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水利水電邊坡設計規范

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水利水電邊坡設計規范范文第1篇

關鍵詞:水利建筑工程;施工;技術;應用

水利施工對于國民用水具有重要的影響,而且水利施工的質量對于用水、安全等具有重要的影響,關系到人們的財產安全以及國民經濟的不斷發展。因此在水利施工中,需要對水利施工的特點進行分析,并且針對現有的施工問題,針對問題全面分析,找出優化策略,有效的質量強化措施。采用科學化的水利施工技術以及系統化的管理觀念,強化管理措施,提升施工水平,結合水利施工的特點,逐步解決問題,全面強化整體施工。而且水利工程涉及的工程量大、而且工期長,施工流動相大,受到的影響因素多,因此在水利工程施工中,必須對相應的施工設計、施工管理以及施工驗收進行規范化,采用系統化的質量管理思維,進行水利工程施工質量管理。但是因為工程環境復雜,地基處理難度較大,而且施工中受到自然環境的影響較大,受到季節與自然環境等一系列影響十分嚴重。因此,只有不斷研究水利水電建筑工程施工技術存在的問題,從而促進水利建筑工程技術不斷提升,才能夠真正保證水利水電建筑工程的施工質量,使水利水電工程發揮其重要的作用。

1 水利建筑工程施工技術分析

1.1施工導流技術

在水利建筑工程中,施工導流技術是一種是用較為普遍的防護工程。采用施工導流技術,通過圍堰能夠減少水流對于施工工程的影響,從而保障建筑工程的施工質量。該技術能夠有效的控制河床與水流的影響,而且在該工程的建設中,需要對于圍堰的穩定性以及沖刷性進行設計,從而保證施工導流的應用效果,為施工建筑工程提供良好的質量基礎。

1.2 預應力錨固技術

在水利建筑工程建設中,采用預應力錨固技術能夠有效的穩固地基,對于實力建筑工程建設具有重要的影響。預應力錨固技術是預應力巖以及混凝土預應力錨固技術的統稱,采用該種技術,能夠對水利建筑工程的基巖施加壓力,從而使基巖的力學性能得到優化,保障基巖滿足建筑工程的需求,與水利建筑工程的經濟效益具有直接的影響。

1.3 壩體填筑技術

在水利建筑工程中,壩體填筑技術是極為關鍵的施工技術。壩體填筑技術是采用壩面流水作用的方式,通過制定合理的施工工藝、合理的施工流程以及施工工序并且做好鋪料的情況下進行的施工技術,該技術施工中需要對分壩面進行合理規劃,做好碾壓工作,并且對填料進行合理安排。為了保障水利工程質量,需要嚴格控制于原材料。

1.4 土壩防滲加固技術

在樹立建筑工程施工中,采用土壩防滲加固技術主要是為了解決土壩的滲漏問題,采用土壩防滲加固技術,采用帷幕灌漿的方式對土石壩進行加固,從而提升壩體的力學性能以及穩定性,并且能夠有效的解決滲漏的問題,從而保障壩體的整體質量,為水利工程建設施工打下良好的基礎。

2 水利建筑工程水庫土壩防滲問題的技術分析

2.1水庫土壩防滲及加固

在水利建筑工程施工中,水庫的土壩防滲對于工程具有重要的影響。一旦發生泄漏,會對工程質量產生影響,因此必須采用科學合理的方式進行防滲處理。在水利建筑工程中,通常采用劈裂灌漿或是帷幕灌漿的方式進行防滲處理,采用這兩種灌漿方式,能夠使土壩的內部形成防滲體,從而起到防滲的作用。

在灌漿的過程中,必須結合水利建筑工程本身進行科學合理的灌漿。在劈裂灌漿中,通常采用兩排灌江口,主排孔與副排孔分開并且需要盡量保證灌漿成功。采用帷幕灌漿,需要在壩肩和壩體部位設兩排灌漿孔,灌漿孔需要穿過透水層,這樣才能夠滿足防滲的需求。

2.2水工隧洞的襯砌與支護

水工隧洞的襯砌與支護是保證其順利施工的重要手段。在水利水電建筑工程施工,為了保障施工完整,必須采用有效的支護方式。在水工隧道的施工過程中,應該采用襯砌以及支護的手段,保障施工的穩定性以及施工安全性,為了保障施工,應該采用分縫、扎筋、立模以及澆筑等操作,保障混凝土施工;而且水工隧洞的噴錨支護主要是采用鋼筋錨桿、噴射混凝土和鋼筋網的形式進行混凝土施工,從而對圍巖進行支護。值得注意的是在采用鋼筋混凝土襯砌時,要注意外加劑的選用,同時要注意對鋼筋混凝土的養護,確保水利水電建筑工程的施工質量。

3 水利建筑工程巖質高邊坡問題的技術分析

除了可以采用錨固技術對水利水電工程巖質高邊坡問題的防治外,還可以采用以下的工程技術方式。

3.1減載措施的應用

水利建筑工程受到的影響較多,施工中的滑坡以及泥石流等災害也會對工程造成影響,因此需要采用多種方式進行巖質高邊坡的防護,從而防止滑坡。在實際施工過程中,能夠采取減載與壓坡的方式,從而降低整體滑坡的速度,能夠大大減小滑坡帶來的危害。

3.2 排水措施的應用

水利水電建筑工程項目的施工不可避免的會與地下水接觸,但是地下水如巖質高邊坡的內部,會增加滑坡的整體速度,給水利水電建筑帶來嚴重的危害。因此,在水利水電建筑工程施工過程中,必須運用施工技術或者工程措施對地下水進行防治,確保水利水電建筑在使用過程中的安全。為了防止地下水、地表水等水進入巖質高邊坡對滑坡造成影響,需要構建排水溝,從而對于巖質高邊坡的水進行排除貫通,切斷地表水進入滑坡體內部的通道,徹底解決滑坡、泥石流等災害給水利水電建筑帶來的危害。

3.3 混凝土抗滑結構應用

在高邊坡整治過程中,混凝土能夠起到有效的抗滑作用。混凝土抗滑結構主要包括混凝土框架、混凝土沉井以及混凝土護坡等,其中混凝土抗滑樁因其能夠有效且經濟的治理滑坡,在邊坡治理過程中應用十分廣泛,促使其施工技術和理論都得到了很大的發展和提高。而且抗滑樁是大規模開挖防止大規模滑坡的最佳措施,因此具有廣泛的應用。抗滑樁的平面位置、排距和間距的設計需要受到具體工程的影響,影響的主要因素有工程受滑坡推力大小、含水情況、滑體的密實程度以及施工條件。在實際施工過程中,如果抗滑樁開挖深度達到3米以上,其井壁要根據實際情況選用有效的支護方式。一般對于巖體較好的井壁一般采用噴錨掛網、打錨桿的方法來支護;對于局部塌方部位需增設鋼支攆,當抗滑樁開挖到設計的要求深度之后,再進行鋼軌吊裝和鋼筋綁扎,同時還要注意混凝土澆筑過程中混凝土的配合比及澆筑時間,同時還要保證其振搗有效。另外,還可以采用其他幾種方式進行邊坡治理,保證水利水電建筑的使用安全。

4 結束語

隨著我國經濟發展,水利建筑工程規模也越來越大,對其要求也越來越高,施工技術不斷發展,使水利工程呈現出不同的面貌。因此在進行水利建筑工程施工中,應該加強新材料新技術的應用,對于施工質量進行嚴格控制,滿足居民用水的需求,符合相關的設計規范標準。而且現階段我國的水利建筑工程雖然已經取得了較大的發展,但是在施工過程中還存在一些問題,因此需要對施工技術進行加強,從而保障水利工程建設質量,保障國民經濟的不斷發展。

參考文獻:

[1]石邦詳.水利水電施工技術分析[J].山西建筑,2012,(21).

[2]馮鷹,程劍加強水利施工技術的相關措施[J].中國科技縱橫,2010,(15).

水利水電邊坡設計規范范文第2篇

[摘要]充分考慮黃河堤防土體參數隨機變異性的基礎上,基于非飽和滲流理論及黃河下游堤防滲透、強度的隨機性試驗研究成果,采用GEO-STUDIO軟件與自編Fortran程序,應用邊坡穩定隨機分析理論建立堤頂寬度分析方法,計算與評價邊坡穩定安全區域分布范圍,據此提出黃河堤防堤頂寬度設計應大于12m。

[關鍵詞]堤防工程;堤頂寬度設計;黃河下游;標準化堤防

0引言

近年來汛期,黃河下游堤防工程出現了不同程度的滲水險情。險情的發展具有隨機性,從發現險情到開始搶護需要一定時間。堤頂寬度必須具有一定的寬度,以便于抗御設計標準的洪水,除滿足堤身穩定要求外,還應滿足防汛搶險交通、工程機械化搶險及工程正常運行管理的需要。因此,為保證堤防安全,需要合理設計堤防工程堤頂寬度。

1計算工況、斷面及參數的選取

1.1計算工況

根據GB50286-98《堤防工程設計規范》條文說明第8.2.2條規定中對堤防穩定計算的要求,結合黃河下游堤坡穩定的實際情況,計算擬先選取黃河下游堤防的平工、險工、老口門段具有代表性的6個斷面,采用GEO-STUDIO軟件中的SEEP及SLOPE模塊計算設計洪水位驟降期的臨水側堤坡的穩定性,模擬水位驟降的滲流過程,搜索不同堤頂寬度的最危險滑弧面,利用可靠度理論的蒙特卡羅法得出臨河堤頂不同部位的失效概率,結合相關的評判標準,確定堤頂穩定范圍。

1.2計算斷面及參數

1)計算斷面選取。為充分論證影響黃河大堤臨河堤坡穩定堤頂寬度范圍,根據計算斷面的選取原則,選擇以下典型斷面進行下一步的計算分析。①險工段:山東齊河程官莊險工董家寺79+850斷面、河南新鄉原陽139+700斷面;②平工段:河南段的武陟張菜園87+000斷面、新鄉封丘167+200斷面、山東段濟南章丘83+500斷面;③口門段:章丘興國寺70+600斷面。

2)臨河沖坑深度及堤頂最大荷載的概化參數選取。堤防臨河堤腳處由于歷次洪水的沖刷普遍具有沖坑,沖坑的深淺主要隨水流的垂線平均流速、水流與堤岸軸線的夾角變化較大。

3)模型計算參數選取。黃河大堤土體可分為粘土、壤土、砂壤土、粉土、粉砂、細砂、砂土七類土,各類土體滲流計算參數根據黃科院沈細中、趙壽剛、蘭雁等的研究成果選取。

2堤坡失穩風險概率判別標準

失效概率是評價結構可靠性的尺度,黃河大堤邊坡的允許失效概率如何確定,目前還沒有一個針對性的明確標準。黃河大堤堤身土體組成主要以砂壤土、壤土為主,砂性含量較高,洪水期水位驟降時破壞大部分以沿堤坡或堤頂滑塌形式發生,參照GB50199-94《水利水電工程結構可靠度設計統一標準》、GB50286-98《堤防工程設計標準》和以往黃河水利科學研究院對黃河大堤研究成果,認為不同大堤斷面模型風險評判要求是有差異的。因此,根據堤防概化模型斷面風險度要求不同,提出以下堤坡失穩概率判別標準:

1)對于無沖坑、荷載一般斷面。失效概率值小于0.1%,則風險度較低,如大于0.1%失效風險度較高。

2)對于有沖坑、荷載特殊斷面。失效概率值小于5%,則堤坡失穩的風險度較低,如大于5%堤坡失穩的風險度較高。

3計算模型及成果

3.1邊坡穩定計算模型

臨河堤坡穩定計算根據規范采用瑞典弧滑動法,為保證可靠度計算精度,抽樣數即計算次數取10萬次。

3.2計算成果

以新鄉封丘167+200斷面為例,基于蒙特卡羅法計算堤頂不同寬度失效概率成果。

4臨河堤坡失穩區域分析

臨河堤坡失穩區域是在堤頂不同位置失效概率計算成果的基礎上,依據堤坡穩定分析可靠性原理與前述實施方法中提出的判別標準確定的。無沖坑、荷載斷面,以0.1%為允許失效概率,失效概率大于0.1%為失穩區域,反之為相對穩定區域;有沖坑、荷載斷面,以5%為允許失效概率,失效概率大于5%為失穩區域,反之為相對穩定區域。各斷面無沖坑、荷載及有沖坑、荷載臨河堤坡在水位驟降時,堤坡失效概率隨堤頂不同寬度位置變化分布。無沖坑、荷載斷面,平工、險工、老口門不同位置斷面距臨河堤頂起點9.0~11.2m之后失穩風險很小,穩定區域之前臨河堤坡出險幾率相對偏高;有沖坑及荷載斷面,平工、險工、老口門不同位置斷面距臨河堤頂起點10.0~12.0m之后失穩風險相對很小,穩定區域之前臨河堤坡出險幾率較高,最高可達33%。由上述計算分析可得出如下結論:在水位驟降情況下,所設定臨河堤坡無沖坑及荷載情況下,對六斷面失穩區域計算值統計,臨河堤頂前端9.0~11.0m易出險,后端1.0~3.0m仍具有一定的抵御洪水的功能;如設定堤坡臨河有沖坑、有荷載不利組合計算條件下,對6個斷面失穩區域計算值統計,即使允許失效概率提高到5%,臨河側堤頂前端10.0~11.0m仍易出險,后端1.0~2.0m具有一定的抵御洪水的功能,但個別計算斷面堤頂寬度即使為12.0m,斷面前端仍會產生脫坡或塌陷。因此,如汛期及洪水期臨河堤坡仍保證處于穩定狀態,堤頂寬度應至少為12.0m,由于各斷面地質情況復雜,具體設計指標應根據斷面所在位置及地層條件而確定。

5結語

基于指標數據庫中的堤防及淤區土體力學參數概率統計指標,應用邊坡穩定隨機性分析方法,計算與評價邊坡穩定安全區域分布范圍,據此提出黃河堤防堤頂寬度設計應大于12m。堤頂寬度合理設計能充分滿足黃河汛期防洪搶險的需要,確保黃河大堤充分發揮防洪保障線、搶險交通線、生態景觀線等重要功能,科學指導了黃河下游堤防工程的規劃與設計。

[參考文獻]

[1]胡一三.黃河下游的防洪體系[J].人民黃河,1996(8):1-6.

[2]陳厚群.水工抗震設計規范和可靠性設計[J].中國水利水電科學研究院學報,2007,5(3):163-169.

[3]趙宇坤,劉漢東,喬蘭.不同浸水時間黃河堤防土體強度特性試驗研究[J].巖石力學與工程學報,2008,27(增1):3047-3051.

[4]崔建中,張喜泉.黃河下游標準化堤防建設的思路與對策研究[J].人民黃河,2002,24(4):11-14.

[5]柯麗萍,時志宇.堤防設計中堤基設防深度探討[J].內蒙古水利,2010,128(4):145-146.

[6]張忠慧.武山縣渭河南堤堤防工程設計[J].甘肅水利水電技術,2010,46(6):32-33.

[7]沈細中,蘭雁,趙壽剛,等.黃河標準化堤防工程淤背的合理設計寬度[J].哈爾濱工業大學學報,2009,41(10):197-201.

水利水電邊坡設計規范范文第3篇

關鍵詞:水電站;工程;總體布置;建筑物;設計

中圖分類號: S611 文獻標識碼: A 文章編號:

1工程概況

汶水一站水電站工程位于廣東省廣寧縣古水河境內,為古水河梯級開發的第7級水電站。電站以發電為主,總裝機容量2500kW,設計水頭8.0m,年發電量945萬kW.h。

2 設計依據

2.1工程等別及建筑物級別以及相應的洪水標準

汶水一站水電站以發電為主,裝機容量為2500kW,校核洪水位時的總庫容為280.0萬m3。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000的規定,工程屬Ⅳ等工程,小(1)型規模。電站的永久建筑物(泄水閘、泄水建筑物、廠房)均按4級建筑物設計,導流圍堰等臨時工程按5級建筑物設計。

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》規定,電站建筑物的洪水標準如表2-1-1所示。

表2-1-1洪水標準

2.2設計基本資料

1、水文氣象

古水河流域自上游至下游主要氣象參數為:多年平均氣溫20.8℃,最高氣溫39.1℃~39.4℃,最低氣溫-3.9℃~4.2℃.多年平均相對溫度81%,多年平均風速0.9~1.1m/s,最大風速13~5.3m/s。

3 壩軸線的選擇及工程總體布置

3.1壩軸線的選擇

汶水一站水電站壩軸線的選擇受河床寬度和廠房尾水暢順影響,考慮到上游永隆水電站下游尾水位、汶水二站水電站開發時上游正常蓄水位銜接,選擇Ⅰ線和Ⅱ線兩個方案比較。

3.1.1Ⅰ線方案

(1)地形、地質條件。Ⅰ線內無較大的斷層通過,未見次級褶皺,地質構造較不發育。(2)工程型式、布置。Ⅰ線方案擬于橫石口村上300m處河段修筑攔河壩,并在河床左岸布置廠房及附屬建筑物,屬河床式開發方案。攔河壩左岸為公路。(3)工程量、施工條件。線基巖露頭較明顯,上部覆蓋層較薄,開挖方量不大且對主要交通線沒有造成破壞;河床相對較寬,填筑方量較大。廠房布置在河流左岸,離公路較近,施工方便,工程量和投資也不大。

3.1.2Ⅱ線方案

(1)地形、地質條件。壩軸線兩岸植被茂密,自然邊坡基本穩定,物理地質現象不發育。

(2)工程型式、布置

Ⅱ線的河床段修筑攔河壩和發電廠房及附屬建筑物,在河床的右岸筑壩擋水,河床的左岸布置廠房和附屬建筑物,屬河床式開發方案。

3.1.3壩軸線比較和方案選擇

I線壩址區基巖均屬硬質巖石,巖面埋深和巖石風化均較淺,無較大的不良地質現象,工程地質與水文地質條件較好。II線壩址區左岸邊坡較緩,右岸邊坡較陡,巖面埋深和巖石風化相對1線均較深。下游有一小型滑坡體不利于壩體的穩定及防滲。綜上所述,Ⅰ、Ⅱ線的工程地質與水文地質條件均可滿足建壩的要求,但從施工安排及對環境的影響考慮,I線優于II線。因此,選定I線方案為本工程的推薦方案。

3.2樞紐布置選擇

本電站水頭較低,選定壩址處沒有引水或其他布置的地形條件,所以廠+房采用河床式布置。總體布置采用右河床廠房還是左河床廠房方案,主要取決于對外交通條件。現有瀝青公路已通往河流左岸,可通大汽車,且工程砂、碎石等材料主要取在左岸沙灘上,如果廠房布置在右岸則材料運送相對困難,費用增大,不利于降低工程投資。經綜合分析,工程選定右岸布置溢流壩,左岸布置廠房的總體布置方案。

3.3擋水建筑物

3.3.1泄水閘壩

1)溢流閘壩布置

溢流壩全長50m,設4扇弧型閘門,閘門的尺寸為:10×7.5m(寬×高),堰頂高程為84.8m,堰高4.7m,閘門頂高程為92.30m。

本水電站為徑流式水電站,根據電站的壩上Z-Q關系曲線圖查得,設計洪水位為92.00m,校核洪水位為94.60m。

2)壩頂高程

壩頂高程的確定,是在各種運行情況水庫靜水位加對應風浪高程和安全超高中選取最大值。

壩頂至水庫靜水位的高度的計算公式為:

Δh=2hL+ho+hc

Δh――閘墩頂距水位的高度m;

Hc――閘墩安超高,設計洪水位時取0.3m校核洪水位時取0.2m;

Ho――交通橋梁高(m),取0.8m;

其中風浪要素按《水工建筑物》(高校教材第三版)公式計算。公式如下:

2hL=0.0166V5/4D1/3

式中:D――吹程,取為550米。

V――設計風速,在正常水位及設計洪水位情況用最大風速的1.5倍,校核洪水位于情況用最大風速。

波浪中心線至水庫靜水位的高度ho按下式計算:

4лhl2лHo

ho=--------cth--------

2LlLl

式中:2Ll――波長,2Ll=10.4(2hl)0.8;其它符號的意義同前。Ho――閘前水域的平均水深。安全超高hc:正常運行情況取0.3m,非常運行情況取0.2m。(h-壩頂距水庫靜水位的高度(m)即為風浪高+安全超高)上述成果表明,壩頂高程由校核洪水位控制,定為95.60m,最大壩高15.50m,壩頂長度62.00m。

3)消能設計。根據下游水位較高的情況,采用底流式消能。參照重力壩設計規范的補充規定:“對消能防沖設計的洪水標準,原則上可低于大壩的泄洪標準,鑒于本樞紐攔水建筑物的建基面建在弱風化巖石上,本工程的消能防沖按10年一遇洪水進行設計。消能計算采用水利水電工程設計程序集中的D-3程序進行計算。消能按10年一遇洪水計算。根據計算,消力池的長度為33m,高程為80.10m,護坦的長度為15m。岸坡采用護坡處理,其護砌長度33m,護坡頂高程為10年一遇洪水位。

4)基礎處理。壩的建基面均開挖至弱風化層下0.3~1.0m,由于地基內沒有規模較大的斷裂構造,無須特殊處理。由防滲計算可知,對基礎的防滲措施采用在溢流壩上游與下游端均設齒墻,齒墻深1.5m,厚為1.5m,前端順坡度延伸到與高程80.10m齊平處,下游齒墻厚1.5m,成梯形狀,上游閘底板與消力池間設置止水。

5)穩定計算。(1)計算荷載。①壩體自重及固定設備重;②水重;③靜水壓力;④揚壓力;⑤風浪壓力;⑥側向水壓力;⑦土壓力(或泥沙壓力);(2)荷載組合。①上游正常蓄水位,下游無水;②上游設計洪水位,下游設計洪水位;③上游校核洪水位,下游校核洪水位。(3)抗滑穩定及地基應力計算。

抗滑穩定計算:攔河壩建基面高程為79.80m,根據地質報告,該高程巖性的風化程度為弱風化,參照地質報告力學參數建議值,取f=0.55。

抗滑穩定采用抗剪強度公式計算:K=f(W-u)/∑P

式中K――按抗剪斷強度計算的抗滑穩定安全系數;f――壩體砼與壩基接觸面的抗剪摩擦系數,取0.55;∑W――作用于滑動面以上的力在鉛直方向投影的代數和KN。∑P――作用于滑動面以上的力在水平方向投影的代數KN。

地基應力計算

壩基應力采用材料力學公式計算:

бy=∑w/B±6∑M/B2

式中бy――壩基面垂直正應力;∑W為――作用于計算截面以上全部荷載的垂直分量的總和;∑M――為作用于計算截面以上全部荷載對截面形心力矩的總和;B――為壩體計算截面面積。

根據設計要求,在各種運行情況下,計入揚壓力影響,壩體上游面不得產生拉應力。計算分兩種情況考慮,計算結果表明,各種情況均能滿足規范要求。壩體尺寸由溢流面體型和滿足應力需要控制。

3.4發電廠房

廠房布置在河床左側,為河床式廠房,廠房基礎座落在微風化基巖上,地基無需進行特殊處理。進水口設主閘一道,由固定式啟門機啟閉。檢修門與攔污柵共門槽,由門機啟閉。進水口長度由設備及交通要求確定。廠房進水口前設攔沙坎一道。升壓站布置在廠房的左側。主變壓器1臺,布置在廠房升壓站的右側。進廠公路由下游進入廠房,進廠坡度為2%。

4結語

通過對汶水一站水電站工程的總體布置方案比較及主要建筑物設計,對于低水頭電站來說,設計水頭非常重要,在水工建筑物布置設計時,進(引)水斷面要達到設計要求,尾水段流態要保持平穩暢順,這樣才能使電站機組運行工況和出力達到設計要求。

參考文獻:

[1]《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000

[2]《混凝土重力壩設計規范》SDJ21-78(試行)

[3]《溢洪道設計規范》SL253-2000

[4]《水庫設計規范》SD133-84

水利水電邊坡設計規范范文第4篇

[關鍵詞] 水利;施工監理;開挖;混凝土;灌漿

隨著社會經濟的發展,水利水電工程建設的規模在不斷的擴大,加強水利水電工程施工質量控制,監理工作具有越來越重大的意義。要保證水利工程施工質量,必須采取有效的監理質量控制要點,做好水利水電工程監理工作。

1 監理工程概況

南寧市隆安水庫位于南寧隆安萬發鎮境內,地處灌區東北面的石夾河上。水庫壩址現有簡易公路通過,壩址下游4.6 km處為 207 省道,工程對外交通條件較為方便。隆安水庫主要任務是以灌溉、 農村人飲和鄉鎮供水為主,兼顧河道生態用水。南寧市隆安水庫正常蓄水位691 m高程,相應正常蓄水位庫容1620×104 m3 ,水庫總庫容1894×104m3 ,水庫規模屬中型,樞紐工程等別為Ⅲ等。樞紐工程由砼砌毛石拱壩、 壩頂溢洪道、 左右岸交通洞、放水管及閘門井等組成。

2 大壩開挖監理質量控制

2. 1 爆破參數控制

2. 1. 1 梯段爆破

采用潛孔鉆造孔,鉆孔直徑 Φ100,裝Φ85mm乳化炸藥,臺階高度10m,設計孔間排距3.5 m×2.8 m,封堵長度 2.5 ~ 3.0m,單位耗藥量0.55 kg/m 3 ,超鉆深度1.0 m。

2.1.2 預裂爆破

采用潛孔鉆結合手風鉆造孔,設計孔距0.8m,預裂孔距前排爆破孔 1.5 ~ 2.0 m,裝Φ32 mm硝銨炸藥,線裝藥密度 450 ~500g/m,炸藥及導爆索綁扎在竹片上入孔,間隔不耦合裝藥,封堵長度 1.0 ~1.5 m。爆破網絡采用導爆索連接,采用兩段非電毫秒延期雷管分段,最大段預裂爆破藥量不大于50 kg, 所有預裂孔都超前排主爆孔100 ms起爆。

2.1.3 保護層開挖

采用手風鉆孔,鉆孔直徑Φ40 mm,裝Φ32 mm硝銨炸藥,設 計鉆孔間排距為1.2 m×1.0m,單位耗藥量0.5 kg/m3 。

2.1.4 控制爆破

基礎開挖除對開挖邊坡或建基面采用預裂爆破、光面爆破和保護層開挖等控制外, 在開挖時對新澆筑砼鄰近基礎開挖進行控制爆破, 根據安全質量振動速度嚴格控制單響藥量;嚴格按設計要求進行控制爆破,永久邊坡采用預裂爆破, 按設計要求施工, 確保半孔率達 85% 以上。對于特別破碎或不穩定的巖體, 采用密鉆孔,少藥量,力求使爆破震動對邊坡帶來的影響在允許范圍內。梯段爆破利用孔間微差技術,嚴格控制單響藥量,減少爆破震動,確保邊坡的穩定安全。

2. 2 開挖缺陷及處理

大壩右壩段壩基636 m高程以下地基承載力較差且巖層較為破碎,采用 C20 砼回填處理至墊層砼設計高程。右壩基和右壩肩650 m高程以下地基巖層較為破碎且有裂隙和夾泥層。按設計要求先進行人工切槽,切槽深度為其寬度的 1.5 倍,再鋪設Φ28@ 200 鋼筋網后才澆筑砼, 最后再進行有針對性的固結灌漿。右壩段上游側646m高程以上邊坡開挖,考慮到其開挖后邊坡高度大,且多為殘坡積物堆積,為保證施工開挖安全, 646 m高程以上開挖坡比由1∶0.8調整為1∶1.5,并在646 m高程處增設2m寬馬道。

3 大壩混凝土監理質量控制

3. 1 原材料與配合比控制

審查施工單位的配合比,凡未經監理審批的配合比不得用于施工;督促施工單位及時將原材料送檢, 經有資質的檢測單位檢測合格后,才能投入擬用部位使用,且原材料必須具備三證。

3. 2 混凝土拌和控制

控制混凝土拌和物, 凡不合格的拌和物不得入倉。混凝土澆筑過程中, 督促施工單位按規范要求進行平倉、振搗;砌石方式及塊石粒徑進行翻石檢查措施。保證混凝土拌和物從拌和到砌筑倉面施工振搗完畢歷時不超過1. 5 h, 并力爭盡量縮短。在混凝土生產過程中, 根據外界條件的變化, 對混凝土拌和物進行動態控制, 使實際施工配合比盡可能達到最佳狀態。

3. 3 混凝土澆筑和砌筑控制

砼澆筑過程進行旁站、 巡視、 抽查;低溫季節施工, 層間覆蓋時間按8h控制, 高溫季節施工, 層間覆蓋時間按 4~6 h控制。砌筑分條帶進行, 各條帶鋪料、 平倉、 振搗;方向與壩軸線垂直, 每條帶寬度根據施工倉面的具體寬度適時調整, 一般為10 m。 卸料高度控制在1.0 m以內, 用塔吊運至倉面后依次卸料, 減輕骨料分離, 卸料后及時平倉, 要求邊卸料、 邊攤鋪、 邊平倉, 使混凝土料始終卸在已平倉的 C15 砼砌毛石面上。水平施工縫處理包括工作縫及冷縫。工作縫是指按正常施工計劃分層間歇上升的停澆面, 冷縫是指混凝土澆筑過程中因故中止或延誤、 超過允許間歇時間(自拌和樓出料時算起到澆筑上層混凝土時為止) 的澆筑縫面。水平施工縫的工作縫層面在砼收倉后10 h左右采用高壓水清除混凝土上面的浮漿片、 松散殘物以及污物, 以露砂和微露石為準。在澆筑下一層混凝土時, 先鋪設比 C15砼標號等級或高一級 20 ~30 mm厚的水泥砂漿, 再鋪一層7 ~8 cm厚 C15 混凝土, 然后再向上砌毛石繼續上升。對在施工過程中因故出現的冷縫層面上, 視間歇時間的長短分成 I 型和 II 型冷縫。對 I 型冷縫面, 先將層面上已發白的混凝土挖除, 然后在層面上鋪一層厚5 mm的水泥煤灰凈漿, 再鋪筑上一層混凝土。II 型冷縫按施工縫處理。對骨料塊石, 按規范要求, 嚴格控制塊石粒徑, 不允許超徑塊石和遜徑骨料入倉, 并要求入倉前進行沖洗, 砌筑過程中按20m3 不少于 3 點進行翻石檢查, 確保埋石率滿足設計和規范要求, 有效降低水化熱。砌石按升程倉面完成后, 由業主、 監理單位一同對砌石質量進行大坑開挖檢測, 本工程共布置大坑檢測 3 組。

4. 灌漿工程監理質量控制

4. 1 固結灌漿質量控制

監理工程師在現場根據設計方提出的《正安縣石峰水庫工程大壩基礎固結灌漿技施設計說明》及規范要求對固結灌漿施工工藝進行全過程的控制,對重要工序,如鉆孔孔位、孔向、孔深、孔斜等均在現場進行嚴格的檢查、驗收簽證。在灌漿過中,經常性地對灌漿壓力、水灰比、進行檢查,對灌漿資料進行抽檢,并嚴格按照設計規范要求監督施工單位進行水灰比變換。對特殊地段、 吸漿量大的孔段,及時要求施工單位采用降壓、限流、間歇、待凝的方法進行灌注。嚴格按照設計、規程規范要求的壓力下, 當注入率小于1L/min時,還必須繼續灌注30 min方可結束,灌漿完成后采用壓力灌漿法進行封孔。從大壩固結灌漿成果來看,固結灌漿 I 序孔比 II 序孔吸漿量大,壓水檢查結果透水率均小于5 Lu。

4. 2 帷幕灌漿質量控制

為做好本工程帷幕灌漿工程的質量控制, 監理部嚴格按 《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》(DL/T 5148 -2001)及設計方提出的 《正安縣石峰水庫工程大壩帷幕灌漿技施設計說明》 實施監控, 具體施工過程中, 采取了以下質量控制措施:

(1) 審查施工單位報送的"施工組織設計"和檢查人員、設備、材料的進場情況, 簽發開工申請報告。

(2) 作好原材料的檢測,合格后方可使用,本工程所用水泥為重慶南川 "白塔牌" PC42.5水泥、重慶南川嘉南"鋼珠"PC42. 5水泥。

(3) 鉆孔完成后,經當班監理人員驗收孔深合格后方可進行灌漿,灌漿過程中嚴格按規范及設計要求的水灰比進行漿液拌制和變漿,監理人員隨時檢查漿液的比重,并及時檢查和簽認灌漿原始記錄。

(4) 各單元灌漿完成后,要求施工單位作好灌漿成果統計報監理部,監理工程師根據現場掌握的情況及規范要求布設檢查孔,檢查孔鉆孔過程中監理人員隨時跟蹤檢查鉆孔情況。

(5) 壓水檢查,所有壓水試驗檢查監理人員全過程的旁站,保證試驗結果的準確性。

(6) 對重要工序,如鉆孔孔位、孔向、孔深、孔斜、壓水試驗等均在現場進行嚴格的檢查、 驗收簽證。

5 結 語

綜上所述,在水利水電工程施工中。施工監理是非常重要的,對于整個施工質量的控制具有重要的作用。在水利水電工程施工監理工作中, 除了要做好上述幾項工程的質量控制,還需要對其他工程質量進行有效的控制,以此保證整個水利工程的施工質量。

參考文獻

水利水電邊坡設計規范范文第5篇

關鍵詞: 老撾 Nam Ngum5水電站 進水口 結構設計

1 概述

老撾南俄5水電站進水口采用塔式進水口,進水口平面尺寸為22.32×14m(長×寬)。進水口底板的高程為1050.000,底板開挖高程為1048.000m,塔頂高程為1103.000m,進水塔總高度為55m。進水塔主要由檢修攔污柵、工作攔污柵、檢修閘門、工作閘門和工作閘門門機、液壓啟閉機等設備構成。由于進水口與岸坡之間有15m的距離,故在進水口下游設置牛腿,采用貝雷橋與岸坡進行連接。右岸1103m高程平臺設計了6m寬的至進水口的道路。進水口每段體型具體布置見如下:進水口底板平面尺寸為14×22.32m,設計開挖高程為1048.000m,底板厚度為2.0m,在上游方向設置了齒槽,齒槽深度為3m,長度為3m。同時對基礎進行了有蓋重固結灌漿,固結灌漿深度為8m,灌漿孔間排距為3.0m,梅花型布置。攔污柵段主要由檢修攔污柵和工作攔污柵構成,綜合考慮引水及金屬結構設計的難度,采用兩孔攔污柵,中間設置了中墩。攔污柵段長度為4.85m,寬度為4.0m,攔污柵段外邊墻厚度為2.0m。工作攔污柵前設置了胸墻,胸墻高度為43m,厚度為0.8m。工作攔污柵進口尺寸為4.0×10.0m (寬×高)。考慮過流時候的水利形態,將中墩上、下游引水面均設計為圓形,圓半徑為1.0m。檢修閘門段主要由進口漸變段和閘門段組成,檢修閘門尺寸為5×5m(寬×高)。檢修閘門設胸墻高度為48m,厚度為1.5m,檢修閘門段總長度為6.575m,其中漸變段長度為2.52m。檢修閘門后設置了工作閘門段,工作閘門段根據使用功能主要設置了上游胸墻、工作閘門段、檢修平臺、下游邊墻段的總長度為10.895m。工作閘門尺寸為5.0×5.0m,工作閘門胸墻厚度為1.5m,高度為48m。在1057.000m高程處設置了閘門檢修平臺。在1070.000m和1085.000m高程處設置了休息平臺,同時在邊墻上設計了爬梯方便施工及檢修。在進水塔末端的邊墻上對稱設置了兩個通氣孔,通氣孔尺寸為1.0×1.0m。工作閘門段邊墻厚度為4.35~5.15m。閘頂及下游面設計為牛腿結構,閘頂平面尺寸為20×22.32m,從1097.000m高程開始,按1:0.75的坡度起坡至1103.000m高程,頂部厚度為2m。

2 地質條件

取水口位于壩址上游右岸山坡上,底板高程1050.000m,高出自然河水面(高程1013.4)36.6m,相應地面高程1090.0m,開挖深度約40.0m,進水口邊坡最大高度為118m。山坡坡度較陡,在45°~50°。取水口處地表山坡穩定,無不良物理地質現象發育,地表覆蓋層為第四系殘坡積層(Qedl),根據開挖后的基巖為二疊系下統Nalang組(P1nl)薄層狀灰綠色石英砂巖,產狀:N37°W,NE∠46°,巖體屬中硬巖,但節理裂隙發育,主要有兩組,一組產狀:N40°W,NE∠84°,發育密度4條/m;另一組產狀:N60°E,SE∠45°,發育密度2條/m,受其影響,綜合評定后巖體工程質量等級為Ⅲ級。基礎開挖至設計底板后,發現進水口底板存在軟弱夾層,主要成分為全風化泥夾巖屑行,軟弱夾層帶寬度為0.5~1.0m,通過分析,該軟弱夾層傾向山體內,不存在凌空面,無滑動的空間,不存在閘基的抗滑穩定問題,但是會影響地基承載力。該軟弱夾層挖除設計深度為兩倍軟弱夾層寬度,然后采用C20混凝土回填,在回填混凝土表面配置φ20@200鋼筋網,同時針對該部位進行了固結灌漿進行加強。

3 結構計算

3.1抗滑穩定計算

進水口基礎為基巖應按規范采用抗剪斷強度公式進行抗滑穩定計算,具體如下:

Ks=(f?∑G+C?A) /∑H >[Ks]

Ks──抗滑安全系數,[Ks]──允許抗滑安全系數,對于基本組合選用3.0,對于特殊組合為2.5,F──抗剪斷磨擦系數,按實驗取值為0.65,∑G──作用在閘底板上全部豎向力總和(包括揚壓力在內),單位KN,C──粘滯力按試驗選用0.9Mpa,A──進水口基礎面積,按312.48 m2選用,∑H──作用在閘閘體上全部水平荷載總和,單位KN。

根據選用公式及水閘的安全級別為Ⅲ級,對于基本組合允許抗滑安全系數[ Ks]=3.0,對于特殊組合允許抗滑安全系數 [ Ks]=2.5。

邊坡穩定性對進水口抗滑穩定的影響,通過分析,由于進水口距離邊坡較近,同時開挖后的的部分空隙在設計過程中采用回填混凝土處理,使得進水口與邊坡連成了整體。邊坡的穩定性及產生的剩余推力將進水口的穩定有重大影響,剩余推力的大小將決定進水塔的穩定,本電站在進水口永久支護過程中,已經確保了進水口邊坡的穩定,不產生剩余推力,故在穩定計算中,不計算剩余推力。

通過對進水口的各主要荷載和組合進行分析后,進水口的主要豎向荷載為自重,水平方向主要荷載為上、下游水頭。由于進水的上下游水頭相同,不存在水位差,上下游水壓力大小相同,相互抵消,無對結構產生重要影響的水平力,同時由于進水口的自重非常大,進水口的抗滑穩定滿足要求。故進水口不需要進行抗滑穩定計算。根據地質資料揭示,進水口底板下不存在軟弱夾層,同時由于進水口底板巖層傾向山體內部,不存凌空面,采用部分挖除后,采用回填混凝土的方式的進行處理,所以進水口底板不需要進行深層抗滑穩定分析。

3.2抗浮穩定計算

按《水閘設計規范》在檢修工況時,由于檢修閘門關閉后,檢修閘門后閘體中無水,同時基底還承受揚壓力,故必須對閘體進行檢修工況抗浮穩定驗算。 抗浮穩定驗算按規范推薦公式計算:

Kf=∑V/∑U>[Kf]

Kf──抗浮安全系數,[Kf]──抗浮穩定安全系數,不論水閘級別和地質條件,在基本組合條件下,閘室抗浮穩定安全系數不小于1.10;在特殊組合條件下,閘室抗浮穩定安全系數不小于1.05,∑V──作用在閘室上全部向下鉛直力總和(KN),∑U──作用在閘室上全部揚壓力總和(KN),通過對檢修工況的荷載進行分析后:∑V =346334.2 (KN),∑U=162490 (KN),Kf=∑V/∑U=346334.2/162490=2.13 >[Kf] =1.1

檢修工況時抗滑安全系數滿足規范要求。

3.3地基應力計算

結構安全級別為Ⅱ級,結構重要性系數按Ⅱ級選用γ0=1.0,設計狀況系數按基本組合使用選用ψ=1.0,特殊組合時選用ψ=0.9。偶然組合時選用ψ=0.85,荷載分項系數:對于固定荷載γG=1.05,對于可變荷載γQ=1.2,對于風荷載按規范選用γp=1.3選用。

地基承載能力按如下公式選用,具體為:

σmax=∑N/A+∑Mx/ Wx+∑My/ Wy

σmin=∑N/A-∑Mx/ Wx-∑My/ Wy

σmax──基礎面最大正應力,Σmin──基礎面最小正應力,∑N──豎向力設計值總和,A──進水口基礎面積,按312.48 m2選用,∑Mx、∑My──作用在閘室上的全部豎向和水平荷載設計值對基礎底面形心軸X、Y的力矩(KN?m)。截面慣性矩以順時針方向為負,以逆時針方向為正,Wx 、Wy──閘室基底面對于該底面形心軸X、Y的截面矩(m3)。Wx按1162.43 m3選用,Wy按729.12 m3選用, [σ] ──地基允許承載力,由試驗取值為2 Mpa,對于基本組合采用安全為1.5,特殊組合時安全系數為1.2,設計均按1.5進行考慮,故按[σ] =1.33 Mpa選用。根據前面計算的荷載的特性后,計算出各種工況下基底應力簡表見如表1。

4 結語

通過對Nam Ngum 5水電站進水口結構進行分析和計算后,得出了如下結論:

1)通過該電站的進水口結構分析后,對于整體置于水中的塔體等結構,抗滑穩定、抗浮穩定等通常不存在問題,在設計過程中應充分利用上下游水力平衡的原理,可以極大的減少結構的自重,優化體形節省大量的工程量。

2)本文中通過分析后,對邊岸坡建筑物來講,邊坡的穩定對結構的安全有較大的影響,水工設計人員在設計過程中應充分論證邊坡穩定,評定邊坡產生的下滑力對建筑物安全的影響。本電站通過計算后,邊坡無下滑力等傳遞至進水塔,對于減少結構混凝土的自重有重大意義。

3)通過對進水口等結構進行分析后,對于岸邊結構當基底巖層存在順層的走向或是節理裂隙等時,基底的穩定往往對整個結構起決定性的作用,在設計過程中應引起高度重視。

4)根據開挖后地質情況來看,地質條件往往是復雜多變的,由于岸坡基巖往往受卸荷裂隙的影響,或多活少的存在地質缺陷,基底不可避免的出現斷層破碎帶等結構,故應加強基礎的固結灌漿設計。

5)對于進水塔式進水口,通過分析后,結構在施工工況下應力最大,而在設計工況和校核工況下基地應力反而相對較小。主要是揚壓力的作用比較明顯,受臨時施工工況受控制,可以極大的減小結構的配筋。

參考文獻

[1] SL 265-2001 水閘設計規范.中國水利水電出版社.2001.

[2] DL T 5398-2007 水電站進水口設計規范.中國電力出版社.2007.

[3] 水工設計手冊.華東水利學院主編.水利電力出版社1983.10

[4] 水閘設計實例.山東省水利水電勘測設計院編.山東科學技術出版社.

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