土木工程大坝论文集
土木工程坝纸1工程概况
白水河水库位于白索河一级支流源头。白水河水库建于1977，由原县水电局设计，当地群众组织承建。根据《黔南州小型水库数据库》记载的数据，水库坝址以上汇水面积1.7km2，最大坝高12m，总库容50×104m3。工程任务主要为农田灌溉，防洪作用较小(ⅱ经调查，水库所在区域岩溶发育，库尾有两个大型溶洞出露。结合地表和地下流域，本次复核后，水库坝址以上汇水面积2.3km2，主河道长度3.17km，加权平均比降34.82‰。
2大坝现状质量评价
2.1坝基质量评定
根据坝区地质调查，坝区地层为下二叠统栖霞组一段应时砂岩(P1q1)，夹黑色页岩和薄层灰岩。坝址区岩层产状:281 ∠ 9，向下游右岸倾斜，为横向河谷。坝区岩石为应时砂岩、黑色页岩夹薄层灰岩，溢洪道下游及坝脚有基岩出露，为灰黄色应时砂岩、黑色页岩夹薄层灰岩。坝址区基岩工程地质条件无重大缺陷。主要工程地质问题是差异风化引起的地基不均匀性。由于本工程施工时间较早，在当时的历史背景下，施工开挖过程中可能未能彻底清理边坡堆积物和全风化岩石，对可能渗漏的夹层、风化带、节理裂隙密集带等薄弱部位可能未进行适当的超挖和回填，导致接触不良，形成渗漏通道；坝基灌浆无防渗处理，使坝基和坝肩出现渗漏。根据现场调查和对当地居民的采访，左坝肩岸坡和坝脚棱柱体下有明显的水毁区域；右坝肩有明显的渗漏通道，渗漏量约为5 ~ 10L/s..
2.2大坝工程质量评价
大坝为土坝，最大坝高12m，坝顶长132m，坝顶宽7.5m，坝底宽66.22m，坝顶高程1293.8m，坝底高程1281.8m..上游坝面坡度为1∶2.38，下游坝面坡度为1∶2.5。上游坝面采用干块石保护，下游坝面采用草皮保护。资料显示，白水河水库于1977年6月竣工。通过现场调查和走访，工程运行以来，存在坝基和肩部渗漏问题。推测由于大坝修建较早，受当时经济技术条件限制，坝基清理不彻底，坝基(肩)未进行防渗处理。大坝材料主要是黄色粘土，混有风化砾石。大坝填筑材料就地取材，为附近山坡上的石灰岩、砂页岩风化粘土混砾石，填筑质量较差。根据对大坝填筑土的实地调查，大坝填筑土的粗颗粒含量约为50%，粗粒径在0.2 ~ 10cm之间，粒径变化较大，土质较差。筑坝时施工机械匮乏，工程技术力量不足，碾压质量差，大坝填筑土质量达不到要求。根据填土质量，估算坝体渗透系数在7.5×10-4 ~ 8.5×10-4cm/s之间，大于1× 10-4 cm/s
3大坝加固设计
3.1大坝渗漏处理
长顺县白水河水库工程运行以来，一直存在坝基和坝肩渗漏问题。推测由于施工时间较早，受当时经济技术条件限制，坝基清理不彻底，坝基(坝肩)未进行防渗处理，施工质量较差。鉴于上述情况，本工程坝体防渗处理采用上游坝面铺设土工膜结合帷幕灌浆处理；对于右坝肩接触带的渗漏通道，拆除原砌石挡土墙，先用埋石混凝土填筑渗漏通道，再结合坝体和坝基的防渗处理，采用土工膜铺设和帷幕灌浆进行防渗处理。
3.2防波堤墙的设计
3.2.1坝顶高程复核
根据安全评价结论，可以看出在大坝现状条件下，溢洪道泄流能力和大坝抗洪能力均不能满足规范要求。本次设计对溢流堰进行改造，溢洪道加宽后，溢洪道泄流能力满足规范要求。水库现有坝顶高程为1293.80米，高于水库最高静水位。考虑相应的安全超高值后，水库设计洪水位为1294.50m，校核洪水位为1294.43m，均高于现状坝顶高程，坝顶不满足超高要求。
3.2.2防浪墙设计
原坝顶高程为1293.80m，坝顶无防波堤。根据复核结果，正常工况下防波堤堤顶高程应为1294.50m，复核工况下为1294.43m。在这次加固设计中，在坝顶修建了一道新的防浪墙。防浪墙高80cm，宽60cm，浇筑C15混凝土，兼作坝顶土工膜加筋墙。
3.3上游坝面护坡设计
3.3.1铺设
首先对上游坝坡进行整形，清除现有干块石，开挖表层浮土，然后按照拟定的防渗结构铺设复合土工膜。防渗结构由复合土工膜、保护层和护坡组成。为保证滤排水系统始终正常工作，复合土工膜的表面保护和固定采取以下措施:为防止复合土工膜被刺破，在复合土工膜下面铺10cm厚的细砂，整平后再铺复合土工膜，然后铺10cm厚的细砂，再用8cm厚的六边形土工膜。为了防止土工膜滑动，在坝面上设置了键槽。将复合土工膜埋入坝顶混凝土中；在坡脚，为了防止土工膜开裂，将复合土工膜延长折回制成压枕，埋入牙墙混凝土中。选用的复合土工膜是两块布一片膜。复合土工膜规格的选择与下垫层的平整度、材料的容许拉应力、材料的弹性模量、铺设范围内的最大水头和覆盖层的最大粒径有关。土工膜厚度设计除了主要考虑水压所要求的强度外，还应考虑曝晒、埋压、气候、使用寿命等使用条件，设计厚度和实际厚度应根据国家相关标准确定。复合土工膜的铺设是本工程施工的关键，土工膜的质量和性能关系到防渗效果。进场的复合土工膜必须有生产厂家提供的合格证、性能和特性指标及使用说明书。复合土工膜进场后，随机抽取复合土工膜并委托相关单位对其性能指标进行复试，复试结果全部合格后方可施工。
防渗墙的设计
截水墙采用C15混凝土，设计为矩形结构。截流墙分为河床部分和岸坡部分。河床段截水墙宽度为2m，最小高度不小于2.5m，具体高度根据实际地形地质条件确定。截水墙底部必须深入基岩不少于0.5m。在基岩较深的不良地质段，截水墙的底部也必须位于沉积土壤上。
3.4坝区右岸接触带渗漏通道处理
针对坝区右坝肩接触带存在渗漏通道的问题，拆除原圬工挡土墙，先用埋石混凝土填筑渗漏通道，再结合坝体和坝基防渗处理，采用土工膜铺设和帷幕灌浆进行防渗处理。埋石混凝土的埋石率为15%。施工时应先铺一层混凝土，然后振捣密实，直至石块沉入混凝土中。浇筑混凝土前不允许放石块。埋石块的尺寸不应大于混凝土块最小尺寸的1/3，且应坚硬、新鲜、无风化、无裂缝，饱和抗压强度大于200kg/cm2并清洁。
3.5下游坝面护坡设计
白水河水库下游坝坡比为1∶2.5，坝坡采用草皮护坡，局部坍塌，杂草丛生，坝面排水沟堵塞严重，对下游坝面监测影响较大。在本次加固设计中，对下游坝坡的坡面进行修整，以培育草皮；应对斜坡排水沟进行疏浚，并在下游坝趾设置断面尺寸为1.0×1.5m(宽×高)的干砌石护脚。
4结论
针对坝体和坝基渗漏问题，坝面防渗采用土工膜，坝基和坝肩防渗采用帷幕灌浆。针对坝区右坝肩接触带存在渗漏通道的问题，拆除原有浆砌石挡土墙，先用埋石混凝土填补渗漏通道，再结合坝体和坝基的防渗处理，采用土工膜铺设和帷幕灌浆进行防渗处理；针对上游坝面局部干块石脱落坍塌的情况，拆除干块石护坡，采用六边形预制混凝土块护坡；鉴于下游边坡局部坍塌，对下游坝面进行修整，并在坝脚修筑干块石进行护脚和培育草皮。
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