軟土地基上深水高壩平原水庫建設地質研究.pdf

1、黃河下游和濱海三角洲地區(qū)，工農業(yè)生產和生活用水主要依靠引用黃河水，多年來興建了不少平原水庫，這些平原水庫是在平地上四面筑壩圍成，受軟弱地基的限制，壩一般不高，水庫蓄水淺，控制在4～6m，致使占地相當可觀，庫面蒸發(fā)損失也很大。提高平原水庫的蓄水深度，不但可以改善水庫建設的技術經濟指標，而且可以合理利用當地水資源和土地資源，特別是在我國土地資源已十分緊缺的情況下，這個意義顯得尤為重要。黃河河口沖積和海相沉積地層的土層分布一般為輕粉質壤土或粉

2、質砂壤土、粉質粘土或粘土的互層，其工程地質條件及土體物理力學性質甚差，為此本課題圍繞在這樣的地基上建設“深水高壩”型平原水庫的可行性及地質、工程措施，以純化水庫為工程實例進行了深入研究。 首先對壩體壩基土料進行靜、動應力三軸試驗，研究了土料靜、動應力變形特性；采用非線性靜動力有限元分析程序對典型壩體剖面進行靜動力仿真模擬，模擬計算了壩體自填筑至蓄水運行和發(fā)生7。地震各階段壩體壩基的應力、變形和應力水平分布，以及地震的動力響應和地

3、震引起的超靜孔隙水壓力分布，從而對壩體壩基中出現塑性區(qū)、裂縫、以及地震液化的可能性作出分析和判斷。實例工程筑壩結束后，又利用原型觀測系統對壩體壩基的應力和變形進行了實測證明：本研究計算理論、計算方法及研究分析正確，對平原水庫的建設研究具有較高的參考價值。 其次，進行了圍壩壩體壩基土滲透特性試驗研究，對不同防滲方案進行滲流有限元分析，以確定合理的水庫圍壩防滲布置方案；穩(wěn)定分析采用簡化Bishop法對竣工期、穩(wěn)定滲流期和7。設防地震

4、烈度的工況進行壩體壩基的抗滑穩(wěn)定性分析，并以土工離心模型試驗進行驗證。為確保設計意圖的實現，本課題同時進行了防滲施工工藝和操作控制方法技術研究，通過監(jiān)測論證：純化水庫圍壩采用復合土工膜防滲斜墻、垂直鋪塑截滲與壩基2層粘土層形成全封閉防滲體系，既解決了壩體滲透破壞問題，又減少了水庫滲漏量及對周圍土地鹽漬化的影響；該技術造價低，施工方便，是平原水庫建設的優(yōu)選防滲措施。 另外，本課題還在工程措施研究方面形成了堆載預壓與深層攪拌粉噴樁相

5、結合的地基處理技術、“柵欄板+預制混凝土板”復合護面結構、素土回填處理壩基溝渠等新方法，解決了軟基上平原水庫建設的一系列技術難題，實例結果已驗證了上述方法的可行性和有效性。 研究表明，在黃河河口沖積和海相沉積的軟弱地基上修建平原水庫，在對壩基不做全面加固處理的條件下，運用本課題成果，可以將蓄水深度提高到10m，其圍壩的應力、變形、穩(wěn)定、滲流控制的安全性均能得到保證，帶來顯著的社會效益、經濟效益和環(huán)境效益。研究成果可供類似地基上建