锦屏一级高拱坝右岸坝肩稳定分析及加固处理(2)

来源:南粤论文中心 作者:张星 陈锦 陆新宇 发表于:2015-03-01 12:51  点击:
【关健词】水利工程;锦屏一级高拱坝;刚体极限平衡法
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3.4 成果分析
暂不考虑混凝土置换网格及固结灌浆等加固措施,计算得到三种不同工况下右岸坝肩不同高程的抗滑稳定安全系数K,如表3所示:
表3 右岸坝肩不同高程抗滑稳定安全系数
高程(m) 第1种工况 第2种工况 第3种工况
1580 3.83 4.51 3.88
1610 3.62 4.42 4.57
1650 3.70 4.15 4.68
1680 4.57 4.06 4.44
1710 4.67 3.41 4.72
1740 3.81 3.42 4.66
1770 5.03 3.71 3.83
1800 6.04 3.60 4.83
1830 5.21 3.83 5.06
1860 5.08 3.67 4.79
1885 5.53 3.63 4.70
坝肩岩体分析结果表明其应力和变形均符合一般的规律,在组合荷载条件下变形、应力分布基本对称河谷,影响范围为3~5倍拱端宽度,且量值不大。
从表中可以看出,拱坝右岸坝肩的抗滑稳定安全系数在基本组合工况(工况1与工况2)下, ,小于3.5,出现在温升工况下的1710m高程;在特殊组合工况(工况3)下, ,大于3.0,出现在校核洪水位工况下的1770m高程。故需要对右岸坝肩进行加固处理。
4 锦屏一级高拱坝右岸坝肩加固措施
锦屏一级高拱坝右岸为顺坡岩层,岩体内发育F13、F14断层,质量整体较好,抗变形能力强。右岸坝肩稳定主要是抗滑稳定问题,采取如下工程措施来增强坝肩稳定:
(1)加强对F13断层的防渗处理。由于该断层与库水相通,对右岸坝肩稳定不利,考虑在F13断层与防渗帷幕线交叉部位设置混凝土防渗斜井进行置换,以达到理想的防渗效果。同时,将抗力体排水幕向山内加深,右岸排水帷幕穿过F13断层,以克服F13断层的相对隔水影响。
图8 F13断层处理示意图
(2)对F14断层进行深部混凝土网格置换。F14断层离右岸坝肩较近,位于拱坝传力的关键部位。对F14断层在1785.00,1730.00,1687.00m三个高程上布置了混凝土置换平硐及置换斜井的网格系统;顺着F14断层面进行加密固结灌浆。
图9 F14断层处理示意图
进行上述处理以后,右岸坝肩整体性更强,更有利于拱坝推力向F13、F14断层以里的山体扩散,从而增强了右岸坝肩的稳定性。
考虑了混凝土置换网格及固结灌浆等加固措施,计算得到三种不同工况下右岸坝肩不同高程的抗滑稳定安全系数K,如表4所示:
表4 右岸坝肩加固后不同高程抗滑稳定安全系数
高程(m) 第1种工况 第2种工况 第3种工况
1580 4.03 4.57 4.01
1610 3.90 4.47 4.73
1650 4.03 4.21 4.80
1680 5.02 4.14 4.64
1710 5.32 3.52 5.04
1740 4.83 3.54 5.00
1770 6.14 3.79 4.22
1800 6.87 3.73 5.06
1830 5.51 3.86 5.09
1860 5.11 3.69 4.83
1885 5.63 3.63 4.72
从表中可以看出,采取了加固措施以后拱坝右岸坝肩的抗滑稳定安全系数在基本组合工况(工况1与工况2)下, ,大于3.5;在特殊组合工况(工况3)下, ,大于3.0。说明针对右岸的深部混凝土网格置换和断层的防渗处理措施是有效的,为右岸坝肩稳定提供了了保障。
5 结语:
(1)坝肩岩体分析结果表明其应力和变形均符合一般的规律,在组合荷载条件下变形、应力分布基本对称河谷,影响范围为3~5倍拱端宽度,且量值不大。
(2)刚体极限平衡法计算结果表明,锦屏一级高拱坝右岸坝肩在组合温升工况下1710m~1740m高程的抗滑稳定安全系数不满足规范要求,需对其进行加固处理。
(3)对锦屏一级高拱坝右岸坝肩进行深部混凝土网格置换和断层防渗处理等工程措施是有效的,有效保障了右岸坝肩的稳定。
(4)本文结合锦屏一级高拱坝三维非线性有限元分析,利用多重网格的方法,将有限元的应力成果转移到任意滑面上,进而分析出滑面的稳定状态,并求出类似刚体极限平衡法的滑体安全系数。计算过程简洁明了,有利于工程技术人员掌握和推广应用。
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