黄石滩水库混凝土面板堆石坝设计(1)程力学毕(2)

4坝体变形与应力

采用以上参数，使用双屈服面模型可以计算出不同筑坝材料分区时对大坝应力与变形的影响，结果表明，既使将片理状岩石放置在次堆石区，影响也是很大的，参见表3。

                     表3   大坝分区材料与应力变形关系

由表3可以看出绿泥石片岩尽管属中硬岩石，但它的层理性和各向不均性显示非常明显，同一块试件沿不同层次角度的强度指标相差2~3倍，软化系数也相差一倍，因此使用层理性较强的中硬岩石筑坝，除了应适当放缓设计坝坡而外，尚应承担坝体大变形和面板较大挠曲度的风险。采用无层理结构的块状岩石筑坝，由于该种材料无各向异性问题，反映出坝体变形仅为层理填筑料的1/4。因此“什么材料都可以筑坝”这句话并不全面，除了就地取材使用而外，还应更多地顾及大坝和面板的变形及应力状况。

5强风化趾板基础处理

河床趾板基础位于断层两交汇处，岩体破碎，风化强烈，强风化层厚度达14m之多。若按常规挖除强风化层作为趾板建基面，则基坑深达20m，第二年度汛将被迫采用坝面过流方案，汛期坝体填筑停工，致使工期延长一年，坝面保护等临建工程费用增加约三百余万元。

设计采用保留强风化岩体，剥离冲积覆盖层及全风化层，基坑深度8m，在清基面上浇筑2~3m厚c15混凝土板。基础采用深锚杆和深固结孔灌浆，孔、排距采用1.5m(详见图3)。

根据地表与钻孔实测强风化岩体波速不足2000m/s，通过固结灌浆，加强岩体的整体性，使其波速提高至3000~3500m/s以上，弹模由5.7gpa提高到15gpa以上，将趾板

图3  黄石滩水库左岸断层区趾板基础处理

基础改造成弱风化基础性质。另据地质资料显示，在强风化岩层中,岩体透水性较强，单位吸水量ω=10~5lu，属中等透水性质；21~32m范围内ω=5~3lu，属弱透水层。设计两排帷幕灌浆施工，使趾板基础达到微透水性质。

图3小开挖方案，趾板建基面位于强风化表层，高程▽348.0m,坝底宽缩短了40m长，改变了趾板基础▽330.0m，帷幕灌浆线上移40m的大开挖方案，整个大坝填筑工程提前一年完工，使大坝在第一个枯水期突击填筑至▽395m高程，完成了大坝小断面拦洪50年一遇洪水的要求，使整个枢纽工程提前一年进入正常施工状态，工程取得了主动。

由于左岸坝脚f9、f19两断层穿过且交汇于左岸坡，因此趾板河床左半部基础形成一个风化深坑，弱风化深度深310.0m，较地表下降28m。趾板建基在风化槽边坡上。该段强风化深基础设计采用固结灌浆办法，以提高其完整性。于2003年3月用面波仪对固结灌浆后的岩体进行了检查测试， 结果表明破碎岩体灌浆后弹性波波速增加较明显，岩石完整程度提高，但对完整岩石或邻近断层的破碎岩石其波速提高幅度较慢，详见表4。

由于个别岩性段灌浆前后，效果不十分明显，设计提出第二次高压灌浆要求，起始压力0.3mpa。检查孔检测结果表明，灌浆后岩体完好率提升至94.4%，达到了设计预期的目的。

                         表4  灌浆前后岩性参数对照表

黄石滩趾板基础固结灌浆处理，使原强风化、强透水、低完整性趾板基础，改造并达到完整性系数提高，抗渗性降低，符合规范要求的非冲蚀性基础。

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