如何设计水库大坝防渗墙(2)
三、总体布置
水库防渗处理防渗布置时主要考虑以下几点:
(1)坝基地质条件和水文地质条件。宜将防渗墙放在坚固而不透水的基岩或粘性土层中,尽量避开不利的地质构造,墙底应伸入相对不透水层,与坝的防渗体、坝基覆盖层和基岩内的防渗设施应紧密地连接成一整体。(2)与原有防渗体及其他建筑物的连接。与土质防渗体连接时,应作成光滑的楔形,插入土质防渗体高度宜为1P10坝高,接触面允许比降应按土料允许比降确定。设计时应认真做好与坝身混凝土构筑物的防渗连接,但布置时应尽量避开与坝身混凝土构筑物连接,以减少接头处理。(3)认真做好与两岸的连接设计。(4)工程量最小和造价最低。
四、墙厚比选
防渗墙的厚度选择是混凝土防渗墙设计的一个重要内容,影响防渗墙厚度的因素主要有坝高,渗透稳定条件,施工条件和地质条件。《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)对此没有明确规定,只在规范第6.2.8条条文说明中提出混凝土防渗墙\"一般允许渗透比降80～100作为控制上限值\"。我省大中型水库大坝80%以上坝高在40m以下,水库主要是20世纪80年代以前兴建的,坝体经过几十年沉降已趋于稳定,设计中比选防渗墙的厚度时可用防渗墙允许渗透比降确定,建议普通混凝土防渗墙允许渗透比降取80～100,塑性混凝土防渗墙允许渗透比降取60～80。
五、墙体材料比选
墙体材料主要选用普通混凝土和塑性混凝土两种。普通混凝土选用强度等级在C10以上,水泥用量在350kg/m3以上,水胶比在0.65以下,具有弹模高、强度大的特点,能承受较大的垂直和水平荷载。但由于普通混凝土弹模太高,极限应变太小,墙体和周围坝体间产生的沉降差和变形差使墙体在垂直压力和侧摩阻力作用下产生的应力易超过普通混凝土允许强度而产生破坏。
七、细部设计
7.1防渗墙与地基的连接
通常将墙底嵌入弱风化基岩0.5～1.0m,当基岩相对不透水层埋藏较深时,应下接灌浆帷幕。
7.2防渗墙与两岸的连接
当两岸为缓坡时按一般防渗墙的做法即可;当两岸岩石比较破碎,相对不透水层埋藏较深的,可考虑在两岸坡段墙底进行帷幕灌浆;当两岸为陡坡时应选用帷幕灌浆。
7.3与顶部的连接
从坝顶直接建造的防渗墙其轴线应尽量往上游布置。防渗墙墙顶高程应不低于非常运用条件的静水位。墙顶不应与坝顶公路硬化路面直接连接,其间应留有一定的过渡层。
7.4与混凝土构筑物相连
与岸边混凝土墙连接时在结合部进行灌浆或用高压喷射灌浆进行连接。
7.5墙段连接
墙段连接的方法很多,要根据造(挖)槽孔工法而选用钻凿法(包括套接接头、平接接头、双反弧接头),接头管(板)法和软接头法,设计时要考虑合适的槽段长度,尽量减少墙段连接缝数。
7.6墙体内垂直成孔
防渗墙下接帷幕灌浆时,墙体内可采用预埋管法或拔管法成孔,墙深30m以内时可选用拔管法,墙深30m以上时应选用预埋管法,必须要求管子有足够的强度和刚度以及管子在墙体内的有效固定措施。
7.7墙内观测仪器的埋设
防渗墙内埋设的观测仪器主要有测斜仪、土压力和水压力观测仪、钢筋应力计等。仪器埋设断面应在相邻混凝土导管间的中心位置上,要根据埋设的位置和方向,用合适的方法埋设固定。
八、设计指标与质量要求
设计要对槽孔建造、膨润土泥浆、清孔、泥浆下混凝土浇筑、成墙混凝土、墙内孔管等质量提出设计指标,主要指标如下:
(1)槽孔建造指标。孔位、孔深、孔斜、槽宽,槽孔间接头套接厚度,基岩岩样与槽孔嵌入基岩深度;
(2)膨润土泥浆指标。浓度,密度,粘度,静切力,pH值;
(3)清孔指标。孔底淤积厚度,接头孔壁刷洗质量,泥浆密度、粘度、含砂量;
(4)泥浆下混凝土浇筑指标。混凝土坍落度、扩散度,导管间距、埋深,混凝土面高差、上升速度;
(5)成墙混凝土指标。强度,弹模,渗透系数,允许渗透比降;
(6)墙内孔管指标。管位偏差值,管身弯曲度。混凝土防渗墙墙身质量检查应在成墙一个月后进行,内容为墙体的均匀性、可能存在的缺陷、墙段接缝,墙体混凝土强度、弹模、渗透系数、允许渗透比降。
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