第13章面板坝灌浆.doc

第十三章 混凝土面板堆石坝趾板基岩灌浆 概述 混凝土面板堆石坝的挡水防渗体系包括：面板、趾板、趾板下基岩的固结灌浆和帷幕灌浆、周围边缝和板间缝中的止水结构以及坝顶防浪墙。 面板是大坝防渗主体结构。周边缝和板间缝是防渗体系中保证防渗连续性的结构。趾板则是布置在防渗面板的周边，座落在河床及两岸基岩上的混凝土结构。 趾板与面板共同作用，形成坝基以上的防渗体。通过趾板对板下基岩进行固结灌浆和帷幕灌浆，封闭趾板以下基岩的渗流通道，从而形成一个完整的防渗体系。因此，趾板是一个承上启下的防渗结构，其主要作用是：作为趾板板下基岩灌浆的盖板；保证面板与坝基基岩间的不透水连接；当采用滑动模板施工时，趾板又可作为滑动模板施工的开始工作面。 一、趾板的体型 趾板的横截面见图13.1-1.图中“X”点为面板底面线与趾板底面的交点。各截面的“X”??的连线称为趾板的基准线，它在空间上呈一系列的折线段连接，析线转角应根据地形、地质条件确定，以最大限度地保证每段趾板均布置在地质条件较好，开挖量最小，混凝土方量最省，施工方便的岸坡上，一般讲，趾板最终定线应是在施工过程中完成的。 图13.1-1 趾板横截面图 二、趾板几何图形设计 1．趾板应建在稳定的良质基岩上，宜避开断层、破碎带、缓倾角裂隙等不良地质条件部位，以防止趾板产生较大的变形或滑动失稳。 2．趾板宽度S与基岩性质和所承受的水头H有关，趾板宽度除应满足允许水力坡降的要求外，尚需考虑灌浆的需要。 对于新鲜、微风化基岩H/S=20～25； 对于弱风化基岩H/S=10～20； 对于强风化基岩H/S=5～10； 对于全风化、破碎、软弱基岩H/S=3～5。 高坝趾板宜按水头大小分高程采用不同宽度。趾板最小宽度一般取3m，若坝高低于40m，且座落在良好基岩上，其宽度取值还可小一些。 3．趾板厚度h应满足趾板自身稳定和起到灌浆盖板作用，同时还应考虑温度应力和施工要求。最小厚度应不小于0.3。面板坝比较高时，趾板厚度宜稍大些。作用水头超过100m的部位，趾板厚度通常不小于0.6m。 4．趾板头部斜长段，即图13.1-1中QT，该段与防渗面板在同一平面上，其长度一般不小于0.6m。 5．趾板下游端面应垂直面板，即图13.1-1（a）中TELQT，同时要求在最大坝高处趾板下游端的最小堆石厚度n应不小0.8～1.0m，对于两岸高程较高部位的趾板，n值可以减小。有时为了方便趾板立模施工并节省部分混凝土，趾板横截面也可设计成如图13.1-1（b）的样式，此时则要求TF≥2TM（TM为周边缝处面板厚度）。 三、趾板的配筋、接缝和插筋 1．趾板大多采用单层双向配筋，即配温度筋，布置在趾板上部，净保护层厚度10～15cm，每向配筋率为0.2%～0.3%，用钢筋架立。软基上趾板的配筋宜布置在趾板的中央，各向配筋率为0.3%～0.4%。 2．施工缝间距可取10～15m，一般由施工单位根据具体情况自行确定，缝中设止水片。 3．为了增强趾板混凝土与基岩间的连接，并防止和减少灌浆时浆液沿接触面缝隙流入过多，对趾板产生大的上抬力，导致趾板板面抬动，甚至产生裂缝，所以趾板应用砂浆锚杆与基岩连接在一起。插筋锚杆直径一般为25mm～30mm，间距1.2m～1.5m，长3m～5m，方格形布置，顶部用90°弯钩与趾板面层配筋连接。 趾板基岩灌浆 混凝土面板堆石坝固结灌浆和帷幕灌浆在水库蓄水较长时间运行后，若帷幕防渗效能衰减或是出现一些问题，由于没有补灌施工部位，很难处理。为此，在进行基岩灌浆设计时应尽量考虑周全。近期，安徽省琅琊山抽水蓄能电站上库为混凝土面板堆石坝，他们在趾板上建一廊道，笔者认为这是一个比较好的技术设计方案，供为参考。 一、趾板基岩灌浆布孔型式 通过灌浆试验和施工实践，总结出布孔型式有下列两种： 1．“中间帷幕加上，下游固结灌浆”形式 就是在帷幕的上、下游各布置1～2排固结灌浆孔。首先确定帷幕的位置，而后根据工程需要和趾板的宽度，在帷幕的上游和下游分别布置2排和2排，2排和1排，或1排和1排的固结灌浆孔，相对来讲，帷幕的上游排孔深较大[见图13.2-1（a）(b)(c)]。 图13.2-1 趾板基岩灌浆孔布置图 图13.2-1中，A、B、C、D为固结灌浆孔，X1、X2、X3、X4为固结灌浆孔排距，其大小根据趾板宽度和工程需要布置；W、W1为帷幕灌浆孔，Y1为帷幕灌浆孔排距，一般为0.7～1.2m,若帷幕灌浆为单排孔，则Y1=0。 固结灌浆孔和帷幕灌浆孔孔深根据大坝高度、地质条件和工程需要确定，可参看第三节各工程实例。 一般讲，帷幕深度宜深入相对不透水层以下3m～5m，也可根据地质条件，按坝高的1/3～1/2选定。 2．“全面积固结灌浆加帷幕”型式 就是先在趾板上全面积进行固结灌浆，而后在适当位置布置帷幕灌浆孔，见图13.2-2