分离式面板在水库岸坡处理中的运用-技术创新

分离式面板在水库岸坡处理中的运用

日期：2016-7-15 14:49:56　来源：互联网　浏览数：
　

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1 ·前言
    巴喀勒克水库位于特克斯县西北约15km 处的巴喀勒克沟流域齐勒乌泽克乡境内。该工程坝型为砂砾石面板堆石坝，工程于2011 年6 月开工建设，2013 年10 月下闸蓄水。坝体右岸为深厚覆盖层，岩石顶面出露低于正常蓄水位17.6m,设计采用沿水库上游方向贴坡做一道副坝来有效解决大坝坝肩渗漏及坝肩稳定问题。施工过程中发现右岸面板背部基础斜坡碾压达不到设计要求，且岸坡中、底部岩石不规则零星出露，为适应地基变形，合理降低面板背部岩石对面板的顶托，将原设计整体式面板调整为分离式面板。
    2 ·工程概况
    巴喀勒克沟水库枢纽工程具有灌溉、供水等功能，是巴喀勒克沟流域牧区水利工程和防洪的重要基础性工程。水库正常蓄水位为1597.00m，拦河坝高54.66m，水库总库容为467.36 万m3，其中：死库容58.63 万m3，兴利库容347.15 万m3，调洪库容61.58 万m3。工程等别为Ⅳ等小（1）型工程，主要建筑物级别为：大坝、放水兼导流洞、溢洪道为4 级建筑物，次要及临时建筑物为5 级。工程区基本地震烈度为Ⅷ度，主要建筑物地震设计烈度为Ⅷ度。
    坝体挡水建筑物为主坝与副坝结合的砂砾石面板砂砾石坝，主、副坝布置呈“L”型。3 副坝工程地质条件18右岸高程1570～1573m 段边坡基岩出露，自然坡度23～28°，岩性为凝灰熔岩，岩体呈块状结构，岸坡岩体基本无卸荷，边坡稳定性较好。1573m 高程以上为深厚的洪积物覆盖，厚度25～55m，组成物为洪积粉质壤土和含块石砂卵砾石土，地面坡度平缓，天然状态下边坡处于稳定状态。右岸表部洪积粉质壤土，厚度变化大，临河岸坡附近一般厚6～8m，向岸里逐渐增厚到20m以上，天然含水率9.1～ 20.6%；天然干密度1.09～1.26g/cm3。据钻孔动力触探试验及纵波测试成果下部含块石砂卵砾石土分为上层和下层。上层厚度10～12m，渗透系数K0=（6.13～9.5）×10-3cm/s，属中等透水。天然干密度2.05～2.10g/cm3；相对密度0.67～0.71，纵波速度Vp=310～550m/s。表层相对密度偏小，向深部密实会增加。下层厚度20～23m，渗透系数K0=（4.2～6.15）×10-3cm/s，属中等透水。天然干密度2.10～2.12g/cm3；相对密度0.70～0.73，纵波速度Vp=650～950m/s。
    右岸岸坡在岸坡清理过程中，斜坡中部出现黄土透镜体，中底部岩石出露不规则，呈现砂砾石斜坡基础中镶嵌黄土及岩石的现状，且砂砾石斜坡基础经现场土工碾压试验验证斜坡面砂砾石基础相对密度 Dr=0.58～0.67，达不到设计要求的0.85。
    4· 副坝处理方案
    在副坝清理、碾压完毕后，经现场3 组土工试验验证副坝面板斜坡面基础相对密度Dr=0.58～0.67，达不到设计要求的0.85，且趾板以上水头为21.7m，鉴于上述情况，提出如下处理方案：
    方案一：换填处理
    对已成型的副坝斜坡面采取换填处理，沿趾板特殊垫层后方水平宽度为3m(满足机械碾压)，1575.3m 高程以上松散天然砂砾石全部挖除，开挖边坡1:1.6，采用坝体3B 填筑料分层碾压换填，换填后副坝面板斜坡面填筑料基础相对密度Dr≥0.85，检验合格后浇筑整体式面板，该方案新增挖方11067m3，新增填方11067m3。
    方案二：分缝处理
    对已成型的副坝斜坡面采取斜坡碾压，使斜坡面面层至少50cm 范围内天然砂砾石相对密度Dr≥0.75，检验合格后浇筑整体式面板，在面板斜长方向沿趾板翘头向上每15m 设一道水平缝，水平缝做法同板间缝，该方案新增2 道水平缝，总长340m。
    方案三：分离式面板处理
    对已成型的副坝斜坡面采取斜坡碾压，使斜坡面面层至少50cm 范围内天然砂砾石相对密度Dr≥0.75，检验合格后浇筑分离式面板，将原面板12m 一坡到底40cm 整体面板全部调整为6m×6m 分离式面板，取消面板钢筋，只增加诱导钢筋，以适应变形，此方案减少140t 钢筋，增加7 道水平缝，总长1218m,增加14 道垂直缝，总长602m。
    方案四：塑膜+混凝土板防渗处理
    对已成型的副坝斜坡面采取斜坡碾压，斜坡坡面坡比为1:2.0，斜坡面面层至少50cm 范围内天然砂砾石相对密度Dr≥0.75，检验合格后铺筑两布一膜（150g/m2/0.3mm/150g/m2），膜上浇注3m×3m 素混凝土面板，混凝土面板厚30cm，该方案新增7308.3m2 两布一膜，新增2192.49m3c 2 0 f 2 0 0 w 6 现浇混凝土，减少2 9 2 3 . 3 2 m 3c30f300w8 现浇钢筋混凝土。
    方案一采用换填处理后，整体式面板背部基础影响范围有限，在水头作用下整体式面板不适应变形，且施工速度较慢；方案二采用分缝处理，整体式面板规则分缝不适应不规则的背部地质变形，且整体式钢筋混凝土面板纵、横缝处理复杂；方案三采用分离式面板，适应基础背部变形，在背部岩石出露地方人为增加诱导缝来适应地质变形，且减少钢筋用量，但增加了水平缝止水材料；方案四采用塑膜+素混凝土面板防渗处理，塑膜与主坝防渗体不易连接，存在副坝二次开挖，副坝斜坡基础岩石容易顶穿塑膜，施工速度较慢。综合分析，副坝处理采用方案三：分离式面板。
    5 ·分离式面板设计
    5.1 结构设计
    副坝面板采用6m×6mC30F300W8 素混凝土面板，取消原整体式面板钢筋，厚度不变，在水平缝中部增加2m 长φ18 诱导缝钢筋，面板上下各深入1m。
    5.2 止水设计
    （1）垂直缝设计同主坝板间缝，缝宽2.5cm，顶部采用GB 填料，底部采用W 型铜片止水，垂直缝止水细部如图1 所示。

（2）水平缝设计缝宽2.5cm，顶部采用聚氨酯填料，中部采用BW 膨胀止水条，中下部设2mφ18 诱导缝钢筋，面板上下各深入1m，水平缝止水细部如图2 所示。

    （3）为协调主坝与副坝的不一致变形，在主坝与副坝间设置一道80cm×100cmC30F300W8钢筋混凝土隔梁采用柔性止水将主副坝连接到一起，主副坝连接止水同周边缝，上部采用GB填料，底部设W 型铜片止水，铜片底部设置柔性沥青砂浆，隔梁细部如图3 所示。
    6· 结语
    分离式混凝土防渗面板打破了传统整体式防渗面板的结构布置,在变形缝的止水设计上,取消了传统的底部铜片止水和顶部橡胶止水带，将多道止水改为一道设置在缝口的表面止水，提高了防渗面板的柔性和适应坝体变形的能力，防渗措施安全有效，节约钢材。是一种值得推广的低水头堆石坝防渗结构。