某水库拱坝应力分析及加固方案研究

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1、某水库拱坝应力分析及加固方案研究摘要：拱坝是一种重要的坝型但对坝区工程地质条件较为挑剔，施工难度相对较高而且存在坝身开裂的问题。论文以某存在开裂渗漏现象的水库砌石拱坝为分析对象，采用结构力学法，开展了针对拱坝病害成因及加固措施等方面的系统研究关键词：应力；坝肩稳定；裂缝；坝体加固Abstract:thearchdamisakindofimportantdamtypebutforengineeringgeologicalconditionsofthedamarepicky,constructiondifficultyre

2、lativelyhighandexistincludingtheproblemofcraze.Paperstotheexistenceofacracking1eakagephenomenonQiShiarchdamreservoirfortheanalysisoftarget,thestructuremechanicsmethod,andcarriedoutthediseasecausesandforarchdamreinforcementmeasures,andotheraspectsofthesystemresea

3、rchKeywords:stress;Theabutmentstabi1ity;Crack;Damreinforcement中图分类号：TV62文献标识码：A文章编号：1引言拱坝对其体形及坝基地质地形条件有较高的要求，但还是由于具有施工速度快、坝体断面小等优点，从而拥有很强的竞争力。众所周知，尽管勘探技术与设计方法不断改进，但自拱坝出现以来，也伴随着各种隐患和病害。因此，分析已建旧坝存在的安全隐患、各种病害及相应的加固方案,是十分必要且有意义的。所以，本文根据某拱坝的实际情况，运用结构力学方法，分析拱坝开裂的根本原因，

4、继而提出相应的加固措施，同时也为今后莫整治提供可靠的设计依据。2拱坝分析2.1某拱坝概况某水库拱坝为非溢流坝，拱坝下游建建有一座拱形二道坝。坝内排沙孔位于溢流坝段的中间部位。放水孔坝内埋管式，采用坝后阀门控制泄量。经现场调查和巡视，发现水库工程存在如下问题：坝体和左右坝肩均冇绕渗出流；坝体渗漏较为严重；大坝左侧坝肩岩体冇崩坍等现象。2.2应力分析根据规范［1］以及某水库的实际运用情况，作用在拱坝上的荷载有静水压力，温度荷载，自重，泥沙压力，扬压力，浪压力和地震荷载［2］等,英中静水压力和温度荷载是主要的。综上，选择以下

5、控制荷载组合进行计算：组合一：自重，水库正常蓄水位及相应尾水位下的静水压力，设计正常温升的温度荷载，扬压力，泥沙压力，浪压力。组合二：自重，水库设计洪水位及相应尾水位下的静水压力，设计正常温升的温度荷载，扬压力，泥沙压力，浪压力。表2-1拱坝最大主应力汇总表(MPa)从表2-1可以看出：坝体第一主应力的分布基木上是沿高程方向的。在这两种荷载组合的工况下，坝体上游面主拉应力区较小，主要分布在坝体与两岸基岩相接处和坝顶。上游坝体中下部绝大部分区域为压应力，坝体下游面绝大部分区域为拉应力。另外，坝体的第三主应力基本上为横河向

6、分布，在坝体大部分区域内沿河谷中轴线呈对称分布。规范［1］规定，某库拱坝应力基木满足规范耍求。2.2稳定分析本文对拱座的稳定分析和评价以《浆砌石坝设计规范》(SL25-91)为依据。本工程为三等工程，拦河坝建筑物的级别为3级。拱端推力计算选定应力分析屮的荷载组合二。由于水库拱坝在左岸高程1070米以上设有重力式边墩，左岸坝肩的稳定性要优于右岸坝肩，故只对1070米以下坝段进行右坝启稳定分析即可。右岸坝启各单位高拱圈抗滑稳定安全系数成果见表2-2o表2-2右岸坝肩拱圈抗滑稳定安全系数成果表山表2-2看出，拱坝右岸坝眉的稳

7、定性表现为：坝体中下部分拱圈的稳定性不足，在规定工况下，高程为1060米的拱圈抗滑稳定安全系数约为2.07,达不到规范耍求的3.0,右岸坝肩在这此种工况下不能满足抗滑稳定要求。3拱坝病害分析及加固措施2.1拱坝病害成因分析砌石拱坝的开裂大致可以分为三个阶段［3］,从裂缝成因分析中可以看到，拱坝开裂是温度荷载、两岸岩体岩性不对称分布、拱坝体形不良加之施工质量差的联合作用结果，尤其是由于坝身应力导致的裂缝存在发展的趋势，所以必须及时处理。2.2坝体开裂整治方案研究针对常峪口水库拱坝裂缝成因及其规模，结合前人的经验，研究拱坝

8、裂缝的修补措施，通过补强加固增强坝体的整体性，降低坝体的温度荷载，拟定的处理措施如下［4］：（1）上游坝面进行防渗和抗裂并举的加固措施。修补坝体裂缝，将拱坝连接为一个整体，防止水压引起裂缝进一步的发展。字啊此需注意控制修补坝体裂缝时的温度，使其封拱温度接近多年平均气温，从而可以降低温度变化对拱坝应力的影响。（2）夏季口照会加剧坝面