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淺談復(fù)合土工膜在哈日朝魯水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用論文

時(shí)間: 謝樺657 分享

  復(fù)合土工膜是用土工織物與土工膜復(fù)合而成的不透水材料,它主要用于防滲,廣泛應(yīng)用于渠道防滲工程。近年來(lái),土工合成材料在土木工程,尤其是在防洪搶險(xiǎn)工程中的大量應(yīng)用及其成效,引起了廣大工程技術(shù)人員的高度重視。對(duì)于土工合成材料的應(yīng)用技術(shù),國(guó)家從防滲、反濾、排水、加筋、防護(hù)等方面,提出了規(guī)范性技術(shù)要求,大大加快了新材料的推廣應(yīng)用步伐。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準(zhǔn)備的:淺談復(fù)合土工膜在哈日朝魯水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考,歡迎閱讀!

  淺談復(fù)合土工膜在哈日朝魯水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用全文如下:

  復(fù)合土工膜是水庫(kù)大壩工程中一種新型防滲建筑材料,其具有質(zhì)量輕、性價(jià)比較高、施工便捷、抗老化性強(qiáng)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn),近二十年來(lái)在我國(guó)水利工程中得到廣泛應(yīng)用,并取得較好的防滲加固效果和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

  1 工程概況

  哈日朝魯水庫(kù)在內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗扎嘎斯臺(tái)鎮(zhèn)境內(nèi),壩址位于烏力吉木倫河左側(cè)的一級(jí)支流黑木倫河下游,距旗政府天山鎮(zhèn)約70km。

  哈日朝魯水庫(kù)是一座以灌溉為主,兼顧生態(tài)、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的中型水庫(kù)。該水庫(kù)工程等別為Ⅲ等,主要建筑物級(jí)別為3 級(jí),次要建筑物級(jí)別為4 級(jí)。蓄水工程正常運(yùn)用洪水重現(xiàn)期20 年;非常運(yùn)用洪水重現(xiàn)期100 年,地震設(shè)防烈度為Ⅵ度。

  2 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案的選擇

  由于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及牲畜的踩踏,壩體風(fēng)蝕、浪淘嚴(yán)重,受當(dāng)時(shí)建設(shè)環(huán)境及客觀條件限制,壩前庫(kù)底沒(méi)有鋪蓋防滲,施工中未對(duì)水庫(kù)壩基進(jìn)行防滲處理,壩體夯填不密實(shí),壩后也未做排水體,防滲效果較差,本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)為清除剩余壩體,在原址重建水庫(kù)大壩、新修迎水面壩坡、背水面壩坡以及排水體。即本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)水庫(kù)大壩為細(xì)砂均質(zhì)壩,采用設(shè)計(jì)壩頂高程犖305.60m,并保持原壩軸線不變,壩頂軸線長(zhǎng)為1650m,最大壩高8.6m,壩頂寬為6.0m,迎水面邊坡為1:3.0,采用15cm 厚現(xiàn)澆砼的護(hù)坡形式,下鋪設(shè)15cm 厚砂礫墊層,下再鋪設(shè)500g/m2 復(fù)合土工膜(兩布一膜);下游邊坡為1:3,采用30cm 碎石護(hù)坡形式;上游壩腳采用70cm×100cm 的漿砌石護(hù)腳。

  大壩筑壩土料巖性為細(xì)砂,天然含水量12.3%,比重2.65,干密度1.63g/cm3,滲透系數(shù)5.3×10-3cm/s,壩體呈中密-密實(shí)狀態(tài),屬中等透水,壩體存在滲漏。除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)方案如下。

  第一方案:壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜),下游設(shè)貼坡排水。

  第二方案:壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜),壩基布置成垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜(700g/m2 兩布一膜),擬設(shè)計(jì)垂直防滲插入透水層深度為8m,下游設(shè)貼坡排水。

  第三方案:壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜),壩基采用0.6m 厚的水泥攪拌樁,擬設(shè)計(jì)垂直防滲插入透水層深度為8m,下游設(shè)貼坡排水。

  技術(shù)上比較,目前土工膜廣泛用于防滲工程,不但用于壩體防滲,而且壩基用此做防滲效果也比較好,從理論到實(shí)踐都是可行的。經(jīng)濟(jì)上,土工膜工程造價(jià)相對(duì)較低,第三方案比第二方案在經(jīng)濟(jì)上可節(jié)約投資120 萬(wàn)元,所以本次設(shè)計(jì)不采取第三方案。

  第一方案沒(méi)有垂直防滲,滲透穩(wěn)定計(jì)算出最大出逸比降0.375>0.35(允許水力比降),滲透出口段不穩(wěn)定。所以本次設(shè)計(jì)不采取第一方案。

  根據(jù)滲流穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果,本次防滲設(shè)計(jì)選擇第二方案。即壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜),壩基布置成垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜(700g/m2 兩布一膜),擬設(shè)計(jì)垂直防滲插入透水層深度為8m,下游設(shè)貼坡排水。

  3 復(fù)合土工膜的選擇

  本次設(shè)計(jì)復(fù)合土工膜的選擇,按《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50290-98 的規(guī)定,本工程主壩壩體防滲,上游壩坡選用鋪設(shè)500g/m2 二布一膜的復(fù)合土工膜(膜厚0.35mm),為保護(hù)土工膜設(shè)河沙墊層15cm,然后再進(jìn)行壩坡現(xiàn)澆砼護(hù)坡。壩基采用700g/m2 二布一膜的復(fù)合土工膜防滲,膜厚0.5mm。在主壩迎水面坡腳處,用開(kāi)槽機(jī)開(kāi)槽、重泥漿護(hù)壁,防滲長(zhǎng)度1652m,壩基防滲最大處理深度為8m。

  3.1 滲透變形判別

  根據(jù)地勘報(bào)告,壩體細(xì)砂的不均勻系數(shù)小于5,土的滲透變形類型為流土型,土的臨界水力比降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n),經(jīng)計(jì)算細(xì)砂的臨界水力比降為1.01,安全系數(shù)取2.0,則細(xì)砂層允許水力比降值為0.51,根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn),建議壩體細(xì)砂允許水力比降值為0.2,壩坡逸出點(diǎn)允許比降為0.35。中砂的不均勻系數(shù)小于5,土的滲透變形類型為流土型,土的臨界水力比降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n),經(jīng)計(jì)算中砂的臨界水力比降為1.02,安全系數(shù)取2.0,則中砂層允許水力比降值為0.51,根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn),建議壩基中砂允許水力比降值為0.13,逸出點(diǎn)允許比降為0.32。

  本次壩體做防滲后計(jì)算得平均滲透比降為0.1,小于允許水力比降,說(shuō)明壩體及壩基內(nèi)部滲透穩(wěn)定。壩坡最大出逸比降為0.262<0.35,壩基水平段最大出逸比降為0.197<0.32,說(shuō)明壩體及壩基出口段滲透穩(wěn)定。

  3.2 抗滑穩(wěn)定計(jì)算

  本次設(shè)計(jì)壩體邊坡穩(wěn)定計(jì)算采用河海大學(xué)力學(xué)研究所開(kāi)發(fā)的AUTOBANK V6.1 進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算原理采用有限元理論,模型為有部分截水墻的斜墻土壩有貼坡排水情況的計(jì)算。采用碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范,分別考慮了穩(wěn)定滲流期,施工期,水位降落期三種情況。采用瑞典圓弧法,計(jì)算方法采用簡(jiǎn)化畢肖普法,自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面,求得最小安全系數(shù)。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001),水庫(kù)大壩屬3 級(jí),抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)正常運(yùn)用條件k 允=1.3,非常運(yùn)用條件Ⅰk 允=1.20,由成果知主壩上、下游各個(gè)工況的穩(wěn)定安全系數(shù)均在允許范圍內(nèi),壩體邊坡穩(wěn)定。

  4 結(jié)束語(yǔ)

  通過(guò)多方案經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較,結(jié)合本工程的壩體材料與施工條件等實(shí)際情況和類似工程的處理經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)選定采用復(fù)合土工膜處理土壩滲漏的除險(xiǎn)加固方案。這對(duì)于中小型病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和很好的推廣使用價(jià)值。

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