为1:2.2。(2)方案Ⅱ:抗滑桩方案。维持原坝坡不变,对原振冲处理的坝壳料基础进行抗滑桩处理,由于处理部位为淤泥且较厚(最大约为13.0m),抗滑桩清挖难度较大,故不采用该处理方案。4.3 下游坝坡处理方案Ⅰ:结合下游坝趾区实际地形地质条件和稳定复核结果,对下游坝坡采取堆石料压脚的处理方案。压脚体的顶部为高程1859.0m(与响水坝东干渠渠顶平齐),顶部宽度水泥浆,要求粘结力、强度、渗水性和流动性都要符合施工相关的规定的要求,这样才能提升灌浆的施工质量。对于灌浆使用的水泥浆的选用,一般是选择32.5级的普通硅酸盐水泥为原料,原材料的渗水率要低于3%,为了提升水泥浆的强度可以采用减水剂来进行混合拌制,时间要保证在3个小时以上,同时为了保证水泥浆的密实度也可以在拌制的工程中适量的添加一些膨胀剂。在开始进行灌浆施工前要做好相应的准备工作,对于孔道必须进行清扫保证其清洁度,因为一旦开始灌浆一般都是连续进行的,中途尽可能不发生中断,这样才能保证灌浆的稳定性和连续性。在记性灌浆的过程中对于压强是规定的一般要保持在0.5至0.6兆帕之间。为了保证灌浆工作的质量,对于施工人员要不断的提升其专业技能水平,因此要适当的开展培训,提升专业度的同时也要提升施工人员的责任心,这样能够保证施工出现问题后找到相应的负责人。3 结语总之,后张法预应力施工技术己被广泛应用于公路桥梁工程中。因此,控制好施工的每一个环节,对保证后张法预应力混凝土桥梁的施工质量、使用寿命和运营安全都是至关重要的。这需要广大工程技术人员在施工实践中不断地去探索和总结经验,进一步提高后张法预应力施工技术。参考文献[1]张会民.浅谈后张法预应力的质量通病分析及防治[J].科技传播,2015(07).[2]邱兴华.道桥施工后张法预应力技术的应用及管理研究[J].黑龙江科技信息,2015(02).[3]储兵.后张法预应力智能张拉重点控制环节分析[J].科技创新与应用,2014(06).为10.8m,坡度为1:1.5,采用厚度为40cm的干砌块石护坡。方案Ⅱ:后坝坡马道以下维持原坝坡1:3.1;马道以上为新建坝体,坡度为1:2,该部分坝坡放缓之后没有马道的位置,故该部位不能采用放缓坝坡的处理方案。5 方案经济比较分析经过对不同处理方案的经济分析比较,上游坝坡压脚处理方案(方案Ⅰ)增加投资为736.67万元,上游放缓坝坡处理方案(方案Ⅱ)增加投资为1485.23万元,压脚处理方案较缓坝坡处理方案投资为748.56万元。6 加固后大坝稳定复核加固后的大坝稳定计算采用河海大学开发的土质边坡稳定分析程序Autobank6.1,北京水科院自主开发的土质边坡稳定分析程序STAB2009进行了复核计算。根据对加固后大坝的稳定分析计算,上下游坝坡的均满足规范要求。参考文献[1]《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001).1262017年5月上 第9期 总第261期
