S堆石壩工程中的壩基和細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u166851.1壩基清理和基礎(chǔ)開(kāi)挖 1276661.2防滲處理 2285701.3心墻與壩基及岸坡的連接 2297752細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) 393352.1防滲體和排水設(shè)施 3216552.2反濾層及過(guò)渡層 3205132.3壩頂布置 342792.4細(xì)部布置圖 41.1壩基清理和基礎(chǔ)開(kāi)挖首先應(yīng)清理壩體坡面的雜質(zhì)土、自然演化的分解產(chǎn)物、河谷中水體淹沒(méi)地段的沉積物等。壩基清理后，應(yīng)平整密實(shí)，坡角應(yīng)小于33°，無(wú)陡坎和臺(tái)階，為保證開(kāi)裂現(xiàn)象不至于出現(xiàn)于土壩與兩岸邊坡的聯(lián)結(jié)處，不適宜應(yīng)用于壩體邊坡的開(kāi)挖方式有層級(jí)階梯、反坡或突然變坡。應(yīng)對(duì)壩基進(jìn)行平整，使用功率小的振動(dòng)碾壓機(jī)械或以夯板砸實(shí)地基。壩區(qū)巖層緩傾上游，構(gòu)造簡(jiǎn)單，覆蓋層均是中等壓縮性的透水砂礫層，壓縮性不大，壩基不需要對(duì)強(qiáng)風(fēng)化層進(jìn)行開(kāi)挖處理，因此基礎(chǔ)開(kāi)挖到高程776m即可。為防止地基土因壓縮產(chǎn)生的豎向變形或下沉現(xiàn)象出現(xiàn)于混凝土心墻中，應(yīng)將心墻基礎(chǔ)部位覆蓋層全部挖除，心墻底部設(shè)置的混凝土基座以基巖面為修建面。不同地層的開(kāi)挖坡比的具體數(shù)值參照下表。表5.3壩基開(kāi)挖坡比的選擇巖類項(xiàng)目左岸右岸新鮮英安巖1：0.51：0.5微風(fēng)化英安巖1：0.51：0.5弱風(fēng)化英安巖1：0.71：0.5全風(fēng)化英安巖1：11：0.7微風(fēng)化流紋巖1：0.51：0.5沖積層水上1：11：1水下1：1.251：1.251.2防滲處理帷幕灌漿的方式是基巖地基的防滲處理廣泛選擇的方案，設(shè)在混凝土防滲墻下。帷幕灌漿是對(duì)巖體或土層的裂隙、孔隙以漿液灌注，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減小滲流量和改善壓力分布的灌漿工程。灌漿基巖的鉆孔壓水試驗(yàn)成果根據(jù)規(guī)范DL/T5395-2007可作為帷幕灌漿的布置調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，本工程隸屬的1級(jí)壩應(yīng)以5Lu透水率為宜，同時(shí)與臨近隔流層緊密連接。壩基及兩岸的防滲正是基于以上工程概論，選用帷幕灌漿的形式。嚴(yán)密封實(shí)的垂直防滲體系是基于上部防滲體與防滲墻連接，防滲墻與底部防滲帷幕連接形成的整體結(jié)構(gòu)。壩體防滲由以過(guò)渡層為緊密銜接方式的心墻防滲體發(fā)揮作用，布置防滲墻于覆蓋層和多數(shù)風(fēng)化巖石層中，墻厚0.8m，底部伸入弱風(fēng)化巖體內(nèi)1m，以混凝土澆筑。防滲墻底部接灌漿帷幕，帷幕灌漿孔布置一排，孔距2.0m，帷幕底線與臨近隔流層的首段部位的連接程度，數(shù)值應(yīng)大于5m。為防止壩肩滲漏，防滲體系向兩岸壩頭山體內(nèi)延伸至壩頂高程與地下水位線相交處，形成完整的封閉體。設(shè)置混凝土基座上部與心墻相連，下部與基巖或防滲墻結(jié)合。在防滲墻頂部設(shè)置廊道，以便于檢查、灌漿、排水。廊道頂填筑高壓縮性土，設(shè)排泥孔，在廊道的頂部與側(cè)部發(fā)生不均勻沉陷時(shí)，高塑性土可由排泥孔壓入廊道，自動(dòng)平衡不均勻沉陷。應(yīng)沿壩軸線布置設(shè)計(jì)修建的心墻及與其尾端相連的混凝土防滲墻。根據(jù)下文《滲流計(jì)算》，壩基各部位滲流量都較小，且滲透坡降均小于允許坡降，故封閉防滲墻與基巖帷幕灌漿的防滲組合方案滿足滲流安全要求。1.3心墻與壩基及岸坡的連接土石壩的重點(diǎn)保護(hù)部位包括壩體與壩基、岸坡的結(jié)合處，對(duì)于土質(zhì)壩基與岸坡應(yīng)進(jìn)行表面清理與壓實(shí)。土質(zhì)防滲體應(yīng)選擇合適的接合體，延續(xù)與地基防滲設(shè)施的全封閉性，應(yīng)以水泥混凝土基座作為心墻與基礎(chǔ)、岸坡的連接設(shè)置。應(yīng)以防止?jié)B漏和施工進(jìn)度合理作為基座的安裝要求。心墻與岸坡、基礎(chǔ)等抗震結(jié)構(gòu)連接部位之間應(yīng)做好止水設(shè)計(jì)。心墻基座或其它抗震結(jié)構(gòu)表面的坡角應(yīng)小于20°。岸坡與心墻連接處應(yīng)設(shè)置過(guò)渡緩坡。坡比較小時(shí)，心墻在自重的作用下適應(yīng)變形較好，基座表面可不設(shè)止水銅片,也便于機(jī)械化施工；岸坡較陡時(shí)，設(shè)置止水銅片，有利于防止心墻與基座之間拉裂形成滲透通道，但應(yīng)做好止水埋設(shè)工作，確保止水部位瀝青混凝土的施工質(zhì)量。位于混凝土防滲墻上的基座應(yīng)做好防滲墻與基座之間的接縫處理工作。心墻基座應(yīng)沿壩軸線方向以直線型為設(shè)計(jì)依據(jù)，岸坡上緩下陡時(shí)，變坡角取值不能大于20°。與基礎(chǔ)和岸坡的混凝土基座及抗震結(jié)構(gòu)連接處的心墻，不能忽略所選砼填料的特殊性，應(yīng)考慮的設(shè)計(jì)形式為厚度數(shù)值越來(lái)越大，并在心墻防滲體與基座連接面處有顯著擴(kuò)大段。心墻與基座及剛性建筑物連接處的表面應(yīng)采取措施以使施工階段建筑物的施工面粘結(jié)牢固。擴(kuò)大段的擴(kuò)大系數(shù)（即擴(kuò)大段下部的心墻厚度與擴(kuò)大段上部厚度之比）大致為2~2.5，本設(shè)計(jì)取2.5。心墻與岸坡及其它剛性建筑物連接應(yīng)設(shè)水平擴(kuò)大段，擴(kuò)大段的長(zhǎng)度根據(jù)工程情況確定。擴(kuò)大段采用線性漸變連接。2細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)2.1防滲體和排水設(shè)施壩基防滲體為混凝土防滲墻；壩體排水為棱體排水，在排水體與壩體、壩基之間設(shè)置反濾層；上下游戧道與壩坡交接處、岸坡與壩坡交接處也設(shè)置排水溝，排水溝的集聚壩坡處雨水作用可通過(guò)橫向布置實(shí)現(xiàn)，避免受水流沖擊產(chǎn)生的崩岸、基礎(chǔ)破壞現(xiàn)象。2.2反濾層及過(guò)渡層為防止土體在滲流作用下發(fā)生滲透變形，保護(hù)心墻細(xì)顆粒不被水流帶入到壩殼堆石粗顆粒中，在排水棱體與壩體之間須設(shè)置反濾層。心墻兩側(cè)應(yīng)設(shè)過(guò)渡層。反濾層和過(guò)渡層的厚度不能太小，如果設(shè)計(jì)太小就會(huì)引起很大的拱效應(yīng)，但是又由于反濾料、過(guò)渡料價(jià)格昂貴，設(shè)計(jì)厚度也不能太大。初步擬定結(jié)果分述如下：反濾層設(shè)兩層，外內(nèi)層采用碎石，D=5-20mm，厚度0.5m；內(nèi)層采用礫石，D=1-5mm，厚度0.3m。過(guò)渡層的水平寬度宜為1.5~3.0m，本設(shè)計(jì)取3m。2.3壩頂布置為了防止?jié)B體干裂和雨水沖蝕，滿足維護(hù)和防汛要求，壩頂應(yīng)做護(hù)面。護(hù)面宜為柔性的，以適應(yīng)壩頂變形和及時(shí)發(fā)現(xiàn)壩體裂縫。依據(jù)前文考慮超高等因素的計(jì)算，壩頂高程取876m。壩頂應(yīng)做成向兩側(cè)或一側(cè)的橫坡用于排水，坡度為2%~3%，本設(shè)計(jì)采3%。壩面末端設(shè)縱向排水溝，以匯集壩頂雨水，經(jīng)坡面排水排至下游，排水溝尺寸為0.2×0.2m。考慮到成本削減和施工條件，壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻，其可防止浪花濺至壩頂并考慮實(shí)際人為安全。防浪墻填筑料應(yīng)滲水性弱、質(zhì)地堅(jiān)硬，考慮用漿砌石建造，基礎(chǔ)與壩內(nèi)過(guò)渡層以固埋方式結(jié)合，并與瀝青混凝土防滲體緊密連接，呈“L”形，考慮到壩區(qū)風(fēng)速較大，下游側(cè)采用埋入混凝土柱即可。本工程中設(shè)置