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盐津桥水库大坝工程中的锚固法应用成果

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:盐津桥水库位于贵州省境内,是一个以灌溉、发电、供水及旅游为目的的综合水利工程。表13.6盐津桥水库右坝肩下游岩体稳定分析成果注1.计算岩体自重时,岩体重度为2.5t/m3。从表13.6可知L5裂隙的安全系数较大,而L3所组合的滑移体稳定安全系数较小,且小于规范规定的稳定安全系数要求。锚固设计与施工。考虑工程今后的管理条件,采用全段灌注式锚索。在上述处理方案中,针对锚索布置,校核处理后该部分的稳定性。

盐津桥水库大坝工程中的锚固法应用成果

(1)概述。盐津桥水库位于贵州省境内,是一个以灌溉、发电、供水及旅游为目的的综合水利工程。坝址河床高程为569m,正常高水位650m,坝型为细石混凝土砌块石对数螺旋线双曲薄拱坝,最大坝高100m(含垫座)。

库首右岸坝肩至上游新建公路大桥为复式谷坡分两级,Ⅰ区高程620~742m为一顺倾向条形缓坡,宽20~30m,长220m。至河床为47°~50°的阶梯状陡坡、陡坎,相对河床高50~170m。缓坡以上Ⅱ区为悬崖,高度大于50m,悬崖以上为高程720~750m夷平面。坝肩嵌深开挖将涉及缓坡上部Ⅱ区悬岩,右坝肩下游处于Ⅰ区顺倾向坡岩体。

根据地形地质条件以及拱端布置情况分析,影响右坝肩下游岩体稳定不利地质单元主要有:卸荷裂隙L1与软弱夹层Nj4、Nj5,组成的地质单元;卸荷裂隙L2岩石层理构成的地质单元;卸荷裂隙L3与软弱夹层Nj6、Nj7、Nj8组成的地质单元;卸荷裂隙L3与岩石层面组成的地质单元;卸荷裂隙L4与岩石层面构成的地质单元;卸荷裂隙L5与岩石层理构成的地质单元。

根据上述分析,主要针对L3和L5与其他结构面组成的滑移体进行稳定性分析。坝肩不利滑移体的滑移模式及其稳定状况如图13.7、图13.8所示。

图13.7 滑移体模型I

图13.8 滑移体模型II

根据拱端布置,地形地质资料以及拱端开挖资料分析,对卸荷裂隙L1,卸荷裂隙L2,卸荷裂隙L4组成的不利地质单元,考虑其与河谷临空面之间的岩体较单薄,其稳定性问题主要是避免岩体崩塌坡及边坡稳定,对卸荷裂隙L3,卸荷裂隙L5组成的不利地质单元,采用三维刚体极限平衡法,按抗剪分别计算岩体的稳定安全系数。计算结果见表13.6。

表13.6 盐津桥水库右坝肩下游岩体稳定分析成果

注 1.计算岩体自重时,岩体重度为2.5t/m3
2.计算扬压力时选扬压力折减系数为0.15(考虑坝后采用排水降低渗透力)。

从表13.6可知L5裂隙的安全系数较大,而L3所组合的滑移体稳定安全系数较小,且小于规范规定的稳定安全系数要求。

(2)锚固设计与施工。

1)右坝肩下游边坡处理方案。

①据上述计算结果,卸荷裂隙L3与岩石层面、X节理组成的可能滑移体需进行加固处理,根据工程条件分析采用预应力锚索加固方案,考虑地下水位的影响,为避免锚索因地下水的侵蚀而发生断裂失效,锚索采用双层保护形式,即第一层为钢绞线上涂油脂并用PE塑料包裹,第二层为钢绞线束外封闭的PVC波纹管。考虑工程今后的管理条件,采用全段灌注式锚索。锚索布置如图13.9和图13.10所示。

②卸荷裂隙L3与软弱夹层Nj8以及临空面所构成的可能滑移体,由计算结果,需进行加固处理。在上述处理方案中,针对锚索布置,校核处理后该部分的稳定性。

图13.9 预应力锚索布置

图13.10 I—I剖面

③其他裂隙的影响,由于裂隙外侧岩体较薄,且卸荷裂隙L1,L2,L4前的岩体如果发生滑移或崩塌对边坡岩体的稳定影响较大。故此考虑采用混凝土支护和喷锚支护同时改善锚索周边的支撑条件,并可增加裂隙的稳定性。(www.xing528.com)

2)安全系数Kc的选择。

根据《水工预应力锚固设计规范》(SL 210—98),边坡加固处理的重要的永久性锚固工程,稳定性安全系数Kc≥1.8,故此选择设计情况[Kc]=1.8,校核情况[Kc]=1.5。

3)右坝肩下游边坡处理计算。

①锚索力。在可能滑移体上设置预应力锚索帮助其抗滑稳定。所需锚索力为

式中 Kc——岩体稳定安全系数;

Q——可能滑移体上的滑动力;

F——可能滑移体上的抗滑力;

A——抗滑系数。

根据地形条件以及施工条件,选择1000kN级预应力锚索,共95根。

②锚索。根据锚索力计算,选择7股每股钢绞线由7根ϕ5mm,公称直径ϕ15.24mm的高强低松弛钢绞线组成锚索。利用锚索体与岩体之间的粘结强度条件确定内锚固长度,即用公式img(M)计算(见表13.7),得锚索所需内锚固长度为Lm=10.0m,锚索体自由段长为5m。

表13.7 粘结力Ci(MPa)、安全系数K的取值

③锚墩。根据地质条件,右岸地层岩性为C2—31S,中厚层白云岩、呈层状结构,岩体完整性较好,分析卸荷裂隙L3前岩体,综合取值为[σ]=3.5MPa,泊松比μ=0.15,弹模E=4.5GPa,安全系数K取1.5,锚墩混凝土采用C30,锚墩为梯形正棱台。

4)锚固施工顺序。工程水泥砂浆锚杆施工→混凝土护壁施工→喷射混凝土施工→锚索造孔→穿索→内锚段注浆→锚墩混凝土浇筑→张拉→自由端注浆→外锚头保护。

(3)效果。盐津桥水库右坝肩下游边坡岩层向下的倾角较大,卸荷裂隙较发育,其中较大部分裂隙基本上是顺河床走向,其中部分被裂隙切割后的边坡岩体厚度不大(例如L2,L4),很容易造成岩体崩塌,而这些岩体崩塌又可能对上游建筑物的安全构成危害。采用喷射混凝土支护既可保证锚固施工过程中这部分岩体的稳定,也可参与今后的整体运行,故锚喷支护效果好。

顺层坡岩体渗透水性较大,渗透系数的选取对岩体的稳定性分析影响较大,对锚索体的使用寿命也有较大影响。为提高锚索的使用寿命和考虑工程今后的管理,本工程采用的双层保险和全段灌注式锚索体,从理论与实践上证明,此锚索体效果为宜。

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