【正文】 土石壩滑坡的加固方案主要從降低壩體浸潤線著手，解決壩體、壩基及壩肩岸坡的滲漏、解決沿壩下涵管道接觸滲漏和涵管的漏水:放緩壩坡，壓重壩腳和導滲排水，以有效的提高壩體的抗滑穩(wěn)定性。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(yīng)得當?shù)姆椒āＴ趬位罎B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。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。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?？梢?，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。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(shè)計由于缺乏詳細資料，沒有進行詳細的設(shè)計計算。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(shè)計、壩身、壩基及巖溶防滲處理、下游貼坡反慮排水設(shè)計、大壩白蟻防治等方面進行了除險加固設(shè)計。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。土料場取料完后，修建排水設(shè)施，用推土機回填表土，平整壓實并種植水土保持種草。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。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。 環(huán)境保護與水土保持 環(huán)境保護設(shè)計環(huán)境保護設(shè)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。實踐證明，白蟻防治應(yīng)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。對不具備開挖條件的蟻巢或發(fā)現(xiàn)有較大的蟻道，應(yīng)進行灌漿填充處理。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。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。壩面施藥。一般白蟻取食藥餌1015d將全部死亡。在大壩外坡，按58m的間距視白蟻密度全面埋放藥片。壩外坡面埋設(shè)誘殺包。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。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。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。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。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。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。 下游貼坡排水設(shè)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。——徑流系數(shù)，在計算岸坡截流排水溝時可采用=；。/s）。此處由于所提供資料不足，就不在具體推求。沿土石壩壩坡與岸坡連線上應(yīng)設(shè)置雨水截水溝，以攔截沿岸坡流下來的雨水，以免沖刷壩坡。邊坡上的縱向排水溝通常設(shè)在馬道的內(nèi)側(cè)。 下游壩面排水設(shè)計為了排除降落在壩面的雨水，下游壩坡上應(yīng)設(shè)置縱橫向的排水溝。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=；=。 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)。在干砌石護坡施工中應(yīng)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。 取=；=1；2h=；A=。2h設(shè)計波高。 m=4，K=。 m=，K=。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。岸高坡陡的用復式坡面。干砌石護坡根據(jù)波浪的大小可做成單層或雙層。我土石壩的上游面多采用干砌石護坡。 干砌石護坡石壩護坡是壩體的重要組成部分。由于結(jié)構(gòu)的需要一般土石壩護坡都護到壩頂。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。下圖為設(shè)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。 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。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。，2=。因為再細的水泥也是有粒徑的。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?；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。 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(shè)施進行改進。帷幕允許的水力梯度J如下表52所示。 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(shè)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(shè)計就應(yīng)愈往上游布置。 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。 防滲帷幕要求防滲帷幕應(yīng)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。一般根據(jù)最大水頭和允許水力梯度，確定防滲墻的厚度。②要考慮到施工機械條件。表51 壩體防滲方案綜合比較表防滲方案優(yōu)點缺點投資深層攪拌樁截滲墻技術(shù)先進，工藝簡單。綜合考慮兩種方案各項指標最終選定第一種方案對大壩進行除險加固處理。方案Ⅱ：對壩體填土及壩基覆蓋層防滲均采用二管高壓擺噴灌漿防滲墻處理，處理范圍為樁號0+000～0+247，全長247m，采取單排布置，造孔155孔，～。方案Ⅰ：對壩體填土及壩基覆蓋層防滲均采用抓斗法造砼防滲墻處理，處理范圍為樁號0+000～0+247，全長247m，（）。在確定幕體厚度時,應(yīng)考慮幕體所承受的水頭及幕體容許的水力坡度,來達到幕體在設(shè)計水頭作用下的滲流穩(wěn)定。(2) 確定帷幕在壩基內(nèi)的具體位置及幕體厚度,也就是確定灌漿擴散半徑、孔距、排數(shù)和排距等參數(shù)。這也是一種垂直防滲方法。這是病險水庫防滲加固常用的一項措施。如處理壩基防滲，其防滲墻上部應(yīng)與壩體的防滲體相連接，并達到一定的深度。此處理方法屬于垂直防滲措施，其優(yōu)點可以適應(yīng)各種不同資料的壩體和復雜的地基水文和工程地質(zhì)條件。第五章 TJ大壩除險加固設(shè)計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(shè)計、壩身、壩基及巖溶防滲處理、下游貼坡反慮排水設(shè)計、大壩白蟻防治等方面進行除險加固設(shè)計。從大壩整體來看，沒有發(fā)現(xiàn)危害性裂縫，自建成運行至今，整體沉降也已基本穩(wěn)定，不存在明顯的整體不均勻沉降，也沒有因不均勻沉降而產(chǎn)生的危害性拉裂；位移也較小，至今未發(fā)現(xiàn)明顯位移現(xiàn)象。 壩體變形分析大壩自1959年蓄水投入運行以來，受到當時歷史條件的影響及施工條件的限制，水庫一直存在質(zhì)量隱患，配套工程不盡完善，至今大壩仍未埋設(shè)必要的變形(水平、垂直位移、裂縫)觀測，因而無法對大壩進行壩體內(nèi)部沉降，水平位移，垂直位移及裂縫作定量分析，現(xiàn)僅根據(jù)目測外表來進行分析。和均大于最小安全系數(shù)，故壩坡穩(wěn)定滿足要求。兩種工況的具體計算結(jié)果見附件。以下分別為兩種工況的計算圖。同樣先進行“自動搜索最危險滑裂面”，設(shè)置“土柱位置誤差”參數(shù)為10。點邊界可以不輸。而此處計算取高水位時的浸潤線近似計算。 水位降落期水位降落期分為：上游坡校核水位緩降至死水位的水位變動期和上游坡校核水位降至正常蓄水位的水位變動期，取水位降落速度為每24小時降落1m。計算結(jié)果見附件。具體操作如下：首先利用CAD將滑坡橫斷面按理正計算要求格式畫好，將圖形導入到理正中，并設(shè)置各種參數(shù)如下：基本操作面：水面選項：浸潤線近似表示：參數(shù)設(shè)置好以后，首先設(shè)置“自動搜索最危險滑裂面”，設(shè)置“土柱位置誤差”參數(shù)為10。所以本次復核計算取正常運用條件，同時根據(jù)所給資料大壩屬于3級工程，（及下表413）可知。圖46 圖47 圖48 最小安全系數(shù)的選取根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范中規(guī)定，土石壩設(shè)計條件中的正常運用條件分類如下：⑴水庫水位處于正常蓄水位和設(shè)計洪水位與死水位之間的各種水位的穩(wěn)定滲流期；⑵水庫水位在上述范圍內(nèi)經(jīng)常性的正常降落；⑶抽水蓄能電站的水庫水位的經(jīng)常性變化和降落。 浸潤線浸潤線采用滲流計算時所得的壩體浸潤曲線的近似折線。⑵水上粘聚力為10Kpa時，水上就為10+5Kpa，即加上5Kpa。表412 大壩斷面各區(qū)土料物理力學指標序號部位內(nèi)摩擦角凝聚力重度飽和重度φ（176。圖45 大壩計算斷面示意圖 大壩斷面各區(qū)土料物理力學指標根據(jù)大壩工程地質(zhì)材料中壩基取為石灰?guī)r，相應(yīng)的物理力學指標根據(jù)經(jīng)驗值取得。 具體參數(shù)選擇 斷面選擇計算斷面采用所給資料中CAD圖紙的斷面（如下圖45）。其計算簡圖如下圖44所示。畢肖普簡化法使用圓弧滑裂面。對于均質(zhì)壩、厚斜墻壩和厚心墻壩，宜采用計及條塊間作用力的簡化畢肖普(Simplified Bishop)法；對于有軟弱夾層、薄斜墻、薄心墻壩的壩坡穩(wěn)定分析及任何壩型，可采用滿足力和力矩平衡的摩根斯頓一普賴斯(MorgensternPrice)等方法。需要對其進行必須對其采取防滲處理。通過大壩滲流計算分析，從輸出結(jié)果中的“比降計算值圖”。⑶當各種參數(shù)設(shè)定完成之后，點擊確定，軟件進行計算，輸出各種計算結(jié)果（見附件）。具體步驟：⑴先由CAD按理正軟件的要求畫出大壩的橫斷面圖，以米為單位用1:1比例畫圖；⑵之后轉(zhuǎn)成DXF格式的文件，在理正軟件的環(huán)境下載入圖形?，F(xiàn)有棱體內(nèi)未見有反濾料，僅見塊石及碎石，僅為一塊石堆體，可見棱體質(zhì)量較差，難以起到反濾作用，已基本失效。室內(nèi)定名為含礫或含砂低液限粘土及高液限粘土。cm/s。壩基覆蓋層巖性為紅黃色、黃紅色壤土，局部夾灰?guī)r碎塊、碎屑等，土層結(jié)構(gòu)較密實，粘結(jié)性中等至較好，呈可塑～硬塑狀態(tài)，為中等透水土層，綜合室內(nèi)、外試驗，cm/s。土層結(jié)構(gòu)較松散，粘結(jié)性中，呈可塑狀態(tài)，土料來源于大壩左右岸山坡及庫周殘坡積壤土層和風化層，大壩填土室內(nèi)定名為多含礫低液限粘土。④大壩反濾棱體施工質(zhì)量差，無分級反濾料，難以起到反濾作用。③沖抓鉆套井心墻土質(zhì)為較均勻的粘土，所建部分起到了一定作用。綜上可知壩體質(zhì)量評價為：①壩體填土主要為殘坡積粘土，土層結(jié)構(gòu)松散，夾有少量風化碎石，室內(nèi)壓縮系數(shù)較大，碾壓不密實且不均勻。據(jù)現(xiàn)場檢查大壩內(nèi)外坡均為塊石護坡，塊石巖質(zhì)為石灰?guī)r，弱風化，僅局部為強風化，塊石質(zhì)量較好。⑸反濾棱體質(zhì)量檢查在棱體部位挖一探坑檢查棱體質(zhì)量，據(jù)現(xiàn)場觀察，在棱體內(nèi)未見有反濾料，僅見塊石及碎石，僅為一塊石堆體。綜合室內(nèi)、外試驗，cm/s。表411 防滲心墻土物理力學指標 數(shù)值指標算術(shù)平均值大值平均值小值平均值建議值天然含水量(%)濕容重(g/cm3)干容重(g/cm3)比重孔隙比液限(%)塑限(%)塑性指數(shù)壓縮模量(Mpa)壓縮系數(shù)(Mpa1)凝聚力Kpa22241818內(nèi)磨擦角(度)貫入擊數(shù)(擊)9107從上表中可以看出，心墻填土的干密度較小，壓縮系數(shù)較大，屬中～高壓縮性土。防滲心墻土物理力學指標，為了解防滲心墻土物理力學指標，共取原狀土樣11個，進行室內(nèi)土工試驗。［1/4(1n)］100=，可知PC≥［1/4(1n)］100，其破壞類型為流土破壞，臨界水力坡降按公式J臨=(Gs1)(1n)。求得=建議其=～⑶壩基滲透穩(wěn)定評價壩基土層結(jié)構(gòu)較密實，粘性中等，可塑狀態(tài)。據(jù)室內(nèi)土工試驗成果代表性土樣（ZK3011），據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB5028799)土的細粒含量判別方法，該層土的細粒含量為PC=55%。壩體填土為中等透水性土層。表410 壩體填土物理力學指標實驗結(jié)果統(tǒng)計表 數(shù)值指標算術(shù)平均值大值平均值小值平均值建議值天然含水量(%)濕容重(g/cm3)干容重(g/cm3)比重孔隙比液限(%)塑限(%)塑性指數(shù)壓縮模量(Mpa)壓縮系數(shù)(Mpa1)凝聚力Kpa22271818內(nèi)磨擦