混凝土坝毕业设计(9)

兰州交通大学毕业设计(论文)

表11 分区结果

区号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 强度指标 C15 C15 C20 C20 C15 C25 抗渗标号 S4 S6 S8 S6 S4 S2 抗冻标号 D100 D150 D50 D50 D50 D100 低温 DW DW

图（9）坝体混凝土分区图

三 坝顶结构 （一） 挡水坝

由前面的计算可知，坝顶高程为228m，坝顶宽为9m，0.5m厚的防浪墙，采用砼结构，在坝体伸缩缝处，防浪墙也做伸缩缝，并设止水。

因坝顶不做主要交通用，故只在两侧设1.4m宽的人行道，人行道高出路面20cm，在下游侧设栏杆和灯柱，用于安全和照明。坝顶路面设2％的横向坡度，以利于排水，上游侧设排水管道通到水库，排水管出口安装盖子。

（二） 溢流坝

溢流坝的坝顶由闸墩、工作桥、交通桥等组成。工作桥和交通桥应尽量结合使用，工作桥的高度要满足工作闸门和检修闸门启闭的需要。由于平面闸门一般用门架式启闭

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机操作，可将闸门提出桥面。则工作桥可与非溢流坝顶平齐。工作桥和交通桥宜采用预制装配式钢筋砼结构。桥梁下应有足够的空间，以便闸门启闭。

四 坝体廊道系统

为了满足灌浆、排水、观测、检查和交通等的要求，需要在坝体内设置各种不同用途的廊道，这些廊道相互连通，构成廊道系统。

本工程的砼坝属于较高的坝，沿坝高每隔20m设置一层。底层廊道应尽可能靠近基础，以便兼作帷幕灌浆和排水及检查之用。

（一） 坝基灌浆廊道

帷幕灌浆需要在坝体浇筑到一定高度后进行，以便利用砼压重提高灌浆压力，保证灌浆质量。为此，需在坝踵附近设置灌浆廊道，以便降低渗透压力。

坝基灌浆廊道断面采用城门洞形，宽度和高度应能满足灌浆作业的要求，本工程廊道底宽为2.5m，高3.0m。灌浆廊道距上游坝面的距离可取为0.05～0.1倍作用水头、且不小于4～5m，这里取5米。廊道底面距基岩面不宜小于1.5倍廊道宽度，以防廊道底板被灌浆压力掀动开裂，。廊道底面上游侧设排水沟，下游侧设排水孔及扬压力观测孔。

灌浆廊道沿地形向两岸逐渐升高，坡度不宜大于40°～45°，以便进行钻孔，灌浆操作和搬运灌浆设备。

（二） 检查和坝体排水廊道

为了检查、观测和排除坝体渗水，在靠近坝体上游沿高度方向隔20m设置检查和排水廊道。其断面形式采用城门洞形，最小宽度为1.2m，最小高度为2.2m，距上游面距离应不小于0.05～0.07倍水头，且不小于3m，上游侧设排水沟。

各层廊道左右两岸应各有一个出口，并用垂直井道连通。坝体内设有电梯井，则各层廊道均应与电梯井相通。

检查和坝体排水廊道应沿不同高程设专门的排水设备。灌浆廊道的高程低于尾水位，设置集水井用水泵排水，水泵设备为两台。

（三） 观测、交通廊道

上层纵向廊道一般兼作检查、观测、交通及接缝等用途。本工程坝体有多层廊道，应在两岸将各层相互连通。因为廊道较长，沿坝长每隔200m在上、下层廊道之间设置交通廊道，设有梯子与竖井相通。

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第七章 重力坝的地基处理

天然地基，由于经受长期的地质作用，一般都有风化、节理、裂隙等缺陷，有时还有断层、破碎带和软弱夹层，所有这些都需要采取适当的处理措施。地基处理的主要任务是：①防渗，②提高基岩的强度和整体性。

一 坝基的开挖与清理

地基开挖与清理的目的是将天然基岩的覆盖层、风化层及承载能力、抗剪强度不能满足要求的岩石挖除，使坝体座落在稳定、坚固的岩基上。开挖的设计要求是确定开挖的深度、形式和稳定的坡度。

1 开挖的依据和要求

砼重力坝的基础开挖，应根据坝基应力、基岩强度及其完整性，结合上部结构对基础的要求，由地质和设计人员共同拟定基岩利用标准，绘出基岩利用等高线，确定开挖深度，并在施工中根据实际情况加以修正。同一工程中两岸较高部位的坝段，其利用基岩的标准可比河床部位适当放宽。开挖线参考地质剖面图。

2 开挖形状和坡度

本次设计的坝址，河床右岸坡度较陡，约600左右，为了坝段的横向稳定，在斜坡上按坝体分段开挖成台阶。顺河流方向的基岩面尽可能略向上游倾斜，以增加抗滑稳定性；基岩面应避免有高低悬殊突变，以免造成坝体内应力集中，在坝址和坝踵处开挖成齿状以利于稳定。

开挖边坡的拟定：当边坡走向与节理走向一致时，边坡坡度不宜陡于节理的坡度。永久的、浸水的或开挖深度较大的边坡应比临时的、不浸水的或开挖深度小的边坡平缓一些。设计中采用1：1。

3 基坑清理

在浇筑前必须清理碎渣、松动岩块，打掉凸出岩角，并用高压水枪冲洗干净，原有的钻孔、探井、槽洞等也应回填、封堵。

二 坝基灌浆

坝基灌浆包括固结灌浆和帷幕灌浆。

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1 固结灌浆

固结灌浆的目的是：提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。其布置范围主要根据基岩的工程地质条件并结合坝的高度，参照水泥灌浆试验资料确定。本工程属于高坝，且地基开挖后的基岩强度满足设计要求，所以固结灌浆可不作。

2 帷幕灌浆

帷幕灌浆的目的是：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。灌浆材料最常用的是水泥浆，有时也采用化学灌浆。

防渗帷幕的深度根据基岩的透水性、坝体承受的水头和透水层的深度确定。当地基内的透水层厚度不大时，帷幕可以穿过透水层并深入到不透水层3～5m。形成理论上的封闭阻水幕。当透水层很厚时，帷幕深度可按设计要求确定，常在0.3～0.7倍坝高范围内选择，形成悬挂式帷幕。

帷幕灌浆孔的排数，根据工程地质条件、水文地质条件、作用水头及灌浆试验资料选定。孔距一般为1.5～4.0m。

防渗帷幕应布置于靠近上游面坝轴线附近，自河床向两岸延伸一定距离。钻孔和灌浆常在坝内特设的廊道内进行，靠近岸坡处也可在坝顶、岸坡或平洞内进行。钻孔方向一般为铅直，必要时也可有一定斜度，以便穿过主节理裂隙，但角度不宜太大，以便施工。

帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体砼后施工。所浇注的砼作为盖重，可提高灌浆压力，防止灌液外溢。

三 坝基排水

为进一步降低坝底面的扬压力，应在防渗帷幕后设置排水孔幕。排水孔幕距防渗帷幕下游面约0.5～1.0倍帷幕孔距，在坝基面上相距不宜小于2米。排水孔幕一般向下游倾斜，与帷幕成10°～15°交角。主排水孔孔距2～3m（在砼坝体内预埋钢管），孔经为15～20cm，高、中坝孔深不宜小于10m，同时设辅助排水孔幕2～3排，布置在坝基面纵向排水廊道内，孔距约3～5m，孔深约6～12m。

四 断层破碎带、软弱夹层的处理 1 断层破碎带的处理

断层破碎带的强度低，压缩变形大，易于使坝基产生不均匀沉降，引起不利的应力

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分布，还会使坝至坝体开裂。如果破碎带与水库相同，还会使坝底的渗透压力加大，甚至产生机械或化学管涌，危及大坝安全。所以必须对断层破碎带进行必要的合理的处理。对走向近于顺河流流向的缓倾角断层破碎带，埋藏较浅的应予挖出；埋藏较深的，除应在顶面作混凝土塞外，还要考虑深埋部分对坝体稳定的影响。必要时可在破碎带内开挖若干斜井和平洞，回填混凝土，形成有混凝土塞和水平塞组成的刚性骨架，封闭该范围内的破碎物，以阻止其产生积压变形和减少地下水产生的有害的作用。在选择坝址时，应尽量避开走向近于垂直河流流向的缓倾角断层破碎带。如不可避免，也可采用上述方法进行处理。

2 软弱夹层的处理

具有软弱夹层的坝基，由于夹层的抗剪强度很低，遇水易软化或泥化，通常都须进行加固处理，以满足抗滑稳定要求。

根据软弱夹层的埋深、产状、厚度、充填物的性质，结合工程的具体情况， 为了阻止软弱夹层滑动，一般采用的处理措施有：

① 对于浅埋的夹层，多用明挖处理，将软弱夹层清除，回填混凝土或者在上游坝踵、下游坝趾设置深齿坎，切断软弱夹层直达完整基岩。当夹层埋藏较浅时，此方法施工方便，工程量小，采用的较多。

② 对于埋藏较深、较厚，倾角较缓的软弱夹层，可在夹层内设置混凝土洞塞。 ③ 采用大型钢筋混凝土抗滑桩。

④ 若有两层以上的软弱夹层时，可采用预应力锚索，锚索可在水库正常运行的情况下施工，特别适合于已建工程的施工。

本次设计的坝址处虽然断层、裂隙较多，但大部分规模较小，对工程影响不大。其中F2、 F5、 F11、 F26、 F27 、F28断层对坝体有一定影响。根据资料显示，这些断层倾斜角较陡，且规模不大，故采取开挖回填砼的措施解决。砼塞的高度（开挖深度）取断层宽度（详见基本资料）的1～1.5倍，且不宜小于1.0m。如破碎带延伸至上、下游边界以外，则砼塞同样向外延伸，向外延伸的长度取1.5～2倍砼塞的高度。对于与水

库连通的破碎带，必须做好防渗处理，如钻孔灌浆，砼防渗墙等。

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