土石壩工程介紹-wenkub
2023-02-13 15:32:12 本頁面
【正文】 壓實標(biāo)準(zhǔn) ， 避免產(chǎn)生有害裂縫 。 土石壩失事主要是壩坡滑坡 （ 約占 25%） ， 如美國的馬歇爾壩 。 我國從解放以來共建壩 86000余座 ， 其中土石壩占 95%以上 。土石壩工程介紹 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 土石壩的基本剖面 第六節(jié) 筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn) 第七節(jié) 土石壩的構(gòu)造 第八節(jié) 土石壩的壩基處理 第九節(jié) 土石壩與壩基、岸坡及其他建筑物的連接 第十一節(jié) 堆石壩 第一節(jié) 概述 一、土石壩發(fā)展概況 二、土石壩設(shè)計的基本要求 三、土石壩的分類 四、土石壩設(shè)計中的幾個問題 五、土石壩的組成 一、土石壩發(fā)展概況 １ .起源早 4000多年前 ， 中國 、 埃及 、 印度 、 秘魯?shù)鹊鼐鸵验_始修建土石壩 。 壩高 15m以上的共 1800余座 ， 其中土石壩約 1500余座 。 （ 1976年美國提堂壩滲透失穩(wěn) ） 。 ， 抵抗其它自然災(zāi)害的破壞 ，使壩體運行可靠 、 耐久 。 （ 3） 水墜壩 —— 在高于壩體的土料場造成泥漿 ， 靠自重經(jīng)輸泥渠流入壩址的畦塊里 ， 經(jīng)沉淀 、 排水固結(jié)而成 。 特點：對土料要求特殊 ， 壩體干容重低 ， 抗剪強度小 ， 壩坡必須平緩 ， 工程量大 ， 主要用于華北 、 廣東等地 ， 最高壩為山西汾河土壩 （ 60m） 。 （ 2） 土質(zhì)斜墻壩 —— 相對不透水或弱透水土料筑成防滲體布置在壩體上游坡面內(nèi)附近 ， 而以透水土石料筑下游支撐體 。 四、土石壩設(shè)計中的幾個問題 １ .壩坡選擇：土石料是散粒材料 ， 為維持穩(wěn)定 ， 應(yīng)增加壩體上 、下游面坡度 ， 而壩坡的緩陡與工程量大小密切相關(guān) ， 直接影響到土石壩的經(jīng)濟(jì)性 。 土石壩壩頂超高要足夠 （ 1975年淮河上洪水導(dǎo)致兩土石壩漫頂而跨壩 ） 。 堆石壩由于壩體重量大 ， 沉降更明顯 。 受雨水 、 風(fēng) 、 波浪作用沖蝕 ，冰凍后會產(chǎn)生裂縫 ， 日曬后會龜裂 ， 故應(yīng)進(jìn)行護(hù)面 。 θ—— 上游面坡角。 第六節(jié) 筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn) 一、土石壩對材料的一般要求 1． 具有一定的強度 、 抗?jié)B性 、 抗凍性 、 排水 性 ， 根據(jù)使用部位不同 ， 要求各不相同 。 (塑性指數(shù) —— 土料塑性上 、 下限含水量的 差值 。 三、防滲體對土料的要求 1． 選擇防滲體土料的基本原則 （ 1） 防滲性能： K105cm/s， 或 K殼 /K防滲體 ≤ 1000。 Ip=10～ 17。 （ 7） 有機(jī)質(zhì)含量小于 1%， 易溶鹽含量小于 3%。 （ 3） 對土料性質(zhì)和壓實性差異大時 ， 按細(xì)料壓實度指標(biāo)控制 ，一 、 二級壩壓實度不小于 ～ ， 三級壩壓實度不小于。 4． 風(fēng)化料 、 軟巖的應(yīng)用 隨著碾壓機(jī)械和碾壓方法的改進(jìn) ， 對石料的要求逐步放寬 ， 可使用一定量的風(fēng)化料和軟巖填筑高壩 。 （ 4） 防止細(xì)料過分集中 ， 形成軟弱面 。 1. 抗水性：孔隙率不大于 3%， 吸水率不大于 ，容重不小于 。 (即與壩軸線垂直的水平位移 ) ? 一般橫向位移較大：其大小取決于斷面 ,材料的性質(zhì) ,土荷條件 ,水荷載條件等的影響； ? 變形特點 :河谷最大斷面處橫向位移大 ,壩頂較壩底大 (沿壩軸線方向的水平位移 ) ? 觀測較困難 ,資料少 ? 變形特點 : ①壩頂與岸坡鄰接處越陡 ,壩頂縱向位移越大； ②縱向位移與沉降量組成的合向量指向河谷中心 ,兩岸岸坡處可能出現(xiàn)拉應(yīng)變區(qū) ,而河谷處出現(xiàn)壓應(yīng)變區(qū)，拉應(yīng)變區(qū)是土石壩出現(xiàn)橫向裂縫的主要部位； 二 土壩裂縫的類型及其成因 : (1)干縮和凍融裂縫 :粘土表面由于失水干縮和凍融而產(chǎn)生 .呈龜裂狀 ,縱橫交錯 ,深度不大 ,一般為幾厘米到 1米 ,縫寬常小于 1厘米 ,且上寬下窄 ,危害不大 (2)變形裂縫 :大多由不均勻沉降引起 ,危害性較大 (3)滑坡裂縫 :滑移土體開始發(fā)生位移而出現(xiàn)的裂縫 ,多出現(xiàn)在滑坡頂部 ,平面上呈弧形 .方向大致平行與壩軸線 ,是滑坡的 (4)水力劈裂縫 :由流體壓力引起的水平線垂直裂縫 .危害大 ,多發(fā)生在水庫蓄水初期 ,如美國提堂壩 ,導(dǎo)致潰壩 。 避免后期沉降變形中 “ 拱效應(yīng) ” 的形成 ,或斜墻不均勻沉降開裂； (3） 如上游壩殼料是濕陷性材料 ,填筑時可一邊蓄水 ,一邊上升； (4） 對豎直心墻土壩 ,控制心墻 ,過渡區(qū)及壩殼之間上升的高度民主差不太大 ,斜墻的下游壩殼應(yīng)及早填筑完成 ,使沉降早日完成 ,斜墻填筑后沉降量較?。? (5） 施工間歇期對壩面進(jìn)行保護(hù) ,防止干縮和凍融； (6） 初次蓄水時 ,控制水位上升速度 ,以保證壩體各部分有充足的時間進(jìn)行變形調(diào)整 。 “ 上防 ” 是指靠上游側(cè)采取各種防滲措施 ,主要有垂直防滲墻和水平鋪蓋 .“ 下排 ” 主要是指下游排水設(shè)施 。 二 混凝土防滲墻 :主要用于深厚砂礫石地基中 ,施工方法為 ,沖擊鉆分段造孔 ,泥漿固壁 ,水下澆鑄混凝土； :墻底嵌入弱風(fēng)化基巖深度 ≥～ ,墻頂插入防滲體深度＞ 1/10壩高 ,且大于 2m墻厚為～ ,一般 ； : ? 小浪底混凝土防滲墻造孔深達(dá) ,墻厚,墻體嵌入墻基 14m,軸線長 439m； ? 加拿大馬尼克號壩 ,兩道防滲體墻厚 ,中心距 ,墻深 131m ； 三 灌漿帷幕 :砂礫石層很厚時 :根據(jù)容許滲流坡降 J (規(guī)范建議： J≤34) 確定帷幕頂部的最大厚度 T； ? 土石壩中 ,一般采用多排帷幕 ,灌漿孔按梅花形排列 ,根據(jù)帷幕厚度及孔距確定排數(shù) ,孔距與排距由現(xiàn)澆試驗確定 ,初選時可選 23m,漿液常用水泥粘土漿 ,水泥含量約為 20%50%； :砂礫石地基的可灌性 ,用可灌比 M=D15/d85來評價 (注： D15受灌地層土料的特征粒； d85灌漿材料的控制粒徑 )；當(dāng) M5時 ,不可灌； M=510時 ,可灌性差； M10時 ， 可灌水泥粘土漿； M15時 ， 可灌水泥漿；水泥漿和粘土漿難灌的考慮用化學(xué)灌漿； 四 防滲鋪蓋 ：覆蓋層很深 (厚 ),無法采用垂直防滲設(shè)施或其經(jīng)濟(jì)性差時 ,尤其當(dāng)上游有天然鋪蓋或壩前淤積物較厚可資利用時； :延長滲徑 ,降低滲流坡降 ,減少滲流損失 ,常用于中小工程 . : ? 鋪蓋土料的滲透系數(shù)至少應(yīng)比地基砂礫石的小 100倍以上 ,最好達(dá) 1000倍 (如 105cm/s)； ? 鋪蓋長度一般為 46倍的水頭 ,(超過 68倍的水頭以后防滲效果增加緩慢 )； ? 鋪蓋前緣最小厚度為 ,末端與防滲體連接處厚度常達(dá)35m； ? 鋪蓋表面應(yīng)設(shè)保護(hù)層 ,保護(hù)層常為砂礫料 ； : ? 巴基斯坦 ,塔貝拉土壩 ,壩高 147m,壩基砂礫石層厚約 20m,采用厚 ,長 2347m,的鋪蓋 ,是目前世界上最長的鋪蓋 。 對于松砂 ,剪應(yīng)力循環(huán)作用的次數(shù)達(dá)一定數(shù)量后 ,有效應(yīng)力趨于零 ,全部應(yīng)力由土骨架轉(zhuǎn)移給空隙水 ,土的抗剪強度和抗變形能力幾乎完全消失 ,而且變形的增長具有突發(fā)性 ,土轉(zhuǎn)化為液化狀態(tài) 。 二 與岸坡的連接 。西北口、天生橋、水布埡等工程。 ， 即為 1： )；上游坡采用均一坡度 ， 便于面板施工；下游坡如無特殊要求可不設(shè)馬道 ， 需要的也可設(shè)馬道 ， 狹窄河谷土石壩常用 “ 之 ” 字形上壩公路 。 ? 填充標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計孔隙率 17%— 18%， 鋪筑厚度為主堆石體的一半 。 ? 作用：承受水荷載 ， 穩(wěn)定壩體； ? 材料：低壓縮性 ， 高抗剪強度 ， 較好的透水性 ， 耐久性 。 ? 砼強度 —— RH=20— 25Mpa； ? 止水 —— 三道止水 ， 底部銅止水 ， 用瀝青砂填充保護(hù)；上部用瀝青瑪瑙脂加 PVC膜覆
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