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        淺析紅石峁水庫大壩截滲墻設(shè)計

        2014-04-26 10:22:50
        陜西水利 2014年3期
        關(guān)鍵詞:石層山梁砂礫

        雷 慶

        (陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院 陜西 西安 710018)

        大壩壩頂總長度386m,最大壩高46m,頂寬5m,在壩頂設(shè)置防浪墻,墻頂高程為1124.0m,壩體上游邊坡均為1∶3;下游壩坡坡比均為1∶2.75,壩體采用排水棱體排水。

        根據(jù)地質(zhì)報告,右壩肩為一單薄山梁,沿壩軸線正常高水位1118.41m處的山梁寬度為200m,且地下水位低于水庫正常蓄水位11.41m。壩肩砂頁巖產(chǎn)狀近于水平,且層理極發(fā)育。另外,基巖頂部分布有Q2al砂礫石層,礫石層厚度3m~7m,K=20m/d,屬強透水層,且分布基本連續(xù),為集中滲漏通道,故存在近壩段鄰谷滲漏的地形及地質(zhì)條件。

        1 截滲方式選擇

        目前,對于深層砂礫石層基礎(chǔ)防滲處理的方式主要有垂直鋪塑、灌漿和截滲墻等方式。由于右岸單薄山梁地形陡峭且有2#滑坡體位于其前緣,垂直鋪塑僅可適用于上部砂礫石層但對于下部基巖無法進行處理;對于灌漿,主要適用于深層砂礫石層的為高噴灌漿,由于處理軸線位于2#滑坡體范圍,工程完成后會有一部分變形,因此要求材料需要有一定的適應(yīng)變形能力要求。本次設(shè)計截滲墻采用塑性混凝土,且墻體內(nèi)布設(shè)鋼筋籠。

        2 截滲墻穩(wěn)定計算

        截滲墻計算模型如圖1示。

        計算邊界的約束條件為:模型的左右側(cè)邊界施加法向約束,底部邊界施加全約束。計算方法采用有限元法,計算軟件為ANSYS軟件。

        2.1 計算假定條件

        (1)假定材料為均質(zhì)彈性、各向同性的連續(xù)體,不考慮鋼筋和混凝土的應(yīng)力重分布。

        (2)荷載主要考慮結(jié)構(gòu)自重。

        (3)假定問題為平面應(yīng)變問題,分析時取出某一截面進行分析。

        2.2 荷載主要考慮自重和水壓力

        計算參數(shù)詳見表1。

        應(yīng)力計算結(jié)果詳見圖2、圖3。

        從圖中可以看出,拉應(yīng)力最大位置出現(xiàn)在防滲墻下部背水側(cè),為1.33MPa,主要由于土體擠壓產(chǎn)生,最大拉應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)在底部X正向;壓應(yīng)力最大位置出現(xiàn)在截滲墻下部迎水側(cè),為1.33MPa。

        2.3 變位計算結(jié)果(見圖 4、5、6)

        從圖中可以看出防滲墻整體位移max=0.11m,min=0.009m此位移也是因為周圍土體不均勻沉降產(chǎn)生。

        從圖中可以看出防滲墻X向位移max=0.109m,min=0.0051m此位移也是因為周圍土體不均勻沉降產(chǎn)生。

        從圖中可以看出防滲墻Y向位移max=0.0054m,min=0.0142m此位移也是因為周圍土體不均勻沉降產(chǎn)生。

        3 截滲墻設(shè)計

        本次工程設(shè)計采用防滲墻與帷幕灌漿結(jié)合處理。防滲墻頂部高程1120m,底部以基巖頂板控制,高程為1100m~1105m,防滲墻高15m~20m?;鶐r以下進行帷幕灌漿,灌漿底部以防滲底線控制,灌漿孔為單排,孔距為1.5m,灌漿深度30m~35m。為了防止與壩軸線夾角處出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象,在該處對截滲墻進行加固,加固范圍為結(jié)合點至周圍5m的距離,具體加固措施為對結(jié)合部位增加0.5m厚度。

        表1 截滲墻穩(wěn)定計算采用的物理力學(xué)指標(biāo)

        防滲墻采用兩條軸線進行比較。方案一:防滲墻長266m,防滲墻由壩軸線上游230m處開始,于B0+375處與大壩銜接,夾角100°,與壩軸線重合部分長度為35m。為了防止集中荷載變形影響截滲墻防滲效果,本次設(shè)計在與大壩銜接的丁字位置5m范圍內(nèi)進行加強,該處墻厚1.2m。由于該軸線1120平臺已經(jīng)形成,不需在進行大開挖。方案二:防滲墻長259m,開挖量大并且施工完成后還需進行回填。經(jīng)綜合分析比較,本次采用方案一。陜西水利

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