【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 題目：TJ土石壩除險加固設(shè)計摘 要我國是擁有水庫最多的國家，水庫對國民生產(chǎn)生活用水具有重要的意義。土石壩是我國水利工程中各種壩型應(yīng)用最多的一種，但由于其建設(shè)時期的歷史特殊性，多數(shù)土石壩存在著不同程度的設(shè)計缺陷或質(zhì)量問題。該文主要進行了下列工作:回顧總結(jié)了我國土石壩發(fā)展的基本概況及運行現(xiàn)狀，對土石壩病害的種類及評判方法進行歸納。綜述了土石壩加固技術(shù)及方法，對各種除險加固措施進行了分析比較，并對TJ水庫除險加固進行了系統(tǒng)的分析，結(jié)合壩體蓄水后不同水位條件下壩體浸潤線的變化，分析模擬水位的變化對壩體穩(wěn)定性和變形等方面的影響。從大壩病害勘察、分析，到除險加固設(shè)計直至工程施工處理均進行了較為全面的討論。關(guān)鍵詞：土石壩；除險加固；滲流分析；穩(wěn)定分析AbstractOur country is one of the nations owning the largest quantity of reservoirs in the world, and the reservoir plays a great role in the life and production of our people. The earthrock dam is the most frequentlyused dam in hydraulic engineering in our a result of the largescale construction，most of the earth rock dams exist design or quality problems in different degree. In the paper the following work is mainly reviews and summarizes the development and operation of arthrock dams in China,induces the various disease of earthrock dams and its measure of judgement。The monly used technical method of reinforcement in earthrock dam’s strengthen is summarized to be analyzed and pared. Combining the different water level in the dam after used，primarily analyze the influence on the stress in the dam produced by the changing of water level.The paper has done some research systematically on the procedure of doing away with the dangerous conditions of the TJ Reservoir and its reinforcement as well as the survey and analysis of the diseased dam,the reinforcement design,and the treating of construction.Key words: earthrock dam。 reinforcement of dangerous dam。seepage analysis。 stability analysis目 錄第一章 緒論 1 引言 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 研究目標 2第二章 土石壩的病害及處理技術(shù) 1 土石壩的病險及特征 1 土石壩病害的主要原因 3 加固方法分類及選用原則 3 方法選用原則 3 加固方法分類及適用范圍 4 加固新技術(shù)應(yīng)用 5第三章 TJ水庫工程概況 7 基本情況 7 水文 7 流域概況 7 設(shè)計洪水 8 工程地質(zhì)與工程質(zhì)量 10 區(qū)域地質(zhì)概況 10 溢洪道工程地質(zhì) 11 工程除險加固的必要性 11 工程規(guī)模和任務(wù) 12 工程等級及建筑物級別 12 設(shè)計洪水標準 12 洪水調(diào)節(jié) 12 工程除險加固的任務(wù) 12 基本資料 13第四章 TJ水庫除險加固復(fù)核 14 壩頂高程復(fù)核 14 基本資料 14 壩頂超高計算 16 滲流及滲透穩(wěn)定復(fù)核 18 土石壩滲流原因 18 滲流計算的任務(wù) 19 基本資料 19 計算過程 23 壩坡穩(wěn)定性復(fù)核計算 25 計算方法的選取 25 具體參數(shù)選擇 25 計算工況 26 最小安全系數(shù)的選取 27 具體計算過程 28 結(jié)論 30 壩體變形分析 30第五章 TJ大壩除險加固設(shè)計 31 防滲加固設(shè)計 31 處理方法介紹 31 方案的選擇 31 方案說明 32 防滲處理后滲流計算 33 上游塊石護坡設(shè)計 35 干砌石護坡 35 拋石護坡 36 下游壩面排水設(shè)計 36 下游貼坡排水設(shè)計 37 大壩白蟻防治 38 白蟻預(yù)防 38 白蟻誘殺 38 灌漿處理 39 環(huán)境保護與水土保持 39 環(huán)境保護設(shè)計 39 水土保持設(shè)計 39第六章 結(jié)論與展望 40參考文獻 42附錄 計算書 44致 謝 71第一章 緒論 引言我國是世界上擁有土石壩最多的國家之一。截止到2000年年底統(tǒng)計, ,其中大型水庫420座,中型水庫2704座, ，這些水庫大壩絕大部分是土石壩。土石壩工程在防洪抗旱中發(fā)揮了重要的作用，促進了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高了人民生活水平。但由于當時特定的歷史條件，存在嚴重的“三邊”（邊勘測，邊設(shè)計、邊施工）現(xiàn)象，防洪標準低，質(zhì)量控制不嚴，尾工和隱患較多，時刻威脅下游人民生命財產(chǎn)安全，限制了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，其除險加固的重要性和必要性為人民所認識，各地都在進行病險水庫的除險加固。而搞好病險水庫的除險加固，必須搞好除險加固設(shè)計。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀土石壩是最普遍的一種壩型，無論是在中國，還是在世界其它各國，與其它壩型相比較，土石壩都占絕對優(yōu)勢。二十世紀六十年代以前，中小型壩多采用土石壩，高壩多采用混凝土壩，近幾十年來，這種趨勢發(fā)生了改變，在整個5060年代，各類壩型在壩建設(shè)中的比例的變化情況為堆石壩增加19%，%，%，%%。據(jù)1981年的資料，25座壩高超過200m的水庫中，大壩屬土石壩的有16座，在86座裝機容量超過106kw的水電站大壩中，有59座是土石壩，這說明在高壩大庫中，土石壩所占的比重越來越大。就總體而言，%。由表11和表12知國內(nèi)外發(fā)展具體情況。表11 全世界不同壩型建造數(shù)量和百分比壩型全世界數(shù)量百分比%中國數(shù)量百分比%美國數(shù)量百分比%土石壩2884517305934584重力壩3953519528拱壩1527719163支墩壩、連拱壩4735263表12 建壩總數(shù)中土石壩的發(fā)展比例年份全世界（含中國）全世界（不含中國）中國195019511977197819821982近代土石壩在試驗技術(shù)、設(shè)計理論、施工設(shè)備與工藝等方面,已取得了令人矚目的成就,進而推動了土石壩型的日趨成熟和發(fā)展。土石壩緊隨時代的步伐,不斷地從新技術(shù)、新工藝中獲取發(fā)展的動力,不斷地發(fā)展,成為壩工建設(shè)的主要壩型,它們在壩工建設(shè)中的作用將越來越大,影響將越來越深遠。目前，關(guān)于國外病險水庫大壩的治理措施的報告及相關(guān)文獻還比較少。在美國，主要致力于服務(wù)大壩安全管理的基于確認風險的大壩安全決策研究、大壩應(yīng)急管理和報警系統(tǒng)等非工程措施的研究。在日本，主要致力于由于大壩工程新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，如預(yù)制混凝土構(gòu)件、高流動性混凝土、老壩擴建等新技術(shù)研究，這些技術(shù)可縮短了施工工期，降低了工程造價，保護環(huán)境。另外，日本的水利工程基本實現(xiàn)了自動化監(jiān)控管理，工作人員通過計算機和監(jiān)視屏幕掌握工程運行情況，可遠距離遙控操作閘門等設(shè)備的啟閉。 研究目標評價大壩的安全狀況，掌握工程運行性態(tài)和提高工程的安全保障，加快病險水庫的除險加固進程，早日根治工程存在的不安全隱患，發(fā)揮水庫應(yīng)有的效益。目前，TJ大壩存在較嚴重的質(zhì)量問題，不能在設(shè)計條件下正常運行，屬于Ⅲ類病險水庫大壩，需要盡快對該大壩進行全面的除險加固。通過對該大壩進行除險加固設(shè)計，合理有效的指導(dǎo)TJ土石壩除險加固工程的實施，使其正常發(fā)揮效益，安全運行。第二章 土石壩的病害及處理技術(shù) 土石壩的病險及特征為了達到除險加固的理想效果，首先必須對各種病險有一個較為清楚的認識，以便根據(jù)不同的實際情況采取不同的技術(shù)措施。根據(jù)病害的特點可歸納為兩類: 一類是結(jié)構(gòu)性病害，主要是由結(jié)構(gòu)強度穩(wěn)定剛度構(gòu)造等因素而產(chǎn)生的病險，具體表現(xiàn)于滑坡裂縫排水溢洪設(shè)施問題等。 二類是滲漏性病害，其主要是由壩體及其接合體抗?jié)B性能不足而造成的病險。根據(jù)前人對多年來病險土石壩除險加固經(jīng)驗的總結(jié),主要的病險有以下幾方面。(1) 裂縫。裂縫可以說是土石壩病害中較為常見的現(xiàn)象，有的裂縫在壩體表面就可以看到，有的隱藏在壩體內(nèi)部，裂縫寬窄長短深淺不一。裂縫有平行壩軸線的縱縫，也有垂直壩軸線的橫縫，還有不規(guī)則的傾斜裂縫。無論什么性質(zhì)的裂縫對土壩的正常使用都有不利影響，其中危害最大的是貫穿壩體的橫向裂縫水平裂縫以及滑坡裂縫，它們直接影響壩體的穩(wěn)定性。在進行大壩除險加固時，應(yīng)對裂縫的范圍位置長度寬度深度數(shù)量等參數(shù)進行詳細的測定，以便確定其影響程度，從而采取確切的措施。(2) 滲漏。滲漏一直以來都是危害土石壩安全的主要因素之一，按滲漏的部位可分為壩體滲漏、壩基滲漏、接觸滲漏、繞壩滲漏。 按滲漏性質(zhì)可分為正常滲漏和異常滲漏。 按滲漏現(xiàn)象可分為散浸和集中滲漏。對于因滲漏而引起的壩體破壞或滲漏量過大，且影響蓄水和造成土石壩整體或局部失穩(wěn)的，稱為異常滲漏，異常滲漏則是考核壩體病險程度的主要指標之一，若出現(xiàn)地面凸起坍塌或管涌現(xiàn)象則表現(xiàn)滲漏很嚴重，急需處理。(3)滑坡。土石壩滑坡的原因有很多，如壩坡太陡，壩體抗剪強度偏小，壩基土的抗剪強度不足，外界因素擾動(如地震、壩周圍動荷載) 等，而導(dǎo)致壩體局部或整體的滑動。實際上滑坡往往是多種原因綜合產(chǎn)生的，所以當發(fā)現(xiàn)滑坡征兆后，應(yīng)及時認真調(diào)查研究，分析滑坡產(chǎn)生的原因，并根據(jù)不同的情況，采取有效的方法及時處理。(4)護坡?lián)p壞。護坡是土石壩的重要組成部分，由于雨水波浪動植物以及設(shè)計不當施工質(zhì)量和管理等因素的作用和影響，土壩壩坡大都存在不同程度的毀壞，嚴重的將威脅大壩的安全。護坡毀壞原因比較復(fù)雜，主要有壩體碾壓不實護坡墊層設(shè)計與施工不合格塊石偏小砌筑質(zhì)量差設(shè)計不完善水流沖刷壩體不均勻沉陷塊石風化變質(zhì)等原因。因此，需要綜性的分析護坡產(chǎn)生的問題。(5)輸泄洪建筑物老化破壞。隨著使用年限的增加，許多土石壩的輸泄洪建筑物老化，甚至出現(xiàn)裂縫、斷裂、露筋、漏水等現(xiàn)象，嚴重影響了這些建筑物的接體性和安全性。特別是遇到壩下埋管時，極易導(dǎo)致接觸沖刷破壞。 有時也存在溢流面和泄槽未襯砌或質(zhì)量差沖蝕，無消能工或消能工不完善，基礎(chǔ)淘刷等，以上情況均危及壩體安全。(6)防洪標準偏低。我國有很多土石壩的防洪標準低，達不到規(guī)范要求的洪水標準。水庫的防洪標準低于頒布的防洪標準，壩高低于設(shè)計洪水位的要求。表21統(tǒng)計了國內(nèi)各地一些病險水庫存在的問題，并列舉了各水庫對應(yīng)的加固治理措施。表21 病險水庫存在問題統(tǒng)計表序號水庫名稱壩型存在問題治理對策1陜西省討曲坡水庫均質(zhì)土壩庫區(qū)滲漏混凝土填塞溶洞、裂縫，水平粘土鋪蓋2江西省濱川水庫均質(zhì)土壩壩身滲流穩(wěn)定、壩坡穩(wěn)定、壩基滲漏抓斗造薄壁塑性混凝土防滲墻3廣西省和平水庫粘土心墻壩壩坡穩(wěn)定高壓擺噴灌漿造防滲墻4山東省賀莊水庫土砂組合壩壩身滲流穩(wěn)定、壩身變形劈裂灌漿5安徽省城西水庫粘土斜墻壩壩身、壩基滲流穩(wěn)定高壓擺噴灌漿和劈裂灌漿聯(lián)合防滲6浙江省橫溪水庫粘土心墻壩壩身滲流穩(wěn)定壩基帷慕灌漿7福建省江家水庫漿砌石拱壩壩體結(jié)構(gòu)應(yīng)力、壩體滲漏大壩培厚、上游面防滲和下游坡防護8四川省長沙壩水庫漿砌石拱壩，壩上游面鋪鋼筋混凝土防滲面板，壩體裂縫化學灌漿9廣東省龍頸上水庫均質(zhì)土壩壩頂高程不足，壩體上部存在礫石土，滲透系數(shù)大于規(guī)范要求加高培厚背水坡，壩體進行劈裂灌漿，基礎(chǔ)進行帷慕灌漿10廣東省南告水庫漿砌石重力壩壩體滲漏量較大，并且滲漏水對硅(砂漿)存在溶出型侵蝕、碳酸型侵蝕和泛酸型侵蝕，造成大壩材料容貢、防滲墻抗?jié)B能力、硅與漿砌 石的強度、抗剪斷粘結(jié)力等的降低漿砌石壩體整體充填水泥漿，上游面采用灌漿重造防滲幕11廣東省紅場水庫均質(zhì)土壩壩身滲流穩(wěn)定、壩坡穩(wěn)定造塑性混凝土防滲墻、培厚背水坡 土石壩病害的主要原因(1)自然災(zāi)害問題。土石壩建筑物受到自然界難以預(yù)測或難以抗拒的災(zāi)害的作用,致使水庫大壩發(fā)生災(zāi)害性事故,造成無可挽回的損失?？偟膩碇v土石壩可能遇到的自然界災(zāi)害有:一是遭遇非常洪水、特大水流。二是遭遇強烈的風暴、地震、山崩、滑坡等自然界災(zāi)害。(2)設(shè)計階段的失誤?？偨Y(jié)以往工程設(shè)計經(jīng)驗和教訓,在設(shè)計階段容易出現(xiàn)失誤:一是缺乏勘測資料就盲目進行工程設(shè)計,或因勘測的深度、精度、范圍和方法不當,勘測設(shè)計資料不準確,以及勘測和設(shè)計工作脫節(jié)等。二是土石壩樞紐建筑