拱坝的建基面和地基处理
06第六章 拱坝

3. 变半径变中心角拱坝(如图6-7)
为避免等中心角拱坝上游面形成过大的倒悬与扭曲,可将中心角 从拱顶向下逐渐减少(约小至70。~90。),即为变半径变中 心角拱坝。它适用于三角形或梯形河谷修建。这种坝应力分布不 够均匀,最大应力发生于下部l/3坝高范围内,且拉应力较大, 坝顶溢流也不便,施工难易及工程量介于前述二者之间。
二、排水设备 由于渗透压力对拱坝的稳定影响很小,一般可不考虑排水设
备,但重力拱坝则需设置排水设备。
三、坝与地基及两岸的连接 根据拱坝的结构及传力特点,坝与地基及两岸的连接应牢
固可靠,在地基及与两岸相接的地方,应将所有破碎的岩石挖 除,对坚固岩石中的裂隙应加以灌浆。基础清至岩面后,应将 岩石表面泥沙污垢冲洗干净,浇筑一层混凝土垫层后,便可进 行坝体砌筑,为了防止基础渗漏在上游面应设置截水齿墙,并 在其下作帷幕灌浆。拱端支撑处的河岸岩石要很好处理,为满 足坝头稳定的要求,拱圈拱轴线与地形等高线的夹角一般不小 于30。拱端与岩石接触面应作成半径方向一致,使拱能支撑在 垂直的径向平面上(图6-22(a))。同时,为减少岩石的开 挖量,宜将拱端支撑处的岩石作成阶梯形(图6-22(b))。
L/H<2.0~3.0时,可修建拱坝; L/H=3.0~3.5时,可修建重力拱坝; L/H>3.5~4.0时,则认为修建拱坝不经济,但也不是绝对 的,目前有的工程在L/H=7~1l时,也有修拱坝的
图6-1 不同地形建坝示意图 (a)河谷一岸较平缓 (b)河谷有部分深槽
当天然地形不够理想时,也可进行人工处理,如河谷一岸比较 平缓时,可作重力坝段或重力墩形成支座,如果河谷部分为一深 槽也可用浆砌石做垫座,上部做成拱坝(图6-1)。
二、拱坝对地形的要求
拱坝受的荷载大部分靠拱的作用传给两岸,还有一部分由垂直 方向的悬臂梁作用传给河底。因此一般要求建在狭窄河谷 (形状最好是对称三角形)。如果河谷过宽时,拱的作用就
满天星拱坝复杂地基基础开挖与处理

3 基础开挖
拱 坝 基 础 开 挖 , 其 是 两 岸 坝 肩 开 挖 , 十 分 重 要 的环 尤 是 节 . 既影响 坝体布置 、 肩 受力 , 影响投 资和大坝工期 . 它 坝 又 因此 拱 坝 基 础 开 挖 有 别 于其 它 坝 型 .要 求 也 高 于其 它 坝 型 , 尤其 是 象 满 天 星 拱 坝 左 岸坝 肩 这 样 的岩 石 风 化 严 重 破碎 , 断 层裂 隙发 育 、 错 的不 良地 基 更 应 注意 , 有 不 慎 , 会 引 起 交 稍 将
本 不 能 满足 拱埙 对基 础 的 要 求 。 据 工程 坝 址 基 岩 及 坝 型 特 性 , 肩 及 河床 采 用 不 同方 法 开 根 坝
挖 。同时对河床 F 断层、 - 左岸埙肩断层 带进行合理 、 安全处理 , 效果较好 , 而提高地基承载 从
能力 , 满足 拱 坝 对基 础 的 要 求 。
大量 山体 坍落 , 既影响施工安全 , 增加投资 , 也影 响大坝浇筑
工期 , 影响 工 程 尽早 发挥 效益 根 据 工 程 坝 址 基 岩 及 坝 型特 性 , 肩 及 河 床采 用 不 同 方 坝
法进行开挖。
2 坝址工程地质条件
坝 址 位 于 中 低 山峡 谷 区 , 床 高 程 5 5 m 左 右 , 岸 山 河 1 两 坡陡 峻 , 山体 雄 厚 , 形 坡 度 4 。 6 , 岸 稍 陡 , 顶 高 程 地 5~ 右 山 在 60 m 以 上 , 不 太 对 舜 的“ ” 各 。 坝 基 持 力 层 为 震 旦 0 呈 V型 系 下组 槔灰 色 厚 至 巨厚 层 状 洼 变 质 石英 砂 岩央 薄 层 板 岩 。石 英 杂砂 岩坚 硬 完整 、 强度 高 。 板 岩 相对 较 弱 度 较 低 , 受 强 常 层 问错 动的 影 响 而形 成 破 碎 夹层 。坝 址 两 岸地 质 条件 差 异 较 大. 右岸 从 上 到 下 岩 石 基本 裸 露 . 化 拽 ( 风 化深 3 m~ 8 风 强 m) 岩 层 完 整 、 硬 、 质 掏 造 简 单 . 体 强 度 (0 10 . 坚 地 岩 6 ~ 4) MP , 横 ‘0 0 P , a弹 1  ̄3 )G a 是建 拱 坝 的 良好 坝 肩 。 而左 岸 地 质 条 件 较 差 , 石 风 化 较 深 ( 风 化 深 5 m~2 , 顶 风 化 岩 强 0 m)坝 深 达 4 断 层 、 隙 、 间 错 动 发 育 , 相 互 交 错 . 使 岩 0 m, 裂 层 且 致 体 破 碎 , 度 低 肩 中 下部 ( 3m 高 程 ) 强 坝 5o 以上 . 种 情 况 尤 这 为 明 显 。岩 体 强度 ‘ 5 8 )M a 弹 模 ( ~ 1 )G , 1 ̄ o P. 3 0 断层 裂 隙 交 汇 带 弹 模 仅 为 (_5 )GP 成 一 肩 硬 ( 岸 ) 0 ~04 2 且形 右 ,
重力坝 拱坝 土石坝的地基处理

重力坝、拱坝、土石坝的地基处理梁亚杰(西藏大学农牧学院水利水电本科班10级)【摘要】在水利工程中地基的处理相当重要,只有处理好地基,才能使大坝安全稳定,因此采取正确的处理措施确保建筑物安全,是水利工程中的重中之重。
【关键词】重力坝;拱坝;土石坝;地基;处理措施第一部分:重力坝地基处理措施重力坝承受较大的荷载,对地基要求较高。
然而天然地基经受长期地质构造运动及外界因素的作用,多少存在着风化、节理、裂隙、破碎带等缺陷,在不同程度上破坏了基岩的整体性,降低了基岩的强度和抗渗能力。
因此,必须对地基进行处理,以满足重力坝对地基的要求。
断层破碎带和软弱夹层等地质缺陷的处理措施1.1混凝土塞沿断层破碎带开挖出一定深度的倒梯形槽,将其中软弱构造岩及两侧破碎岩体清除,然后回填混凝土,其作用是使坝体荷载经混凝土塞传到两岸新鲜完整基岩上。
对顺河向的软弱带,除坝基内作混凝土塞子外,并应向上下游伸出坝外,以改善坝基承载能力。
1.2混凝土拱(或梁)、混凝土垫层对于很宽的断层破碎带,采用混凝土拱的处理型式,将坝体应力传送到两侧的完整岩体上,避免断层破碎带产生过大的压缩变形。
也可以采用混凝土梁的处理型式。
当大小断层密集交错,软弱破碎岩体的范围较大时,为改善坝基应力条件,可浇筑混凝土、钢筋混凝土垫层。
1.3大直径钢筋混凝土桩在坝基范围内用若干口径钻孔穿过缓倾角软弱夹层(带),进入完整岩体中,孔内放置钢筋并浇筑混凝土,形成钢筋混凝土桩。
坝工实践表明,钢筋混凝土桩可以把软弱夹层上下部岩体联成整体,并将应力传至深部岩体,具有抗滑和减少坝体水平变形作用。
1.4混凝土深齿墙在坝基中用深挖齿墙截断缓倾角软弱夹层,使齿墙嵌入软弱夹层下部的完整岩体一定深度,依靠嵌入部分混凝土齿墙的嵌固力,软弱夹层的摩擦力和下游抗力体三者联合作用,来满足坝基深层抗滑稳定要求。
这是一种处理软弱夹层的有效型式。
对于缓倾下游的软弱夹层,需要利用下游岩体作为抗力时,应详细查明下游抗力体的地质条件,必要时,可对下游抗力体采用固结灌浆,设置钢筋混凝土桩、压重等加固措施,以提高下游抗力体的岩体完整性和承载能力,减少坝基变形。
重力坝 拱坝 土石坝的地基处理

重力坝、拱坝、土石坝的地基处理梁亚杰(西藏大学农牧学院水利水电本科班10级)【摘要】在水利工程中地基的处理相当重要,只有处理好地基,才能使大坝安全稳定,因此采取正确的处理措施确保建筑物安全,是水利工程中的重中之重。
【关键词】重力坝;拱坝;土石坝;地基;处理措施第一部分:重力坝地基处理措施重力坝承受较大的荷载,对地基要求较高。
然而天然地基经受长期地质构造运动及外界因素的作用,多少存在着风化、节理、裂隙、破碎带等缺陷,在不同程度上破坏了基岩的整体性,降低了基岩的强度和抗渗能力。
因此,必须对地基进行处理,以满足重力坝对地基的要求。
断层破碎带和软弱夹层等地质缺陷的处理措施1.1混凝土塞沿断层破碎带开挖出一定深度的倒梯形槽,将其中软弱构造岩及两侧破碎岩体清除,然后回填混凝土,其作用是使坝体荷载经混凝土塞传到两岸新鲜完整基岩上。
对顺河向的软弱带,除坝基内作混凝土塞子外,并应向上下游伸出坝外,以改善坝基承载能力。
1.2混凝土拱(或梁)、混凝土垫层对于很宽的断层破碎带,采用混凝土拱的处理型式,将坝体应力传送到两侧的完整岩体上,避免断层破碎带产生过大的压缩变形。
也可以采用混凝土梁的处理型式。
当大小断层密集交错,软弱破碎岩体的范围较大时,为改善坝基应力条件,可浇筑混凝土、钢筋混凝土垫层。
1.3大直径钢筋混凝土桩在坝基范围内用若干口径钻孔穿过缓倾角软弱夹层(带),进入完整岩体中,孔内放置钢筋并浇筑混凝土,形成钢筋混凝土桩。
坝工实践表明,钢筋混凝土桩可以把软弱夹层上下部岩体联成整体,并将应力传至深部岩体,具有抗滑和减少坝体水平变形作用。
1.4混凝土深齿墙在坝基中用深挖齿墙截断缓倾角软弱夹层,使齿墙嵌入软弱夹层下部的完整岩体一定深度,依靠嵌入部分混凝土齿墙的嵌固力,软弱夹层的摩擦力和下游抗力体三者联合作用,来满足坝基深层抗滑稳定要求。
这是一种处理软弱夹层的有效型式。
对于缓倾下游的软弱夹层,需要利用下游岩体作为抗力时,应详细查明下游抗力体的地质条件,必要时,可对下游抗力体采用固结灌浆,设置钢筋混凝土桩、压重等加固措施,以提高下游抗力体的岩体完整性和承载能力,减少坝基变形。
拱坝的地基处理要求

拱坝的地基处理要求
拱坝的地基处理和岩基上的重力坝基本相同,只是要求更加严格,对两岸坝肩的处理尤为重要。
坝基开挖:高坝一般应开挖至新鲜或微风化的下部基岩、中坝应尽量开挖至微风化或弱风化的中、下部基岩。
整个坝基利用岩面的纵坡应平顺而无突变,拱端开挖应注意本章第三节所述的拱端布置原则。
河床覆盖层原则上应全部挖除,如有困难,应在结构上采取措施。
例如贵州猫跳河窄巷口拱坝,高39.5m,因河床覆盖层较厚,采用双拱坝体型,以基础拱桥跨过覆盖层,并用两排混凝土防渗墙作为覆盖层防渗。
固结灌浆和接触灌浆:拱坝坝基一般都要进行全面的固结灌浆,以增加基岩的整体性。
对于节理、裂隙发育的坝基,尚需扩大固结灌浆范围。
对于坡度大于50o~60o的陡壁面,上游坝基接触面以及基岩中开挖的所有槽、井、洞等回填混凝土的顶部,尚应进行接触灌浆,以提高接触面上的抗剪强度和抗压强度,防止沿接触面渗漏。
帷幕灌浆:帷幕线一般布置在压应力区,并尽可能靠近上游面。
帷幕灌浆可利用坝体内的廊道进行;当坝体较薄或未设廊道时,可在上游坝脚处进行(图3.25,b)当有坝头绕渗,将影响拱座岩体稳定,或将引起库水的水量损失时,防渗帷幕还应深入两岸山坡内,与重力坝的情况类似,但要求应更严格
坝基排水:在防渗帷幕后应设置坝基排水孔和排水廊道。
高坝以及两岸地形较陡、地质条件复杂的中坝,宜在两岸设。
拱坝坝基及基础处理洞室开挖施工技术要求

黄河拉西瓦水电站施工技术要求LXW B01A-2004双曲拱坝坝基及洞室开挖施工技术要求(第A版)西北勘测设计研究院编制二○○四年一月批准:核定: 陈永福审查: 陈永福 蔡云鹏校核: 李蒲建编写: 蒋锁红目 录1 总则 12 开挖施工 42.1 测量及放样 42.2 边坡、坝基及断层槽开挖 42.3 地下洞室开挖 63 钻孔爆破要求 73.1 爆破器材测试、监测及爆破试验 73.2 预裂爆破和光面爆破 83.3 梯段爆破、掏槽、拉槽爆破及电爆网络 10 3.4 保护层及槽塞爆破 113.5 爆破及影响限制 124 安全、锚固及支护 154.1 地质编录及安全预报 154.2 边坡安全及锚固 154.3 地下工程安全支护 175 建基面技术标准 185.1 明挖建基面标准 185.2 洞挖围岩面标准 196 施工验收 216.1 组织机构 216.2 工序验收检查 216.3 单位工程验收 22拉西瓦水电站双曲拱坝坝基及基础处理洞室开挖施工技术要求(第A版)1 总 则1.0.1 本技术要求适用于拉西瓦水电站坝基及上下游边坡、基础处理洞室等的开挖施工。
1.0.2 本要求配合施工详图、地质平、剖面图、设计通知等文件使用,并应遵守招标文件有关规定。
1.0.3 承包人、监理人、设计人,均应以本要求为准进行施工质量控制及验收工作。
承包人应对参加该项目的施工人员进行技术培训。
1.0.4 坝基开挖前,在监理人的主持下,由设计人向承包人进行技术交底。
1.0.5 在任一单项工程开工前,承包商必须按招标文件或试验任务书要求的规定及时进行相应项目的生产性试验,并将试验成果报监理人和设计单位,经监理人批准后,方可用于大规模施工。
1.0.6 任一单项工程开工前,承包商应按招标文件规定根据设计图纸及有关文件、规范的要求作出详细的施工组织设计,经监理人批准后方可实施。
1.0.7 在施工前或施工过程中,根据发包人对设计图纸的审查意见,或现场生产性试验和其他单项试验成果,或在施工过程中所获得的施工地质和监测资料与原设计之间有较大或明显变化时,设计单位有可能对原设计(包括施工方法、工程量、技术要求等)作一定的修改和调整。
水工建筑物-拱坝(第四章)资料
温升对坝肩稳定不利
c.坝体内温度变化规律
(1)均匀温度变化tm—引起坝体均匀伸长或缩 短
(2)沿坝厚温度梯度变化td—引起挠曲 (3)非线性变化tn—引起表面变形(裂纹) d.温度荷载的计算
(1 )t 平 板 热2 传2 t 导
T 2
c
边界条件:
X=0时 t'' A2cos()
▪ P=Pa+Pc
三、工作特点
▪ 1.稳定性特点 ▪ 2.应力特点 ▪ 3.拱梁作用的自行调整
• ①拱梁系统的调整 • ②拱圈自身调整为二次拱 ▪ 举例:意大利瓦依昂拱坝失事 ▪ 4.抗震性能好 ▪ 5.温度荷载是主要载之一 ▪ 6.地基变形对坝体应力影响大
7.坝身可以泄洪
四、拱坝对地形地质的要求
X=T时 t' A1cos
t
2
2t T 2
c
t m
1 2
A 1 cos
( 1 ) A 2 cos
( 1 )
t d 2 A 1 cos ( 2 ) A 2 COS ( 2 )
1 1
1
1
4
2 ( ch cos )
ch cos
第三节 拱坝的荷载
一、设计荷载及其特点
水平方向(径向)的荷载:静水压力
泥沙压力
冰压力
垂直方向的荷载:
浪压力 地震荷载 自重
顺河向 垂直河向
水重
扬压力
浮托力
温度荷载:
地基变形
拱坝荷载的特点:
1.自重由谁承担?------与封拱时间的有关 由梁承担 封拱—拱坝是分块浇筑的,为了使其发 拱梁共同承担
挥拱的作用,用灌浆的方式将各 浇筑块连接起来的工程措施。 2.扬压力—由梁承担,扬压力的影响较小,约
水工建筑物 第3章 拱坝
不断完善形成双曲拱坝。
◎三、常用拱坝体形及平面布置形式
双曲拱坝——V形河谷中的优越坝型:
悬臂梁剖面在距坝底1/5-1/3坝高处凸向上游,与拱坝 最大应力产生在1/3-1/2坝高处吻合
梁上部曲线形式俯向下游,减小岸边坝段向上游倒悬 度
心轨迹 在开挖后的基岩等高线图上,逐层布置各层拱圈并调整
直至坝面、坝体与基岩连接线光滑连续为止 影响拱坝布置的重要因素——水平拱圈中心角、拱圈形
式
φA
ΦA
◎一、拱坝水平拱圈中心角2φA——与拱坝σ、坝肩稳定、造价有关
• 1、中心角2φA与拱坝应力σ、坝体厚度T关系
在拱坝任一高程处取1m高水平拱圈,厚T,上游面
◎ 高等学校 水利水电工程 专业
• 第一章 绪论 • 第二章 重力坝 • 第三章 拱坝 • 第四章 支墩坝 • 第五章 土石坝 • 笫六章 河岸溢洪道 • 笫七章 水工隧洞和坝下埋管 • 第八章 水闸 • 第九章 闸门与启闭机 • 第十章 过坝建筑物 • 第十一章 取水枢纽
第三章 拱坝
.
◎.
• §1 概述 • §2拱坝布置 • §3拱坝应力分析 • §4拱坝坝肩稳定分析 • §5拱坝坝身泄流 • §6拱坝的材料与构造 • §7拱坝地基处理 • §8浆砌石拱坝
承受均匀径向水压力p,拱圈内平均应力σ
◎一、拱坝水平拱圈中心角2φA——与拱坝σ、坝肩稳定、造价有关
将拱圈视为承受外压的薄壁圆筒中的一部分, 由“圆筒公式”得到:
T pRu
Ru
R
T 2
l
sin A
T 2
T
2lp
(2 p) sinA
大坝工程施工工序
大坝工程施工工序大坝工程施工是一项复杂而精密的工程,其施工工序涉及到多个环节,严格的施工流程和规范的操作是保障工程质量和安全的重要保障。
下面将详细介绍大坝工程施工的工序。
一、前期准备工作1.设计准备:在正式开始施工前,需要进行设计准备工作。
这包括对大坝的设计方案进行评估、选择合适的建筑材料、确定施工机械设备等。
2.场地准备:在选定施工地点后,需要对场地进行准备工作。
这包括场地的平整、清理、开挖、测量等工作。
3.物资准备:在施工前,需要准备好所需的各类物资和设备,确保施工过程中能够顺利进行。
二、基础工程1.坝基处理:在进行坝基处理前,需要进行场地勘测和地质勘查,确认地质情况。
坝基处理是大坝工程中最关键的工序之一,关系到工程的安全稳定。
2.基础浇筑:在坝基处理完毕后,可以开始进行基础浇筑工作。
这包括混凝土搅拌、运输、浇筑等工序。
三、主体工程施工1.坝墙施工:坝墙施工是大坝工程的核心工序之一。
这包括建立坝墙模板、浇筑混凝土、固化、拆模等环节。
2.边坡处理:对大坝的边坡进行处理是保障大坝稳定的关键。
这包括边坡清理、坡面处理、防护措施等。
3.辅助设施建设:大坝工程还需要建设多个辅助设施,如泄洪道、溢流坝、导流设施等。
这些设施起到重要的安全保障作用。
四、结构验收和收尾工作1.结构验收:在大坝主体工程完成后,需要进行结构验收。
这包括对大坝各项结构的质量和安全进行检查和评估。
2.相关设备安装:大坝工程还需要安装一些相关设备,如监测设备、警示系统等,以确保大坝的稳定性和安全性。
3.收尾工作:一切工程结束后,需要进行收尾工作。
这包括清理工地、整理设备、归档资料等。
通过以上工序,可以确保大坝工程的施工质量和安全。
大坝工程施工需要高度的技术和管理水平,只有严格按照规范进行施工,才能保证工程的顺利进行和成功完工。
小坝田水库拱坝坝基处理措施
两岸坡考虑拱端应力和拱端矩作用,通过材料力学计算公式,把弯矩转化为作用在垫层上的正应力和切向力。
根据ADAO计算结果,考虑右坝肩1485m高程以下及左坝肩1479m高程以下应力,正常蓄水位+温降和校核水位+温升两种工况,在两种工况下,坝基应力处理前和处理后计算结果见表3和表4。
1工程概述
小坝田水库位于贵州省六枝特区梭戛乡的沙子河一级支流小坝田河上,沙子河属于长江流域乌江水系三岔河一级支流,坝址位于梭戛乡小坝田组苏家寨北面的峡谷出口处。坝址以上干流河段长约3.16km,河床平均比降为8.43%,回水长约0.45km;控制流域面积4.8km2;工程主要任务是果树、秋冬蔬菜、玉米、油菜灌溉,兼向六枝特区梭戛乡及附近村寨Байду номын сангаас水,设计灌溉面积7000亩,并向梭戛乡每年提供56.2万m3的生活用水。
计算成果表明,拟定的体型,在各种荷载组合下,应力状态良好,坝体位移分布均匀合理,满足规范要求。
4坝基处理措施分析
由于拱坝大坝河床段坝基、左岸坡上游侧1473m高程至下游侧1470m高程以下及右岸坡上游侧1485m高程至下游侧1474m高程以下开挖后均为T1y2弱风化中下部泥岩,承载力仅为0.8 ~1.0MPa,无法满足坝基承载力要求,所以需要进行处理。由于坝基泥岩厚度大,无法完全置换,所以考虑采用扩大坝基垫层的处理方案。同时,对坝基进行全断面固结灌浆,以提高坝基承载力。
应力合力计算结果见表5和表6。
由表5可以看出,在正常水位工况时,坝基压应力为2.48MPa,超过基础允许承载力[σ]=1MPa的要求。在校核水位工况时,坝基压应力为2.60MPa,超过基础允许承载力[σ]=1MPa的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
坝基防渗、排水处理措施
(一)帷幕灌浆 拱坝防渗帷幕灌浆的作用: ①减小两岸坝肩和河床坝基的渗透力,特别是前者的渗透力, 提高坝肩和坝基的稳定性; ②防止基岩内发生机械或化学管涌,特别是在断层,软弱岩 层和岩溶多的地基中; ③降低坝肩地下水位,使坝肩岩体尽量处于相对干燥状态, 防止软化,这对砂岩、粘土岩等软岩地区的拱坝比较重要; ④减少水量损失,这对岩溶地区的拱坝比较重要,有时很重 要。
(三)建基面的形状
坝体与基岩的接触面应具有适宜的形状,坝基开挖有条件的宜 争取做到两岸对称,断面内应防止突变和不连续,避免坝体产 生应力集中和不均匀变形。
两岸拱座的开挖型式,一般要求开挖成径向,这样拱座的受 力特性好,拱座的稳定性高,但有时开挖的工程量很大。我 国目前较多采用半径向拱座,以减少上游面开挖,在拱坝建 设的时间中,我国拱坝建设工程技术人员,根据河谷实际地 形情况,出现了拱座开挖的多种形状。
(1)较浅较近处有不透水层,可将防渗帷幕接至该层,这样形成 的帷幕是封闭式帷幕。
(2)没有不透水层,只有相对不透水层,帷幕可与之相接,其效 果与前述情况相差无几,基本上仍属封闭状态,或可称为准封闭 式帷幕。
灌浆材料一般多采用水泥浆液。水泥浆液可有效提高岩体 变形模量,对提高岩体抗剪强度效果不大。采用化学浆液, 效果很好,但其费用昂贵,有的还有毒性并污染环境。
固结灌浆的压力,必须根据地质条件、浆液浓度、混凝土盖 重等因素合理确定,不应掀动岩石,恶化原有地质条件为限。 一般情况为0.2~4MPa,有混凝土盖重时,可取0.3~0.7MPa。
深孔固结灌浆主要是加固深部基岩的断层破碎带或软弱夹层, 孔深可达15~30m,或更深。布孔较集中,灌浆压力较高。有 时采用化学浆液进行断层的固结灌浆,效果良好。
固结灌浆孔的孔距、排距,应根据岩体的裂隙发育情况并 参照灌浆试验来确定。根据国内拱坝资料分析,孔距、排 距大部分采用3m~4m。 灌浆孔方向一般应与主要裂隙有较大的交角,以便提高灌 浆效果。
(二)建基面设计和施工中应当重视的几个问题
(1)岩体质量分级与合理选取力学参数 在岩体质量分级的基础上,通过深入研究各级岩体的物理 力学特性,能合理选择物理力学参数为工程岩体稳定分析 提供可靠依据。
(2)弱风化岩体的可利用问题 谷坡浅层总是存在着一定厚度的弱风化岩带,应从岩质条件、岩 体结构、赋存环境和风化裂面中的物质充填情况等,对弱风化岩 体的基本特征进行认真的分析研究,并需进行大量而细致的工程 岩体稳定性分析,以期对弱风化岩体的可利用问题作出客观评价。
半径向开 挖
全径向开挖
增强坝基岩体的完整性和整体强度的措施
(一)固结灌浆 固结灌浆的范围和孔深主要是根据基岩的裂隙情况、受力条 件、对坝基和拱座的变形控制和稳定要求来确定。
(1)钻孔分类
浅孔固结灌浆是以加固基岩表层为主,布孔均匀且范围较大, 孔深一般为5~lOm,少数达15~20m。采用的灌浆压力较低, 目的是增加表层岩体的完整性。
(6)高地应力区建基岩体的选择
建基面的选取应从坝基岩体的初始地应力场、大坝基坑开挖后 的二次应力场以及工程荷载(大坝蓄水正常运用、超载或强度 储备)引起的附加应力场的历史全过程中进行全面系统的研究。
既要满足坝基开挖时岩体稳定和坝肩岩体抗滑稳定要求,又能 减小高地应力危害为原则。根据工程实践,建基面的选取原则 上应充分利用应力过渡区,部分利用应力释放区,尽可能不扰 动应力集中区。
(3)建基岩体的稳定性问题
施工期坝基开挖时的岩体稳定性和运行期的坝肩岩体抗滑稳定 性均是决定坝基开挖深度的重要条件。影响基岩稳定性的因素 很多,如:可能的滑裂面、各种岩体的力学参数、渗透水压力 等,但这些因素均带有一定程度的不确定性,应进行仔细研究: 此外,还应艰据不同的岩体结构,不同的力学介质,采用不同 的力学模型和破坏判据进行多种手段的对比分析研究。
(5)建基面岩体的强度问题 坝踵区基岩处于拉剪应力状态,又是应力集中区;坝趾区基岩 处于压剪应力状态。对有微裂隙等缺陷的损伤材料,若采用线 弹性材料的力学模型进行分析,所得成果与实际情况相去甚远, 应当采用损伤类材料的断裂损伤模型,计入扬压力,研究其破 坏机理。应当允许坝踵应力集中部位存在局部拉裂区,但拉裂 区范围应有所控制,其控制原则是:在正常荷载组合情况下, 微裂纹贯通区的范围不得超过帷幕,保证帷幕不断裂失效。在 超载情况下,坝趾区岩体的主压应力应小于基岩裂隙起裂贯通 状态应力,对于混凝土应小于混凝土的允许抗压强度。
坝基处理的目的
改善岩体的性质,措施应因地制宜、扬长避短,不能强 求统一的模式,它主要包括以下几个方面的内容: ①提高坝基岩体的完整性,改善岩体的变形性能; ②提高岩体的强度和稳定性; ③减少岩体渗透性。
拱坝建基面
(一)建基面的标准
以岩体的风化标准为依据,标准如下:
高坝宜开挖至新鲜或微风化的基岩;
中坝应尽量开挖至微风化或弱风化中、下部的岩体。 目的都是要求建基面岩体的力学强度能满足抗滑稳定性和不超 过允许变形 目前国内外在确定建基面时,已不过分强调利用岩体固有力 学强度来满足坝的稳定和变形,而是要求坝基岩体在进行加 固处理后,要综合考虑岩体的力学强度及其地基处理措施的 效果,并经强度和稳定性的核算。在确定建基面时,要在保 证大坝安全运行的前提下,尽可能减少开挖,缩短工பைடு நூலகம்,节 约投资,这是一项必须遵守的基本设计准则。
固结灌浆 帷幕灌浆
二滩工程除开了常规 灌浆外,还采用了特 殊固结灌浆。特殊固 结灌浆适用于弱风化 岩体等软弱岩体,采 用普通水泥和超细水 泥分序灌浆方式,灌 浆压力按“双限压力 控制法”确定。坝基 其余部位采用常规固 结灌浆。
(二)接触灌浆
为提高坝基接触面上的抗剪强度和抗压强度,并防止沿基础接触 面渗漏,对两岸坝肩需进行接触灌浆。预埋的灌浆系统类似于接 缝灌浆,即在基岩表面钻孔进行,灌浆压力为0.5~1.0MPa,按 10~15m高度设一接触灌浆区。