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黄河万家寨水利枢纽-坝基浅层抗滑稳定分析结果

时间:2023-11-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)坝基浅层滑动模式分析以勘探确定的软弱结构面及坝体结构为依据确定各坝段的滑动模式。表7-5坝基岩体抗剪强度稳定计算采用值(三)计算原则及假定大坝浅层抗滑稳定计算采用刚体极限平衡法,采用抗剪断公式计算抗滑稳定安全系数。说明左侧泄水坝段浅层抗滑稳定安全储备偏低,需采取工程措施进行加固处理。因此,河床右侧坝段浅层抗滑稳定满足要求,不需进行地基加固处理。

黄河万家寨水利枢纽-坝基浅层抗滑稳定分析结果

(一)坝基浅层滑动模式分析

以勘探确定的软弱结构面(层间剪切带)及坝体结构为依据确定各坝段的滑动模式。由于坝基∈2Z5 层内平行坝轴线方向的裂隙发育,同时考虑到坝踵处易产生拉应力,不考虑坝踵上游侧岩体的阻滑作用。

1.左侧泄水坝段

坝基与护坦基础连通的SCJ08、SCJ10 剪切带为浅层滑动控制面。

左侧泄水坝段浅层滑动面存在顺层滑动和剪切滑动两种形式。顺层滑动即沿剪切带滑动,滑出部位为下游冲刷坑(单滑面)。剪切滑动又分为两种形式:①坝基下沿剪切带滑动,在坝趾部位切断上覆岩体和混凝土护坦滑出(双滑面);②坝基下沿剪切带滑动,在坝趾部位切断上覆部分岩体后,沿护坦下SCJ07 剪切带滑动(复合滑动面)。

11 号坝段下游无临空面,且剪切带出露点较远,偏于安全考虑,滑动面计算至混凝土尾水导墙末端,桩号为下0+300.00m。

2.右侧河床坝段

坝基SCJ01(仅16~19 号坝段)、SCJ07、SCJ08、SCJ10 剪切带为坝基浅层滑动控制面。

电站坝段(16~17 号坝段)和18 号坝段坝基开挖成台阶状,且坝体与厂房设计为整体连接,滑动时应为整体滑动。滑动面在大坝甲、乙块基础部位沿层间剪切带滑动。在大坝丙、丁块及电站厂房部位沿基岩面滑动,不考虑电站厂房下游岩体抗力作用。

(二)坝基岩体抗剪强度计算指标

坝基岩体抗剪强度指标计算采用值见表7-5。

表7-5 坝基岩体抗剪强度稳定计算采用值

(三)计算原则及假定

(1)大坝浅层抗滑稳定计算采用刚体极限平衡法,采用抗剪断公式计算抗滑稳定安全系数

(2)以单个坝段为计算单元,对不同坝段分别计算。

(3)不考虑相邻坝段间横缝灌浆的整体作用,以及滑动面以上坝基岩体的侧向阻滑作用。

(4)考虑各剪切带顺水流方向的视倾角。

(5)上游水压力计算按不同情况分别考虑:

1)最高蓄水位及正常蓄水位情况下,按清水容重计算水压力。自910.00m 高程至计算滑动面之间考虑淤沙固结作用,水压力强度不再随深度增加,保持常数。

2)校核洪水位、设计洪水位情况下,自相应水位至淤沙顶高程间按浑水容重计算水压力,自淤沙顶高程至基岩面之间按清水容重计算水压力,自基岩面至计算滑动面之间考虑淤沙淤堵作用,水压力强度不再随深度增加,保持常数。

3)初期运行水位情况下除上游水压力计算采用清水容重外,其余均采用2)项之假定。

(6)计算扬压力时,考虑上游帷幕及主排水孔作用,上游按主排水孔处渗透压力一次折减考虑,折减系数α=0.25,左侧坝段考虑坝基面及护坦设置的纵横排水管及排水廊道系统、护坦下游防渗帷幕及防冲板的作用,渗透压力在第一基础排水廊道(桩号为下0+022.00m)处取为0,右侧坝段渗透压力计算至厂房末端(下游边)。地基加固处理后,考虑集水井的抢排作用,左侧泄水坝段考虑护坦下游防渗帷幕作用,下游渗透压力一次折减,折减系数β=0.40,渗透压力在下游排水廊道排水孔中心线处(桩号为下0+146.00m)取为0。

(7)11 号坝段下游有尾水导墙,而且剪切带出露点较远,因此计算其抗滑稳定时沿单滑面计算至桩号下0+300.00m 处。19 坝段下游为电站主安装场和副厂房,基础混凝土较厚,而且下游基岩面高程较高,剪切带埋深较大,出露点较远,因此计算其抗滑稳定时沿单滑面计算至桩号下0+350.00m 处。

(四)荷载及荷载组合

荷载及荷载组合见表7-6。(www.xing528.com)

表7-6 荷载及荷载组合表

(五)浅层抗滑稳定计算

1.河床左侧坝段浅层抗滑稳定计算

河床左侧各坝段沿SCJ08 和SCJ10 剪切带抗滑稳定安全系数分别见表7-7和表7-8。

表7-7 河床左侧坝段沿SCJ08 滑动安全系数表(单滑面)

表7-8 河床左侧坝段沿SCJ10 滑动安全系数表(单滑面)

注 表中分子表示沿单滑面计算至下游冲坑安全系数;分母表示坝体自身安全系数;11 号坝段分子表示沿单滑面计算至下0+ 300.00 处安全系数;分母表示坝体自身安全系数。

计算结果表明左侧泄水坝段沿SCJ08 或SCJ10 单滑面滑动为控制工况,坝体自身安全系数较小,一般在1.34~1.78 之间,考虑长护坦下部岩体作用沿单滑面计算至下游冲坑时,安全系数值大部分在2.10~2.60 之间。说明左侧泄水坝段浅层抗滑稳定安全储备偏低,需采取工程措施进行加固处理。

11 号坝段下游没有冲刷坑,剪切带出露点距坝体很远,而且下游有尾水导墙,对坝体稳定有利。从计算结果可知,11 号坝段沿SCJ08 和SCJ10 滑动时,坝体自身安全系数基本组合情况下均大于1.60,当沿单滑面计算至下0+300.00 时,各种计算工况下安全系数均大于3.0,满足规范要求。

2.河床右侧坝段浅层抗滑稳定计算

河床右侧各坝段沿SCJ01、SCJ07、SCJ08 及SCJ10 剪切带滑动安全系数见表7-9~表7-12。

表7-9 河床右侧坝段沿SCJ01 滑动安全系数表

表7-10 河床右侧坝段沿SCJ07 滑动安全系数表

表7-11 河床右侧坝段沿SCJ08 滑动安全系数表

表7-12 河床右侧坝段沿SCJ10 滑动安全系数表

注 表中分子表示考虑厂坝整体作用时的安全系数,分母表示坝体自身安全系数。

从表中可以看出,对河床右侧12~19 号坝段当不考虑厂坝整体作用时坝体自身的抗滑安全系数K'接近或大于2.0,表明坝体自身稳定有一定的安全度。当考虑厂坝整体连接的作用时,基本组合工况下各坝段抗滑稳定安全系数K'均大于3.0,特殊组合工况下K'均大于2.5。因此,河床右侧坝段浅层抗滑稳定满足要求,不需进行地基加固处理。

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