心墻壩設(shè)計(參考資料)-文庫吧
2025-07-03 03:51 本頁面
【正文】 式瀝青混凝土心墻，可采用人工方式在嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工，瀝青用量最高可達(dá)16%，塑性好，在國內(nèi)有不少成功先例，如黑龍江的西溝壩、尼爾基壩、庫爾賓壩，吉林的白河壩；碾壓式瀝青混凝土心墻，機(jī)械化施工程度高，施工方法簡單易控，進(jìn)度快，瀝青用量少，是高壩中常采用的形式。從國內(nèi)的相似工程來看，三峽茅坪溪、四川冶勒均采用碾壓式瀝青混凝土心墻。ATS水利樞紐工程項目屬高壩、地震設(shè)防烈度高（8度設(shè)防）、碾壓式瀝青各項指標(biāo)優(yōu)于澆注式等特點(diǎn)，結(jié)合目前國內(nèi)碾壓式瀝青心墻的發(fā)展現(xiàn)狀，確定采用碾壓式瀝青混凝土。 心墻布置型式在心墻布置上，有直心墻，斜心墻，下部直心墻上部斜心墻三種型式。壩基覆蓋層厚達(dá)100m，設(shè)計采用混凝土防滲墻和灌漿帷幕結(jié)合的垂直防滲形式，防滲墻頂部高程為1661~1665m，斜心墻受力條件好，但不能滿足與基礎(chǔ)防滲墻所有部位直接銜接，基礎(chǔ)灌漿鉆孔不能直線布置，若按折線布置，造成基礎(chǔ)防滲工程量增加。阿爾塔什地震設(shè)防烈度高，一旦在地震情況下壩體發(fā)生永久剪切變形，瀝青混凝土心墻出現(xiàn)開裂，斜心墻不易檢修和檢查。其右壩肩岸坡陡直，斜心墻斜線與岸坡巖石基礎(chǔ)銜接難度大，瀝青混凝土用量大，心墻出現(xiàn)的剪切變形也較大。直心墻具有以下優(yōu)點(diǎn)：在壩基和壩殼沉降大的情況下適應(yīng)性好，在心墻出現(xiàn)裂縫后有利于自愈，與岸坡及壩基防滲墻銜接相對容易。墻體位于大壩中心部位，受溫度影響很小，有利于早期蓄水。同時便于與不同部位混凝土防滲墻和左、右岸銜接，便于基礎(chǔ)處理和工程布置。心墻與河床段連接處如圖31所示。圖31 心墻與河床段連接圖下部直心墻上部斜心墻的第三種型式特點(diǎn)介于前兩種之間，雖然可以有效降低下游壩坡浸潤線，增加壩體下游的干燥區(qū)域，有利于增加壩體深層滑動的穩(wěn)定性。但對本工程下游壩坡穩(wěn)定起控制作用的是淺層滑弧，所以采用這樣復(fù)雜的心墻形式對壩體穩(wěn)定意義不大。同時下部直心墻上部斜心墻與岸坡巖石基礎(chǔ)銜接難度大，瀝青混凝土用量較大。綜合以上分析，從抗震、瀝青心墻與基礎(chǔ)防滲墻和兩岸巖石的銜接等角度分析，阿爾塔什水利樞紐工程大壩心墻布置型式確定采用直心墻。 心墻的斷面尺寸根據(jù)《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計規(guī)范》（DL/T54112009）：“瀝青混凝土心墻頂部的厚度不宜小于40cm，心墻底部的厚度宜為壩高的1/70～1/130?！薄⒖紘鴥?nèi)外工程的經(jīng)驗，考慮到阿爾塔什壩址地處高地震烈度區(qū)和壩基的深厚覆蓋層，從有利于抗震角度出發(fā)，心墻厚度定為1m。該值滿足規(guī)范的要求。 壩體細(xì)部構(gòu)造 壩頂構(gòu)造大壩路面為了排除雨水，壩頂面向大壩下游側(cè)傾斜，傾斜坡度設(shè)為2%。壩面雖然沒有交通要求，但考慮到大壩維護(hù)運(yùn)行及大壩防洪任務(wù)中車輛的通行，因此路面采用混凝土結(jié)構(gòu)形式。壩頂結(jié)構(gòu)圖如圖32。圖32 壩頂結(jié)構(gòu)圖 護(hù)坡土石壩的上下游坡面一般均需設(shè)置護(hù)坡，但上、下游護(hù)坡的形式應(yīng)根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行選擇。 上游護(hù)坡上游護(hù)坡的常用形式為堆石、拋石、干砌石、漿砌石、預(yù)制或現(xiàn)澆的混凝土板、瀝青混凝土等。護(hù)坡的形式、厚度及材料粒徑應(yīng)根據(jù)壩的等級、運(yùn)用條件和當(dāng)?shù)夭牧锨闆r。上游壩坡主要考慮波浪淘刷、順壩水流沖刷及漂浮物和冰層的撞擊及凍冰的擠壓。根據(jù)工程的具體情況，上游護(hù)坡采用干砌石護(hù)坡，護(hù)坡厚度1m，護(hù)坡所用石料要求新鮮堅硬、耐久、飽和抗壓強(qiáng)度小于40Mpa。對于干砌石護(hù)坡砌筑要求為：將塊石錯縫豎砌，緊靠密實(shí)，填塞穩(wěn)固，表面平整、美觀。 下游護(hù)坡下游護(hù)坡的主要形式為干堆石、堆石、碎石及草皮護(hù)坡。同時下游護(hù)坡主要考慮的因素有：凍脹、干裂及蟻、鼠等動物破壞，雨水、大風(fēng)、水下部位的風(fēng)浪、冰層和水流作用。下游護(hù)坡應(yīng)由壩頂至排水棱體。根據(jù)具體情況，下游護(hù)坡同樣采用干砌石護(hù)坡，護(hù)坡厚度1m。 排水方式 壩頂排水為了便于排水，壩頂做成自上游傾向下游的坡，坡度為2%。每隔100m設(shè)直徑10cm的排水孔將壩頂雨水排向下游壩面排水溝。 壩面排水沿壩軸線每隔100m設(shè)置1條橫向排水溝，順坡布置，垂直于壩軸線，橫向排水溝自壩頂直至棱體排水處。壩體與岸坡連接處應(yīng)設(shè)置排水溝，以排除岸坡上游下來的雨水。根據(jù)以往已建工程的經(jīng)驗，排水溝寬度及深度一般采用20到40cm，本設(shè)計取30cm。 壩體排水常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、壩內(nèi)排水以及綜合式排水。（1） 貼坡排水貼坡排水又稱為表面排水，這種形式的排水結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單用料節(jié)省，施工方便，易于檢修，可以防止壩坡土發(fā)生滲流破壞，保護(hù)壩坡免受下游波浪淘刷。但不能有效地降低浸潤線，且易因冰凍而失效。（2） 棱體排水棱體排水又稱濾水壩趾，在下游壩腳處用堆石體堆成的棱體。棱體排水適用于下游有水的各種壩型，它可以降低浸潤線，防止壩坡凍脹，保護(hù)尾水范圍內(nèi)的下游壩腳不受波浪淘刷，還可以和壩基排水相連接。當(dāng)壩基強(qiáng)度足夠時，可以發(fā)揮支撐壩體、增加穩(wěn)定的作用。但所需石料用量大，費(fèi)用較高，與壩體施工有干擾，檢修較困難。（3） 壩內(nèi)排水壩內(nèi)排水包括褥墊排水、網(wǎng)狀帶排水、排水管、豎式排水體等。但是主要問題，褥墊排水對不均勻沉降的適應(yīng)性差，易斷裂，且難以檢修。當(dāng)下游水位高過排水設(shè)施時，降低浸潤線的效果將顯著降低，網(wǎng)狀排水施工麻煩，而且排水效果較褥墊排水差。（4） 綜合式排水實(shí)際工程中，常根據(jù)具體情況將幾種不同形式的排水組合在一起稱為綜合式排水，以兼取各型式的優(yōu)點(diǎn)。在下游壩腳處用塊石堆成棱體，根據(jù)SL274—2001《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，棱體頂寬寬度應(yīng)根據(jù)施工條件及檢查觀測需要確定，頂部高程應(yīng)超過下游最高水位，超過高度，1級、3級、4級、并應(yīng)超過波浪沿坡面的爬高，頂部高程應(yīng)使壩體浸潤線距壩面的距離大于該地區(qū)的凍結(jié)深度，應(yīng)避免在棱體上游坡腳處出現(xiàn)銳角，棱體內(nèi)坡根據(jù)施工條件確定，一般為1:：，外坡為1::。綜合以上因素考慮。棱體內(nèi)坡取1：，棱體外坡取1：1:。
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