杨湾水库建筑物报告(5)

2019-06-02 15:27

BW150灰浆泵量(L/min) 灰浆泵工作压力(kPa) 生产 能力 加固一单元墙长(m) 最大加固深度(m) 效率(m/台班) 重 量(t) 222~100 1000~2000 0.96~1.6 25 150~200 42 ③防渗墙厚度及孔径

防渗墙厚度根据其允许渗透坡降[J]=60,经计算, T =0.192m,结合施工可能带来的垂直偏差,选用桩径为390mm,搭接处理论最小成墙厚度223 mm,单元内桩间最大搭接70 mm,若施工造成的桩体倾斜度控制在0.4%以内,单元间桩最大搭接(70±0.4%H) mm(H—防渗墙深度),可满足防渗墙厚度的要求。

④造孔方法及施工参数

根据所选机型特点,施工时先完成1单元5孔造墙,然后在进行下一单元5孔造墙,以此类推实现全坝段防渗造墙,单元与单元之间搭接厚度要满足施工造成的桩体倾斜度要求。根据本工程实际情况初步设计选定施工参数见表5-2-7,该表参考《水利水电工程施工手册》(第一卷),《深层搅拌法的设计施工与应用》(2001年第一版)。具体实施时应通过现场试验和室内试验进一步认证参数的合理性,质量检查时通过开挖检查、取芯试验、注水实验、地质雷达检测等方法来检验防渗墙的防渗效果是否达到设计要求。 表5-2-7 多头小直径深层搅拌防渗墙施工参数表

项 目 水灰比 水泥掺入量 供浆压力(Mpa) 供浆量(L/min) 钻进速度(m/min) 提升速度(m/min) 搅拌轴转速(r/min) 垂直度偏差(%) 桩位对中偏差(m) 参数 1.5 12% 0.3~1.0 10~60 0.3~0.8 0.6~1.2 30~60 <0.3 <0.02 备注 根据供浆量及施工深度确定 与提升搅拌速度及每m所需浆量协协调 根据地层情况确定 与搅拌速度及供浆量协调 与提升速度协调 指施工时机架垂直度偏差 指施工时桩机对中的偏差 5.2.3加固后渗流计算

Ⅰ.计算断面及地层简化

根据东风水库工程地质报告提供的地质资料,结合地形和坝高,加固后同样选取桩号0+375断面作为渗流复核计算断面。计算断面示意图见图5-2-3。

41.60校核水位39.88正常水位38.00设计水位39.311:2.536.201:332.0028.7526.0023.40粉质粘性土粉质粘土中粉质壤土中粉壤性土1:334.201:330.00

图5-2-3 加固后渗流复核计算断面示意图

Ⅱ.计算参数选取

本工程计算断面各土层渗透系数依照地质报告,地质资料选取(采用建议值),对地质报告中未提供渗透系数的土层,则按该土层的地质特性,根据工程类比选定。计算采用的各土层渗透系数取值见表5-2-8。 表5-2-8 渗流计算参数表

土层 ①层中粉质壤土 ②层粉质粘土 ③层粉质粘土 ④层粉质粘土 ⑤中粉质壤土 水平渗透系数(cm/s) 7.06310-4 1.08310-4 1.52310-5 2.58310-4 3.2310-5 垂直渗透系数(cm/s) 7.06310-4 1.08310-4 1.52310-5 2.58310-4 3.2310-5 Ⅲ.计算工况

根据《小型水利水电工程碾压式土石坝土石坝设计导则》(SL189-96)的有关规定,东风水库渗流计算应主要分析上游正常蓄水位与下游不利水位组合的情况。但为预测在未来高水位情况下坝体的渗流稳定和为坝身结构稳定复核提供基础数据,计算还选择了设计及校核水位的工况。相应水位组合见表5-2-9。 表5-2-9 计算工况及相应水位组合表

工 况 正常水位 设计水位 校核水位 上游水位(m) 38.00 39.31 39.88 下游水位(m) 30.00 30.00 30.00 备注 下游水位取坝后 地面高程 Ⅳ.计算内容及计算程序

计算按《小型水利水电工程碾压式土石坝土石坝设计导则》(SL189-96)的有关规定,大坝渗流计算主要内容为:确定坝体浸润线有其出逸点位置,绘制坝体及坝基的流网图;确定坝体及坝基的渗流量;确定坝体及坝基的渗透坡降和出逸坡降,并判断其渗透稳定性。所以本计算首先根据地质报告和有关规范计算出坝身浸润线、渗流等压线,然后计算出大坝渗流量,最后确定坝基土层的水平渗透比降、下游渗流出逸段的出逸比降,并论证坝基土层及坝后渗流出逸段的渗透稳定性。

主坝渗流计算采用二维稳定渗流有限元法,计算分析软件采用河海大学土木工程学院开发的“AutoBANK-水工结构有限元分析系统”。

Ⅴ.计算成果及成果分析 ①计算成果

东风水库坝身及坝坡下游表层土为粉质粘土,属凝聚性土。根据类似工程的渗透变形判定结果,确定出逸渗透破坏型式为流土型破坏;各相邻土层之间均不会产生接触冲刷和接触流失现象。加固后渗流计算成果见表5-2-10;各种水位组合下大坝流网图及水力坡降数值图见图5-2-4。 表5-2-10 大坝加固后渗流计算主要成果表

渗透比降 工 况 坝基水平比降 正常水位 设计水位 校核水位 0.102 0.126 0.135 最大出逸比降 0.112 0.185 0.218 (m) 29.12 29.36 29.78 出逸高程 单宽渗流量 (m3/m2d) 0.32 0.68 0.83 ②计算成果分析

由以上计算成果可以看出,大坝横剖面上的计算等势线分布符合一般均质坝

的渗流规律。防渗加固后渗流计算断面同样选在桩号0+375处,结果表明,坝内浸润线位置及渗流出逸点均有所下降,说明采取多头小直径垂直截渗墙防渗加固能够满足大坝防渗要求。

出逸点高程29.12m总水力坡降,5.38E-02 to 1.12E-01正常水位条件下渗流等势线分布图出逸点高程29.36m总水力坡降,8.62E-02 to 1.85E-01设计水位条件下渗流等势线分布图出逸点高程29.78m总水力坡降,1.06E-01 to 2.18E-01校核水位条件下渗流等势线分布图图5-2-4 防渗加固后渗流计算成果图

5.2.4加固后稳定计算

(1)计算断面及分区

选择大坝加固后0+375断面进行结构稳定计算。根据地质报告,断面土层

分为:①层粉质壤土,③、④层粉质粘土,⑤层中粉质壤土。

(2) 计算工况选定

根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)的有关规定, 东风水库大坝抗滑稳定计算包括如下内容:

① 上游坡

非常运用条件:库水位自校核洪水位39.88m非常骤降至死水位32.70m的 工况。

② 下游坡

A.正常运用条件:库水位为正常蓄水位38.00m、下游水位(取地面高程, 下同)30.00m坝体形成稳定渗流下的工况;库水位为设计水位39.31m、下游水位30.00m坝体形成稳定渗流下的工况。

B.非常运用条件:库水位为校核洪水位39.88m、下游水位30.00m,坝体形成稳定渗流下的工况。

(3)计算参数的确定

本次设计为了查明坝体填筑质量,验证岩土物理力学参数和工程地质条件,进行了勘探钻孔取样,并做了各项参数的土工试验。根据土工试验资料,结合坝身填筑工程质量评价,确定各材料的计算参数。坝身土料的物理力学指标直接采用地勘报告提供的成果,有效应力强度指标采用慢剪试验值,总应力强度指标采用直接快剪试验值。稳定计算所采用析参数见表5-2-8。 表5-2-8 大坝稳定分析选用物理力学指标表

物理指标kN/m3 土料分区 湿容重 γ ①层中粉质壤土 ③层粉质粘土 ④层粉质粘土 ⑤层中粉质壤土 19.35 19.89 19.96 19.77 浮容重 γsat 抗剪强度指标kPa / ( °) 总应力指标 C /φ 12/12 48/18 45/21 36.6/21 有效应力指标 C’/φ’ 10/16 27/21 35/22.7 31/21.5 9.78 10 10.1 10 (4)计算方法及计算成果


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