深卸荷裂隙带混凝土面板堆石坝趾板基础处理研究

摘要

梨子坪混凝土面板堆石坝坝高77.5m，属于中等高度坝。该坝坝基岩体倾角平缓，卸荷裂隙发育。坝基开挖和防渗处理是混凝土面板堆石坝设计的重要环节，对坝体的稳定、沉降、变形、防渗乃至大坝的安全运行均有较大影响。趾板不仅是面板和地基的连接结构，同时也是防渗帷幕的连接体，起到承上启下的特殊作用，所以对于面板堆石坝的趾板这一关键部位进行研究很有必要。
　　本文在系统总结了工程区及趾板区地质特性基础之上，根据地质勘测及试验资料，建立了面板坝地质模型对趾板建基面应力、应变、变形位移范围等进行研究并根据结果选择建基面高程。
　　鉴于梨子坪面板坝所处地质环境以及建坝稳定安全性考虑，研究梨子坪面板坝的基础处理措施显得非常必要。与此同时，对趾板基础岩体进行固结灌浆后的效果分析以及对于灌浆处理后趾板建基岩体质量的改善程度同样也是值得研究和分析的。
　　本文的主要结论如下:
　　①根据地质岩石（体）特性，对建基岩体进行了分类:直接利用岩体、开挖利用岩体和开挖清除岩体。根据混凝土面板堆石坝模型分析和从自身抗冲蚀能力出发，趾板基础开挖深度应至弱卸荷岩体(声波测速值不小于3000m/s)。如果受到工程条件的局限，部分基础无法挖到弱卸荷下部岩体时，建议采取固结灌浆布设锚杆等结构措施进行处理，以提高趾板建基岩体质量，达到工程设计要求。
　　②根据地质勘察资料建立大坝及趾板的有限元模型，在不同工况下对其进行应力、变形、位移分析，得到其塑性变形范围、应力分布情况、各方向最大位移，分析结果有助于大坝趾板建基面的选择。
　　③本文研究采用了“均匀固结+帷幕”的布孔型式以应对梨子坪大坝趾板基础岩体倾角平缓、地质缺陷类型多样、后期处理难的特点，能够满足大坝安全运行的要求。
　　④研究认为固结灌浆不仅提高了建基岩体的整体性和均一性、减小了渗水力比降、增强了趾板基础浅部防渗帷幕体的厚度及其致密性。
　　同时，本文系统详尽地说明了梨子坪混凝土面板堆石坝址区域环境、工程岩体特点、工程地质条件等，论文所涉内容资料翔实、符合实际情况，所积累的处理问题的方法和工程经验，可以作为其它类似工程的参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 混凝土面板堆石坝的发展和现状

1．2．1 早期抛填及过渡阶段

1．2．2 碾压堆石阶段

1．2．3 中国混凝土面板堆石坝的发展

1．3 趾板基础处理研究现状

1．4 选题意义

1．5 研究的主要内容和思路

1．5．1 研究的内容

1．5．2 研究的思路

1．6 各章主要内容

第二章 坝址区地质条件概况

2．1 地形地貌

2．2 地层岩性

2．3 地质构造

2．4 物理地质现象

2．4．1 风化

2．4．2 卸荷

2．5 水文地质

2．5．1 孔隙水

2．5．2 基岩裂隙水

2．6 趾板区

2．7 本章小结

第三章 岩体工程地质特性

3．1 岩石的物理力学性质

3．2 岩体物理性质

3．3 岩体声学特性

3．4 坝址岩土物理力学参数地质建议

3．5 本章小结

第四章 趾板建基面选择与有限元分析

4．1 已建面板堆石坝趾板建基面选择

4．2 计算边界条件和工况组合

4．3 非线性有限元成果及分析

4．3．1 趾板建基面选择355m高程计算

4．3．2 趾板建基面选择350m高程计算

4．3．3 趾板建基面选择345m高程计算

4．4 趾板建基岩体分类

4．5 本章小结

第五章 趾板基础处理方案与措施分析

5．1 趾板地基开挖

5．1．1 建基面地质宏观判定标准

5．1．2 建基岩体的定量标准

5．2 趾板基础锚固处理

5．2．1 锚固段的砂浆对钢筋的握固力

5．2．2 锚固段孔壁的抗剪强度

5．2．3 趾板建基岩体中的锚杆设计

5．3 趾板基础固结、帷幕灌浆处理

5．3．1 压水试验

5．3．2 岩体声波检测

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在校期间发表的论著及参与的科研项目