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水利工程概論_大壩安全監(jiān)測(cè)培訓(xùn)班-資料下載頁(yè)

2025-01-09 21:59本頁(yè)面
  

【正文】 0年),土力學(xué)及土工技術(shù)發(fā)展 壩型 : 粘性土料 作防滲斜墻或心墻(高塑性、適應(yīng)堆石體變形的能力好) 代表 :因蘭德( Inland)斜墻堆石壩,斯蒂文斯( Stevens)心墻堆石壩 (3) 第三階段( 1960~今),振動(dòng)碾問(wèn)世,滑模技術(shù)產(chǎn)生 壩型 :鋼筋混凝土面板堆石壩 代表 :美國(guó),新??怂蛊娓瘢?New Excheguer)壩,高 150m, 1966年 巴西,阿利亞河口( Fozdo Areia)壩,高 160m, 1980年 澳大利亞,塞薩納( Cechana)壩,高 110m, 1971年 我國(guó)始于 80年代,西北口高 95m,天生橋一級(jí)高 180m,水布埡高 233m 鹽泉壩、因蘭德壩、斯蒂文斯壩 第一階段:鹽泉壩 第二階段:因蘭德壩、斯蒂文斯壩 阿利亞河口壩 阿利亞河口壩,F(xiàn)oz do Areia,巴西,高 160m,1980年,屬于第三階段 塞薩納壩 塞薩納壩, Cechana,澳大利亞,高 110m,1971年,屬于第三階段 西北口壩 西北口壩,湖北,高95m,長(zhǎng) 222m 與前兩個(gè)階段相比,新型面板堆石壩的改進(jìn)處: ① 堆石體密度高(采用大型振動(dòng)碾) ② 石料粒徑小,且級(jí)配良好,過(guò)渡區(qū)墊層不但密實(shí)度高,且低透水性,可臨時(shí)擋水(在未澆筑面板前) ③ 堆石體石料的要求低 ④ 堆石體可分區(qū),可有不同的碾壓要求,利于加快施工,降低造價(jià) ⑤ 面板無(wú)水平向伸縮縫,改為施工縫,以便用滑模連續(xù)澆筑,加快施工進(jìn)度 ⑥ 改進(jìn)了面板的底座結(jié)構(gòu),截水齒槽式 → 趾板式,避免槽挖,簡(jiǎn)化施工 ⑦ 改進(jìn)了面板周邊縫和豎向伸縮縫的止水設(shè)施,適應(yīng)相對(duì)變位,避免止水受損而漏水 2)特點(diǎn) ① 面板設(shè)于堆石體上游面,整個(gè)壩體都受力,水壓力的鉛直分力有助于壩的穩(wěn)定,壩體工程量是土石壩中最小的。 ② 高密度的堆石體變形小,面板的抗裂防滲有保障,壩的穩(wěn)定安全度也是很高的,即使面板少許漏水,也不會(huì)危及堆石體的穩(wěn)定和壩的安全。 ③ 面板兼起防浪護(hù)坡的作用,經(jīng)濟(jì)合理。 ④ 面板在上游面,便于檢修,即使不放空水庫(kù),也便于潛水檢修。 ⑤ 無(wú)粘性土料施工,干擾小,氣候影響小,可全年施工。 a. 面板對(duì)基礎(chǔ)沉降很敏感,須重視壩基缺陷處理。 b. 面板抗漂浮物沖擊、抗嚴(yán)寒冰凍、抗環(huán)境水侵蝕作用性能稍差。 c. 抗震性能稍差。 3)設(shè)計(jì)要求 ( 1)堆石體的變形特性 ① 堆石體承受上部堆石的重量不斷增加 ② 堆石體材料的蠕變特性 ③ 堆石料有一定的浸水軟化特性 ④ 擋水后,庫(kù)水壓力使靠上游 1/3的堆石體內(nèi)法向壓應(yīng)力有較大增加,產(chǎn)生變形 ⑤ 地震時(shí),堆石體產(chǎn)生突然性變形(地震反應(yīng)) 上述變形,一部分在堆石體施工期發(fā)生,另一部分在水庫(kù)蓄水后逐漸發(fā)生。一般,面板在堆石體施工完成后才澆筑,因而,在面板澆筑之前已完成的變形不影響面板的運(yùn)行;而蓄水后產(chǎn)生的變形會(huì)影響面板的運(yùn)行。 ( 2)堆石體變形的影響因素 ① 材料的物理力學(xué)性質(zhì)和粒徑級(jí)配 石質(zhì)堅(jiān)硬?軟化系數(shù)?級(jí)配良好? → 變形模量較大 ② 填筑碾壓方式及其碾壓密實(shí)度 振動(dòng)碾壓好 ③ 壩高 ——粗略關(guān)系(新型碾壓式) ????????????年運(yùn)行蓄水開(kāi)始經(jīng)驗(yàn)系數(shù)壩高,沉降變形量,101031014423???HSHS阿利亞河口壩的變形 阿利亞河口壩在水庫(kù)蓄水前所產(chǎn)生的變形占蓄水后變形總量的百分比??梢?jiàn),水庫(kù)蓄水后所產(chǎn)生的變形主要分布在靠近上游壩趾的 1/3堆石體內(nèi),且在壩趾處最大。這與法向壓應(yīng)力的分布規(guī)律一致。 ( 3)堆石體的強(qiáng)度特性參數(shù) ① 鉛直向變形模量 隨高度變化而變化,頂部最小,底部最大 ② 水平向變形模量 只能在蓄水后利用觀測(cè)所得面板撓曲變形和堆石體沉降變形粗略反推得到。 鉛直水平 KK )~(?③ 堆石體的內(nèi)摩擦系數(shù) 巖石堅(jiān)硬,摩擦系數(shù)大 鉛直壓應(yīng)力增大,摩擦系數(shù)小(壓碎,粒徑變?。? ( 4)堆石體石料選擇和分區(qū) 應(yīng)選用新鮮、堅(jiān)硬、軟化系數(shù)小、抗侵蝕、抗風(fēng)化能力強(qiáng)的巖石。 1區(qū) ——支承面板,向堆石體均勻傳遞壓力,有一定的抗?jié)B能力,最重要 2區(qū) ——墊層與堆石區(qū)過(guò)渡作用,重要性稍次 3區(qū) ——受水壓力作用較大,較重要 4區(qū) ——保持壩的整體穩(wěn)定、下游坡穩(wěn)定,要求較低 九甸峽水利樞紐砼面板堆石壩方案樞紐平面布置圖 1:100024252525C 1P3J g L sC 1P3J g L sC 1P3J g L sC 1P3J g L sPC 31Lsa l Q4s p g ra l Q4E k s p g rd l Q4k s td l Q4k s td l Q4k s trQ4k s t7F 面板堆石壩縱斷面(縱 0+000) 面板堆石壩橫斷面(縱 0+) 面板堆石壩橫斷面(縱 0+) a l Q4s p g rs p g r4a l Q 面板堆石壩防滲墻連接型式 壩橫 0+ 200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200水平位移 垂直位移 壩橫 0+ 200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200大主應(yīng)力 200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200小主應(yīng)力 壩橫 0+ 200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200水平位移 200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200垂直位移 壩橫 0+ 200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200大主應(yīng)力 200 150 100 50 0 50 100 1502050210021502200小主應(yīng)力 (a)蓄 水期順壩坡方向應(yīng)力, kPa (b)蓄 水期面板撓度,mm壩橫 0+(柔性連接) 蓄水期面板應(yīng)力分布及撓度曲線 壩軸線斷面上下游向變形 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200204020602080210021202140216021802200壩軸線 斷面 壩軸線向變形 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200204020602080210021202140216021802200壩軸線斷面垂直向變形 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 22022 020 018 016 014 012 010 0806040200(a) 上下游向水平位移 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 22022 020 018 016 014 012 010 0806040200(b) 壩軸線向水平位移 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 22022 020 018 016 014 012 010 0806040200(c) 垂直位移 蓄水期面板的位移分布, mm 溝后面板砂礫石壩潰決 溝后水庫(kù)于 1985年 8月正式動(dòng)工興建, 1989年 9月下閘蓄水, 1990年 10月竣工, 1992年 9月由青海省建設(shè)廳主持通過(guò)竣工驗(yàn)收。 建設(shè)單位為青海省共和縣人民政府。陜西水利電力土木建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),鐵道部二十局施工。水庫(kù)設(shè)計(jì)總?cè)萘繛?330萬(wàn) m3,正常洪水位、設(shè)計(jì)和校核水位均為 3278m,壩型為面板砂礫石壩,為灌溉水利樞紐,是四等小型工程。 水庫(kù)大壩于 1993年 8月 27日 22時(shí) 40分左右,青海省海南藏族自治州共和縣溝后水庫(kù)發(fā)生垮壩事故,找到尸體 288具,尚有 40人失蹤。給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳?cái)產(chǎn)造成巨大損失。 原因: 鋼筋混凝士面板漏水和壩體排水不暢 溝后水庫(kù)潰壩(中國(guó), 1993) 溝后面板壩潰決示意圖 土石壩安全問(wèn)題 ( 1)土石壩比例大 世界有 15萬(wàn)余座水壩(中國(guó)近 ),其中超過(guò) 70%為土石壩。中國(guó) 30m以上大壩中,土石壩占近 60%;大量高、復(fù)雜的土石壩在建、待建。 ( 2)土石壩安全問(wèn)題突出 潰壩案例中,土石壩高達(dá) 80% (其中,小于 30 m高度的又占 70% ),表明其 安全管理壓力 遠(yuǎn)大于混凝土壩 。
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