【正文】 術(shù)先進，工藝簡單。設備性能穩(wěn)定，機械化程度高，便于操作，造價較低在卵礫石含量較高、含礫直徑較大的土層中不易施工約100高壓擺噴灌漿施工簡單、速度快、固結(jié)體強度大、可靠性高、不會造成環(huán)境和地下水的污染，耐久性較好投資較高，施工工藝參數(shù)不易控制約408抓斗開挖槽孔澆筑混凝土防滲墻工藝先進、速度快、成墻效果直觀，可靠性高需要的工作面較大，存在一定的施工難度約350 方案說明 混凝土防滲墻厚度的選擇混凝土防滲墻厚度的選擇，應根據(jù):①滿足滲透穩(wěn)定條件的要求。②要考慮到施工機械條件。③滲滲穩(wěn)定決定于水力梯度，而水力梯度又隨抗?jié)B標號的提高而增強。一般根據(jù)最大水頭和允許水力梯度，確定防滲墻的厚度。~。 防滲帷幕要求防滲帷幕應符合的要求有: 減少壩基和繞壩滲漏, 防止其對壩基及兩岸邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。在帷幕和壩基排水的共同作用下, 使帷幕后壩基面滲透壓力降至允許值之內(nèi)。 防止在軟弱夾層、斷層破碎帶、巖石裂隙充填物以及抗水性能差的巖體中產(chǎn)生管涌。 具有可靠的連續(xù)性和足夠的耐久性。 帷幕位置的確定在土石壩中存在著壩體滲漏引起的作用在壩體或心墻內(nèi)的孔隙水壓力,同時還存在由地基滲漏引起的作用在地基內(nèi)的揚壓力,當帷幕設計在壩后部,阻險斷了排水條件,如不能夠采取措施,將水順利排出,當揚壓力高出壩體內(nèi)的壓力時,這時地基內(nèi)的部分滲流竄入壩體,不但會使壩體浸潤線升高,嚴重時會使壩體受到?jīng)_刷破壞,所以,如果對帷幕的防滲標準要求較高,幕體的設計就應愈往上游布置。帷幕的底部應伸入相對不透水層不小于5m，若相對不透水層較深，則應根據(jù)滲流分析，并結(jié)合類似工程研究確定。 灌漿帷幕厚度確定巖石地基的帷幕灌漿可根據(jù)巖石的具體情況采用單排或雙排帷幕。帷幕的厚度。帷幕允許的水力梯度J如下表52所示。表52 灌漿帷幕允許的水力梯度表帷幕厚度（m）帷幕的允許水力梯度帷幕厚度帷幕的允許水力梯度＜110＞2251 ~218灌漿帷幕的厚度可按下式計算： （51）式中，T灌漿帷幕厚度，m；H為最大設計水頭，m；J帷幕的允許比降。 防滲處理后滲流計算 參數(shù)的確定按照方案的說明對壩體與壩基的防滲設施進行改進。計算時取較高水位（校核水位）的情況進行復核計算?；炷练罎B墻的滲透系數(shù)一般小于，此處取混凝土防滲墻的滲透系數(shù)為5。目前一般的帷幕灌漿材料大都采用普通的硅酸鹽水泥。最近幾年為了取得更好的灌漿效果，國內(nèi)開始發(fā)展了細度更高的用于灌漿的水泥材料。但從現(xiàn)在的工程報道和相關(guān)的試驗報告看很少有達到，一般能達到。因為再細的水泥也是有粒徑的。此處計算取帷幕的滲透系數(shù)為5。，2=。對于帷幕的深度的確定，采用水頭經(jīng)驗公式： (52)式中：S為帷幕灌漿深度，m；α為系數(shù),。H為承受水頭或壩高，m，此處取壩高為30m；C為依地質(zhì)條件而定的系數(shù)，通常取825m，此處取20m。利用上式即得到帷幕深度S=30+20=35m。 具體計算計算采用理正軟件實現(xiàn)，取校核水位的情況，各參數(shù)已經(jīng)在前面給出。計算結(jié)果見附件。下圖為設計水位下壩體浸潤線及其下游出逸點的位置，壩體及壩基內(nèi)的流網(wǎng)圖：圖51 加固后校核水位下流網(wǎng)圖壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比降以及不同土層之間的滲透比降可由“各點比降計算值圖”中查得。通過大壩滲流計算分析。得出壩坡和壩基滲透穩(wěn)定滿足規(guī)范要求，即處理措施起到了除險加固作用。 上游塊石護坡設計上、下游壩坡基本維持現(xiàn)有壩坡不變。由于結(jié)構(gòu)的需要一般土石壩護坡都護到壩頂。設計為：上游壩坡從壩頂?shù)剿浪徊捎脡K石護坡，140m高程(死水位)以下進行拋石護坡。 干砌石護坡石壩護坡是壩體的重要組成部分。它的作用主要是保護壩體免受風浪以及暴雨的淘刷和冰凌等機械性外力的破壞,保護大壩安全。我土石壩的上游面多采用干砌石護坡。采用這種形式,主要是當?shù)厥县S富,工程質(zhì)量容易保證，便于施工。干砌石護坡根據(jù)波浪的大小可做成單層或雙層。,邊坡通常為1::3。岸高坡陡的用復式坡面。干砌石下面要鋪設礫石墊層或砂子墊層,以防止波浪淘刷壩坡,并滿足反濾層的要求。護坡范圍,通常上至壩頂,下至最低庫水位以下能滿足壩坡土料抗沖要求的高程,不高的壩常護至壩底。在最大局部壓力作用下，塊石所需的計算直徑D(換算為球形的直徑)為: （53） (54)式中:最大波壓力；塊石的容重；水的容重；m上游壩坡坡率；A系數(shù)，對于干砌石護坡，A=；K隨坡率變化的系數(shù)：m=2，K=。 m=，K=。 m=3，K=。 m=4，K=。 m=5，K=。2h設計波高。干砌塊石的平均重量Q（以噸為單位）用下式計算： （55）干砌塊石的厚度t用下式計算： （56）本次計算取m=，及K=。 取=；=1；2h=；A=。經(jīng)計算：D=，t=。在干砌石護坡施工中應注意以下幾點：一, 必須保證石料以下礫石墊層平整,不致經(jīng)雨水沖刷,石頭下陷。二, 雖然干砌石護坡工程質(zhì)量容易保證,施工也方便,但必須保證坡面沒有較大縫隙,不致使石頭振動。 拋石護坡上游護坡，可在堆石料場挑選適當塊徑和級配的石料，拋填在上游范圍內(nèi)。護坡石料的中值塊徑的重量（單位：噸）用下式計算： （57）式中m——上游坡率；2h、2L——設計的波高、波長（波浪要素）；H——壩前水庫水深，m；a、b——經(jīng)驗系數(shù)，見表53.， （58）護坡的厚度，應滿足下式： （單位：米） （59）式中：、——最大、最小塊石的重量，噸；——石塊的容重。表53 a、b經(jīng)驗系數(shù)表m2ab本次計算2L=；m==，b=；2h=；取校核水位情況H=；=。計算結(jié)果為：=，t=。 下游壩面排水設計為了排除降落在壩面的雨水，下游壩坡上應設置縱橫向的排水溝。沿壩軸間方向橫向排水溝的間距約為50100m，溝的斷面可采用，可采用漿砌石或混凝土修筑。邊坡上的縱向排水溝通常設在馬道的內(nèi)側(cè)。對于下游壩坡設有馬道的土石壩，縱向排水溝（沿壩軸方向）通常設置在馬道的內(nèi)側(cè)。沿土石壩壩坡與岸坡連線上應設置雨水截水溝，以攔截沿岸坡流下來的雨水，以免沖刷壩坡。雨水截水溝可采用漿砌石或混凝土建造，雨水截水溝的尺寸應根據(jù)雨水流量的大小而定。此處由于所提供資料不足，就不在具體推求。具體的計算公式如下：在計算平排水溝尺寸時，雨水流量Q可按下式計算： （510）式中：Q——設計雨水流量（m179。/s）。A——集水面積（㎡）；I——設計暴雨強度（mm/h）?！獜搅飨禂?shù)，在計算岸坡截流排水溝時可采用=；。排水溝的截面積可按下式計算： （511）式中Q——設計流量； C——謝才系數(shù)； R——排水溝的水力半徑； i——排水溝的縱坡。 下游貼坡排水設計大壩排水體處理是一個較為棘手的問題，排水體失效一般是位于壩體內(nèi)的反濾層堵塞造成的，若全部更換反濾層，大壩壩身的開挖量較大，工程造價高，開挖后回填土與原壩體難以較好的結(jié)合，影響大壩安全，故此方案不被采用。目前，土石壩排水體處理一般采用沖抓套井法或采用人工井在排水體前沿布設連續(xù)的集滲槽或間隔（35）m布設集滲井，集滲槽或集滲井與原排水體間設置排滲溝，集滲槽內(nèi)靠大壩上游設反濾層，反濾層后鋪設級配的砂石，排滲溝則全部填充碎石。為不影響大壩的安全，集滲槽內(nèi)反濾層及砂石的填充高度一般為（23）m，其上部采用與壩體相同的土料回填壓實。 大壩白蟻防治大壩存在白蟻危害嚴重，大壩兩端與山體接觸處、壩內(nèi)坡正常高水位以上及壩外坡，都有白蟻分群孔及泥線。對兩岸壩面進行以預防、誘殺為主，壩身灌漿為輔的白蟻防治綜合治理方案。 白蟻預防除險加固水庫白蟻預防應根據(jù)大壩產(chǎn)生白蟻的原因，并結(jié)合除險加固工程設計，而采取相應的物理和化學防治方法。加固大壩白蟻預防主要是大壩下游坡面和壩頂及大壩與山體結(jié)合部分進行白蟻預防。采用防蟻毒土溝。在壩體與山體結(jié)合部位挖一條深2m、寬1m的防蟻毒土溝，用40%毒死蜱乳油按1:100稀釋，沿溝壁溝底噴灑，再在每50cm溝內(nèi)回填土上噴灑同樣濃度毒死蜱藥液1次，每米用40%毒死蜱乳油2kg，這樣能阻止大壩兩端山體中白蟻通過取食進入壩體。采用防蟻毒土層。加固水庫大壩下游坡一般植草皮，壩頂為水泥混凝土路面和花壇。在下游坡植草皮和壩頂做水泥混凝土路面及花壇前，在土壤表層噴40%毒死蜱乳油稀釋液（按1:100），滲透土壤深度5cm，每m2用藥80g。這樣大壩壩頂和下游坡坡面形成一道毒土屏障，阻止外來白蟻（繁殖蟻）在大壩表層著巢生存。 白蟻誘殺挖巢治理。人工挖巢就是直接挖出白蟻的主副巢，活捉蟻王、蟻后，及時用藥物毒殺殘存白蟻，其效果立竿見影，達到除根治本的目的。人工挖巢可根據(jù)勘察通過在外坡上的松土堆、雞叢菌、碳棒菌、三踏菌進行蟻穴，然后順著蟻道進行開挖。壩外坡面埋設誘殺包。毒餌誘殺是一種高效低毒、誘殺效果好的特點。在大壩外坡，按58m的間距視白蟻密度全面埋放藥片。藥片埋放后78d檢查一次，若白蟻取食完藥片應及時重新埋放。一般白蟻取食藥餌1015d將全部死亡。該法可在實施幾種防治措施后進行，這樣做既能治理殘留在壩體的白蟻隱患，又能檢驗治理的效果。壩面施藥。蟻源挖除后，對各壩外坡面及蟻源進行噴灑天鷹殺白蟻乳液或凱奇殺白蟻懸浮劑等藥液治理，噴藥分3次進行，藥物噴灑要求充分滲透1cm，噴灑前后12h不下雨（如雨后必須補噴）。使用傳染藥物可使該群白蟻經(jīng)藥物中毒傳染而全部死亡，同時可有效地預防兩邊山頭白蟻的有翅成蟲分飛至大壩上重新營巢。 灌漿處理灌漿是不開挖處理土壩滲浸和內(nèi)部隱患的一種措施。利用壓力漿液, 通過管道注入蟻洞中, 漿液在壓力作用下析水后密實, 以達到恢復壩體整體性和防滲性的目的。對蟻巢、蟻道灌漿。對不具備開挖條件的蟻巢或發(fā)現(xiàn)有較大的蟻道，應進行灌漿填充處理。先在蟻源區(qū)域作標記，按照“先急后緩”的施工原則，利用白蟻與真菌之間的關(guān)系，找巢、用鋼釬定位控巢，然后通過分飛孔、泥被、泥線找出蟻巢和蟻道，然后逐一進行灌藥漿填充處理。實踐證明，白蟻防治應采用綜合式全面滅治的施工方案，在施工時根據(jù)實際情況跟進施工。除險加固水庫白蟻防治工程結(jié)束后應做好后期管理，由專人負責，定期對大壩進行白蟻檢查，對大壩周圍100m內(nèi)環(huán)境白蟻進行滅治，并把檢查和環(huán)境滅蟻情況做登記備查。 環(huán)境保護與水土保持 環(huán)境保護設計環(huán)境保護設計主要包括水質(zhì)保護、環(huán)境空氣質(zhì)量保護、噪聲防治及施工期人群健康保護。水質(zhì)保護主要是對砂石料加工沖洗廢水、混凝土拌制產(chǎn)生的堿性廢水進行處理。環(huán)境空氣質(zhì)量保護主要是對砼拌和系統(tǒng)采取降塵措施，注意交通揚塵防治措施、燃油機械尾氣排放等。噪聲防治可通過調(diào)整施工時段和加強設備的維護和保養(yǎng)及對直接受噪聲影響嚴重的施工人員進行防噪聲解決。人群健康保護措施主要有施工區(qū)衛(wèi)生清理和施工人員衛(wèi)生防疫。 水土保持設計水土保持設計主要措施包括建材開采區(qū)水保、棄渣場水保及臨建設施區(qū)水保措施。土料場取料完后，修建排水設施，用推土機回填表土，平整壓實并種植水土保持種草。第六章 結(jié)論與展望本文結(jié)合TJ水庫大壩所存在的工程質(zhì)量問題，在深入分析研究的基礎(chǔ)上，提出了一些相應的有效加固措施，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，對土石壩的病害種類進行了歸納、分析。闡述了土石壩加固技術(shù)及方法，并對各種除險加固措施進行了分析比較，提出了適合TJ水庫大壩的具體加固措施和方法。如本文研究了各種工況下土石壩的滲流及滲流穩(wěn)定，并利用理正計算軟件對幾種工況下土石壩的滲流及穩(wěn)定進行了復核計算。接下來在大壩復核計算的基礎(chǔ)上，對壩體上游塊石護坡翻修、下游壩面排水設計、壩身、壩基及巖溶防滲處理、下游貼坡反慮排水設計、大壩白蟻防治等方面進行了除險加固設計。當然由于資料有限，并沒有全部進行詳細的設計計算。個人總結(jié)：在滲流加固方案選取的對比方面，個人感覺理由的展開有所欠缺；用理正軟件計算時，操作方法沒有詳細的展示在論文中；各種計算中所取的參數(shù)多為經(jīng)驗值，缺乏理論依據(jù)；后面的排水和白蟻防護設計由于缺乏詳細資料，沒有進行詳細的設計計算。通過對水庫的除險加固，可以確保大壩的安全運行，確保下游人民生命財產(chǎn)安全，大大提高了對下游公共設施的安全保障；水庫的綜合效益也將得到顯著提高。可見，水庫經(jīng)除險加固后，無論是其社會效益還是經(jīng)濟效益，都將明顯的提高。對水庫除險加固工作有如下看法：嚴重的滲漏將引起土壩的散浸、管涌或流土，從而導致大壩開裂甚至潰壩。滲透水流在壩體內(nèi)產(chǎn)生較大的滲透水壓力和孔隙水壓力降低壩體土石料的有效容重和抗剪強度，從而導致壩坡滑動、崩塌。土石壩滲漏的原因很多，查明滲漏原因是有效控制滲漏的前提。研究表明，只要掌握一定的滲流觀測資料及同期的水位和降雨等觀測資料，并結(jié)合工程地質(zhì)情況，通過采取有限元法進行滲流分析等可以找出土石壩滲漏的原因。隨著施工技術(shù)的改進，土石壩的滲流控制技術(shù)近幾年來有了較大發(fā)展。在壩基防滲上，對于中低壩的沖積型河床覆蓋層，可采用施工速度快、造價相對低廉的深層攪拌法和高壓噴射灌漿法建防滲墻。對壩體的防滲處理，可采用充填式灌漿。這些方法雖是行之有效的，但它們都有一定的適用條件，一定要根據(jù)實際的工程條件確定采用相應得當?shù)姆椒āｋS著土石壩及壩基防滲技術(shù)的發(fā)展，必然有更好的新方法、新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，在水庫的除險加固中，應始終注意采用有效、經(jīng)濟、施工簡單的方法。