张峰水库溢洪道闸室稳定计算及加固措施.doc

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1、张峰水库溢洪道闸室稳定计算及加固措施王雅（水利部山西水利水电勘测设计研究院，太原030024）摘要：通过对张峰水库溢洪道各种工况下闸室整体稳定及深层抗滑稳定进行计算。确定溢洪道沿基底软弱层面的抗滑稳定均不满足规范要求，必须采取工程措施提高该抗滑稳定安全系数。参考国内外工程实例，拟采用预应力锚索对闸底软弱层进行加固，以提高溢洪道的抗滑稳定性。关键词：闸室整体稳定；深层抗滑稳定; 预应力锚索中图分类号：TV222 文献标识码：B1 地形地质条件张峰水库溢洪道闸室布置于山梁顶部，地形较高，清除其表面低液限黏土覆盖层及基岩强风化层后，闸室座落于弱风化岩组T1l-5细砂岩、粉砂岩夹砾岩、泥岩上。其底部存

2、在T1l-4-41、T1l-4-39、T1l-4-31、T1l-4-29层砂质泥岩并泥化夹层。本阶段分别取溢洪道沿浅层（T1l-4-41）和深层（T1l-4-29）两层软弱结构面分别进行抗滑稳定计算。其中T1l-4-41层软弱夹层位于T1l-4、T1l-5岩组分界线下方，T1l-4-29层软弱夹层位于T1l-4、T1l-3岩组分界线上方。软弱夹层厚度18cm，其抗剪强度指标如表1。从表1中数据可知，上述几组软弱夹层凝聚力=2030kPa，内摩擦角=919，倾向溢洪道下游并在泄槽中段出露，倾角56，对溢洪道地基稳定不利，需对整个溢洪道的深层抗滑稳定进行分析。表1 溢洪道闸底软弱夹层抗剪强度指标表

3、软弱夹层编号抗剪指标凝聚力/kPa内摩擦角/()摩擦系数f41209.00.16392010.00.20313016.00.29292019.00.342 溢洪道闸室稳定计算2.1计算单元选取根据规范要求，应对闸室基底面的抗滑稳定安全系数做出验算，溢洪道闸室左边孔为整体式，其余为分离式，而闸室右边墩又为贴坡式，故闸室沿建基面的抗滑稳定计算就演变为闸室左边孔、闸室中墩及闸室分离式底板沿建基面的纵向稳定计算。闸室中墩为分离式，当两中孔泄洪时，两边孔的水位很低，还需验算闸室中墩侧向抗倾、抗滑稳定。2.2荷载及荷载组合作用在闸室的荷载分为基本荷载和特殊荷载两种。基本荷载：闸室及其上永久设备的自重、正常

4、蓄水位或设计洪水位时的上游静水压力及水重（选取一种控制情况，下同）、相应于正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力（包括渗透压力和浮托力，下同）、相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力、设计洪水情况下泄洪时的动水压力。特殊荷载：校核洪水时上游静水压力及水重、相应于校核洪水时的扬压力（包括渗透压力和浮托力，下同）、相应于校核洪水时的浪压力、相应于校核洪水时的动水压力、地震荷载。荷载组合情况如表2。表2 荷载组合表荷载组合计算工况荷 载自重水压力水重扬压力浪压力地震力动水压力基本组合正常蓄水位设计洪水位特殊组合校核洪水位正常蓄水位+地震2.3 荷载计算根据经验，各种情况下浪压力的计算值都很小，可忽略不计。

5、这样，四种工况下的荷载计算主要是扬压力、动水压力及地震荷载计算。（1）扬压力：闸室的防渗帷幕设于闸室溢0+001.0处，考虑防渗帷幕对扬压力的折减作用，折减系数为=0.5，图1为正常蓄水位时基底扬压力分布示意图，图中阴影部分为闸室段的扬压力，计算结果见表3。图1 扬压力分布示意图表3 扬压力计算成果表计算工况扬压力/（kN/m）正常蓄水位1137.5设计洪水位1262.7校核洪水位1542.3正常蓄水位+地震1137.5（2）地震惯性力：F0=hFW/g式中：F0作用在闸室上的水平向总地震惯性力；h水平向设计地震加速度代表值，h=0.1 g；地震作用的效应折减系数，=0.25；F地震惯性力系数

6、，F=1.1；W闸室段闸墩及其以上的建筑物总重量。（3）地震动水压力：P0=0.65hwH02式中：H0水深，其余符号同前，地震动水压力的作用点位于水面以下0.54H1处。地震荷载计算结果见表4 表4 地震荷载计算成果表位置计算荷载基底应力/kPa边孔地震惯性力（kN）4288.40地震动水压力（kN）600.83中墩地震惯性力（kN）1241.35地震动水压力（kN）647.942.4 闸室基底抗滑稳定计算取闸室左边孔、中墩、分离式底板分别作为计算单元，对不同工况分别计算。根据溢洪设计规范，闸室基底面的抗滑稳定可按下式计算，计算结果见表5。式中：K按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；f闸墩与

7、基岩面接触的抗剪断摩擦系数；c闸墩与基岩面接触的抗剪断凝聚力；W作用于闸墩上的全部荷载对计算滑动面的法向合力；P作用于闸墩上的全部荷载对计算滑动面的切向合力；A闸墩与基岩接触面的截面面积。表5 闸室基底抗滑稳定计算成果表荷载组合计算工况抗滑稳定安全系数K规范要求安全系数左边孔中墩分离式底板基本组合正常蓄水位25.87.249.4K3.0设计洪水位20.15.630.9K3.0特殊组合校核洪水位14.54.226.7K2.5正常蓄水位+地震13.26.430.4K2.3从表5可知，各种计算工况的抗滑稳定安全系数均满足规范的抗滑稳定系数。2.5 中墩侧向抗滑、抗倾稳定计算（1）抗滑稳定计算。当水库

8、遭遇20100年一遇洪水时，闸室由两中孔泄洪，计算工况为设计洪水位，荷载组合为基本荷载组合。根据溢洪设计规范，闸室边墩沿建基面的抗滑稳定可按下式计算：式中：K按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；f边墩混凝土与基岩接触面的抗剪摩擦系数；W作用于边墩上的全部荷载对计算滑动面的法向合力；P作用于边墩上的全部荷载对计算滑动面的切向合力；经计算，闸室中墩侧向抗滑稳定设计洪水情况下安全系数为K=3.281.05，满足规范抗滑稳定安全要求。（2）抗倾稳定计算。经分析，设计洪水位时仍为最不利工况，根据溢洪道设计规范，中墩的抗倾覆稳定计算可用下式：式中： My作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩；M0作用于墙体

9、的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩；K0抗倾稳定安全系数。经计算，在设计洪水位下闸室中墩的抗倾稳定安全系数为K0=2.421.5，满足抗倾稳定安全要求。3 溢洪道整体稳定计算及工程加固措施3.1 计算单元及计算工况闸室基底有T1l-4-41、T1l-4-39、T1l-4-31、T1l-4-29软弱夹层并在泄槽出露，对溢洪道地基稳定条件不利，需对溢洪道的整体抗滑稳定做出验算。本阶段分别取溢洪道沿浅层（T1l-4-41）和深层（T1l-4-29）两层软弱结构面分别进行抗滑稳定计算。计算时仍对四种工况分别进行分析。3.2 计算公式选取溢洪道闸室基底软弱层面抗滑稳定计算在溢洪道设计规范中没有具体的计算方法，

10、参考类似工程，本阶段计算公式采用闸室基底面采用的抗剪断强度公式进行计算，公式同前。3.3计算简图及计算成果 计算简图见图2，计算成果列于表6中。图2 闸室基底软弱层面抗滑稳定计算简图表6 溢洪道基底软弱层面抗滑稳定计算成果表软弱层面计算工况抗滑稳定安全系数结论计算值规范值T1l-4-41正常蓄水位0.813.0不满足设计洪水位1.16不满足校核洪水位1.652.5不满足正常蓄水位+地震0.722.3不满足T1l-4-29正常蓄水位2.163.0不满足设计洪水位2.65不满足校核洪水位3.302.5满 足正常蓄水位+地震1.792.3不满足由表中数据可见，在各种工况下溢洪道沿基底软弱层面的抗滑稳

11、定均不满足规范要求，必须采取工程措施提高该抗滑稳定安全系数。3.4 预应力锚索设计参考国内外工程实例，本阶段拟采用预应力锚索对闸底软弱层进行加固，以提高溢洪道的抗滑稳定性。预应力锚索的选择通过计算确定。（1）总锚固力。根据水工预应力锚索设计规范（SL212-98），选用胶结式锚索。闸室位于整个溢洪道软弱层的中段，锚索按均匀闸室布设设计，软弱层计算宽度取溢洪道宽度。满足溢洪道深层抗滑稳定要求所需要的锚固力为：Q=KP式中：Q满足溢洪道深层抗滑稳定要求所需要的锚固力，kN；K安全系数，取K=1.5；P满足溢洪道深层抗滑稳定要求所需要的下滑力，kN。（2）最优锚固角。预应力锚索同水平面的夹角可按下式

12、计算：式中：最佳锚固角，（）；软弱夹层结构面倾角，取=6；软弱夹层结构面内摩擦角，（），取值见表1。经计算，上、下两层的最优锚固角分别为=44.5、49.5。（3）单根锚索提供抗力。选用P=3000 kN级锚索，单根锚索提供的抗力P抗由下式计算：P抗=P（sintg+cos）式中：=45+/2，为滑面上摩擦角。（4）预应力锚索数量n：n=Q/P抗不同计算工况下加固一定数量锚杆时两层软弱夹层的深层抗滑稳定安全系数列于表7中，从表中数据可见：对于T1l-4-41层（浅层），加固锚索41根时，正常蓄水位工况为计算控制工况，溢洪道深层抗滑稳定安全系数K=3.0；对于T1l-4-29层（浅层），加固锚索

13、64根时，正常蓄水位工况为计算控制工况，溢洪道深层抗滑稳定安全系数K=3.0。按深层软弱夹层控制，加固锚索需64根。（5）锚固长度计算。胶结式锚索的锚固段长度可用下式计算：式中：L1锚固段长度，m；qm单根锚索超张拉力，kN；D锚索孔直径，m；C胶结材料同孔壁的粘接强度，闸室基岩为IX级，取C=1.0MPa。K锚固段长度的安全系数，K=1.5。 锚固段长度为L1=10m，为保证锚固段岩体不遭受破坏，锚索锚固长度10m、15m交错布置。根据闸室下T1l-5、T1l-4两岩组厚度及锚索布设位置，确定单根锚索总长度为3540m。表7 加固后溢洪道基底软弱层面抗滑稳定计算成果表软弱层面计算工况抗滑稳定

14、安全系数结论计算值锚杆根数T1l-4-41正常蓄水位3.0041满足设计洪水位3.95校核洪水位8.00正常蓄水位+地震2.39T1l-4-29正常蓄水位3.064满足设计洪水位3.7校核洪水位4.85正常蓄水位+地震2.39作者简介：王雅，女，1974年生，1998年毕业于武汉水利电力大学水工建筑专业，工程师。收稿日期：2008-01-14On Stability Computation against Sliding of Sluice Chamber of Zhangfeng Reservoirs Spillway and Consolidation MeasureWANG YaAbst

15、ract: Through the stability computation against sliding of the whole sluice chamber and on the deep weak layer under the chamber base of Zhangfeng Reservoirs spillway under variour work situations, the article indicates that the stability against sliding on the two weak layers under the chamber base

16、 does not meet the demand of technique specification and the engineering measure must be adoped to raise the safety coefficient of stability against sliding. Refering to the engineering experiences at home and abroad, the article presents the consolidation measure of using prestressing anchorage cab

17、les to raise stability against sluice of spillway.Key words: whole stability of sluice chamber stability against sliding on deep layer prestressing anchorage cable 我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，

18、使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、

19、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很

20、重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道

21、合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋

22、爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时

23、间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！