土石坝
第四章土石坝
第一节概述 (1)
第二节土石坝的基本剖面 (3)
第三节土石坝的渗流分析 (6)
第四节土石坝的稳定分析 (14)
第五节筑坝材料选择与填筑标准 (22)
第六节土石坝的构造 (24)
第七节土石坝的地基处理 (29)
第八节土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接 (34)
第九节堆石坝 (36)
第十节土石坝的运用管理 (39)
第一节概述
●土石坝是指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压方法堆筑成的挡水坝。
●土坝当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；
●堆石坝以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；
●土石混合坝当两类材料均占相当比例时，称土石混合坝。由于筑坝材料主要来自坝区，因而也称当地材料坝。
土石坝得以广泛应用和发展的主要原因是：
（1）可以就地取材，节约大量水泥、木材和钢材，几乎任何土石料均可筑坝。
（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。
（3）大功率、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。
（4）岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展，提高了大坝分析计算的水平，加快了设计进度，进一步保障了大坝设计的安全可靠性。
（5）高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等设计和施工技术的综合发展，对加速土石坝的建设和推广也起了重要的促进作用。
一、土石坝的特点和设计要求
分析土石坝的四大问题
（1）稳定方面。土石坝不会产生水平整体滑动。土石坝失稳的形式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。
（2）渗流方面。土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。坝体内渗流的水面线叫做浸润线。浸润线以下的土料承受着渗透
动水压力，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定不利。
（3）冲刷方面。土石坝为散粒体结构，抗冲能力很低；
工程措施：①在土石坝上下游坝坡设置护坡，坝顶及下游坝面布置排水措施，以免风浪、雨水及气温变化带来有害影响；②坝顶在最高库水位以上要留一定的超高，以防止洪水漫过坝
顶造成事故；③布置泄水建筑物时，注意进出口离坝坡要有一定距离，以免泄水时对坝坡
产生淘刷。
（4）沉陷方面。由于土石料存在较大的孔隙，且易产生相对的移动，在自重及水压力作用下，会有较大的沉陷。为防止坝顶低于设计高程和产生裂缝，施工时应严格控制碾压标准并预留沉陷量，使竣工时坝顶高程高于设计高程。可按坝高的（1～2）％预留沉陷值。
二、土石坝的类型
（一）按坝高分类
土石坝按坝高可分为：高度在30m以下的为低坝，
高度在30~70m之间的为中坝，
高度超过70m的为高坝。
土石坝的坝高均从清基后的地面算起。
（二）按施工方法分类
（1）碾压式土石坝。
（2）水力冲填坝。
（3）水坠坝。
（4）水中填土坝或水中倒土坝。
（5）土中灌水坝。
（6）定向爆破堆石坝。
（三）按坝体材料的组合和防渗体的相对位置分类
1．土坝
（1）均质坝：
（2）粘土心墙坝和粘土斜墙坝：
（3）人工材料心墙和斜墙坝：
（4）多种土质坝：
2．土石混合坝
上述多种土质坝中，粗粒土改用砂砾石料筑成的坝，或用土石混合在一起的材料筑成的坝，称为土石混合坝。
3．堆石坝
除防渗体外，坝体的绝大部分或全部由石料堆筑起来的称为堆石坝。
第二节土石坝的基本剖面
一、坝顶高程
●坝顶高程根据正常运用和非常运用的静水位加相应的超高Y予以确定。
=
?
?
Y
+
顶
静水
●计算情况：
①设计洪水位+正常运用情况的坝顶超高；
②校核洪水位+非常运用情况的坝顶超高；最大值为坝顶高程
③正常高水位+非常运用情况的坝顶超高+地震安全加高
●坝顶设防浪墙时，超高值Y是指静水位与墙顶的高差。
●计算的坝顶高程是指坝体沉降稳定后的数值。
●Y按下式计算。
Y=R+e+A
βcos 22
0m gH D Kv e =
βcos 220m
gH D Kv e = (4-2) 式中R ——波浪在坝坡上的最大爬高，m;
e ——最大风壅水面高度，即风壅水面超出原库水位高度的最大值，m;
H m ——坝前水域平均水深，m;
K ——综合摩阻系数，其值变化在（1.5～5.0）610-?之间，计算时一般取K=3.6610-?; β——风向与水域中线（或坝轴线的法线）的夹角，度；v 0、D ——计算风速和风区长度，
见第二章；
A ——安全加高，m;根据坝的等级和运用情况，按表4-1确定。
波浪爬高:
波浪沿建筑物坡面爬升的垂直高度（由风壅水面算起）称为波浪爬高，波浪爬高R 的计算，土石坝设计规范推荐采用蒲田试验站公式，其具体计算方法如下：
（1）计算波浪的平均爬高m R ：当坝坡系数m =1.5～5.0时，平均爬高m R 计算公式： =m R m m w
L h m K K 21+?
式中 ?K ——斜坡的糙率渗透性系数
w K ——经验系数，由计算风速v 0(m/s)、水域平均水深m H （m ）和重力加速度g 组成的无维量m
gH v 0 ； m —单坡的坡度系数，若单坡坡角为α，则m=ctg α；
m h 、m L ——平均波高和波长，m ;
薄田试验站的波高和波长计算：
1）平均波高h m 用式计算：
2）平均波长L m 由平均周期Tm 和平均水深H m 按下述理论公式计算：
平均周期T m =4.4385.0m h
当 m
m L H ≥0.5时，称为深水波，其波长与周期有关： 2256.12m m m T gT L ≈=π
当m
m L H <0.5时，称为浅水波，其波长与周期和水深有关： m
m m m L H th gT L ππ222= （2）计算设计爬高值R ：不同累计频率的爬高p R 与m R 的比，可根据爬高统计分布表确定。 当风向与坝轴的法线成一夹角β时，波浪爬高应乘以折减系数βK ,其值由表确定。
二、坝顶宽度
坝顶宽度应根据运行、施工、构造、交通和人防等方面的要求综合研究后确定。
坝顶宽度应按照交通规定选定。
当无特殊要求时，高坝的坝顶最小宽度可选用10～15m ，中低坝可选用5～10m 。
坝顶宽度必须考虑心墙或斜墙顶部及反滤层布置的需要。
在寒冷地区，坝顶还须有足够的厚度以保护粘性土料防渗体免受冻害。
三、坝坡
（1）上游坝坡常比下游坝坡为缓，但堆石坝上、下游坝坡坡率的差别要比砂土料为小。
（2）土质防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性的控制，斜墙的上游坝坡一较心墙坝为缓。而心墙坝，特别是厚心墙坝的下游坝坡，因其稳定性受心墙土料特性的影响，一般较斜墙坝为缓。
（3）粘性土料的稳定坝坡为一曲面，上部坡陡，下部坡缓，所以用粘性土料做成的坝坡，常沿高度分成数段，每段10～30m ,从上而下逐渐放缓，相邻坡率差值取0 .25或0.5。砂土和堆石的稳定坝坡为一平面，可采用均一坡率。由于地震荷载一般沿坝高呈非均匀分布，所以，砂土和石料有时也做成变坡形式。
（4）由粉土、砂、轻壤土修建的均质坝，透水性较大，为了保持渗流稳定，一般要求适当放缓下游坝坡。
（5）当坝基或坝体土料沿坝轴线分布不一致时，应分段采用不同坡率，在各段间设过渡区，使坝坡缓慢变化。
土石坝坝坡确定的步骤是：根据经验用类比法初步拟定，再经过核算、修改以及技术经济比较后确定。
马道 碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔10～30m 设置一条马道，其宽度不小于1.5～2.0m ，用以拦截雨水，防止冲刷坝面，同时也兼作交通、检修和观测之用，还有利于坝坡稳定。
马道一般设在坡度变化处。
第三节 土石坝的渗流分析
一、渗流分析的目的和方法
（一）渗流分析的目的
(1)确定坝体浸润线和下游渗流出逸点的位置。
（2）确定坝体与坝基的渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸。
（3）确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降, ,以判断该处的渗透稳定性。
（4）确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置,估算由此产生的孔隙水压力,供上游坝坡稳定分析之用。
(二)渗流分析的方法
解析法分为流体力学法和水力学法。本节主要介绍水力学法。
手绘流网法是一种简单易行的方法,能够求渗流场内任一点渗流要素,并具有一定的精度,但在渗流场内具有不同土质,且其渗透系数差别较大的情况下较难应用。
二、渗流分析的水力学法
计算情况:
① 上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；
② 上游设计洪水位与下游相应的最高水位；
③ 上游校核洪水位与下游相应的最高水位；
④库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。
（一）渗流基本公式
对于不透水地基上矩形土体内的渗流,如图所示。
渗流计算图
q =L
H H K 2)(2221- x
y H K q 2)(221-= 即 x K
q H y 221-=
由式可知,浸润线是一个二次抛物线。式当渗流量q 已知时,即可绘制浸润线,若边界条件已知,即可计算单宽渗流量。
（二）不透水地基上均质土石坝的渗流计算
（1）土石坝下游有水而无排水设备的情况。
当下游无水时,以上各式中的H 2=O;当下游有贴坡排水时,因贴坡式排水基本上不影响坝体浸润线的位置,所以计算方法与下游不设排水时相同。
以下游有水而无排水设备的情况为例。
计算时将土坝剖面分为上游楔形体,中间段和下游楔形体三段,如图所示。
● 等效矩形宽度：H L ?=?λ，λ值由下式计算: 1
211+=m m λ 式中 1m ——上游坝面的边坡系数,如为变坡则取平均值；
1H ——上游水深。
● 计算对象：坝身段(AMB ”B ')及下游楔形体段(B ’B ”N )。
● 坝身段的渗流量为: L
a H H K q '+-=2)(2
02211 (4-15) 式中 0a ——浸润线出逸点在下游水面以上高度；
K ——坝身土壤渗透系数；
H 1——上游水深；
H 2——下游水深；
L '——见图(4-6)。
● 下游楔形体的渗流量：可分下游水位以上及以下两部分计算。
根据试验研究认为，下游水位以上的坝身段与楔形体段以1：0.5的等势线为分界面，下游水位以下部分以铅直面作为分界面，与实际情况更相近，则通过下游楔形体上部的渗流量'2q 为：
土石坝施工技术规范
SDJ213-83 《碾压式土石坝施工技术规范》 SL260-98 《堤防工程施工规范》 SL38-92 《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七）》 SL239-1999 《堤防工程施工质量评定与验收规程》 3 、施工准备 3.1 对合同及设计文件进行深入具体条件编好施工组织设计。 3.2 做好各项技术准备，并做好“四通一平”临建工程，各种设备和器材的准备工作。导流及引排水工程已完成。 3.3 测量放样工作已验收合格，对主要测点已埋设牢固的标架、基石、坝（堤）身放样已按设计预留沉降量。 3.4对土料场进行现场核查，贮量应大于需用量的1.5-2.5 倍。土质及天然含水量符合设计要求。 3.5 施式机械、试验设备到位，已做防渗体土料碾压试验，基础清理已完成并经过验收。 4 、施工操作要求 4.1 土料开挖 4.1.1 料场开挖前应划定开挖范围，清除树根乱石及妨碍施工的一切障碍物，排除场内积水，开好排水沟。 4.1.2 土料的天然含水量接近施工控制下值时，采用立面开挖，含水量偏大时，采用平面开挖。 4.1.3 当层状土料有需剔除的不合格料层时，用平面开挖，当层状土料允许掺混时，用立面开挖。4.1.4 冬季施工宜用立面开挖。 4.1.5 取土坑壁应稳定，立面开挖时严禁掏底施工。 4.2 铺料 4.2.1 防渗体土料铺筑应平行堤轴线顺次进行，分段作业和长度不应小于100m ，人工作业时不小于50m。 4.2.2 作业面宜分成铺土、碾压、检验三段，以利流水作业，应分层统一铺土，统一碾压，专人取样检验，严禁出现界沟。 4.2.3 相邻施工段的作业面需均衡上升，若不可避免出现高差时，要以1：3-1：5 的斜坡连接。 4.2.4 土料宜用进占法卸料，用推土机或人工铺至规定部位，严禁将砂砾料或其他透水料与粘性土料混杂。 4.2.5 铺土厚度及块置直径限制尺寸如下表：铺土厚度和土块直径限制尽寸表 压实功能类型压实机具种类铺土厚度（cm）土块限制直径（cm） 轻型人工夯、机械夯15-20 20-25<5 <8 中型12T--15T 平碾斗容2.5m3 铲运机5T-8T 振动碾25-30 < 10 重型斗容大于7 m3 铲运机10T-16T 振动碾加载汽胎碾30-50 < 15 4.2.6 铺料至堤边时，应在设计边线外侧各超镇一定余量，人工铺料为10cm ，机械铺料 为 30cm。 4.2.7 通过保持填土面平整，算方上料，及时检测厚度等措施控制铺土厚度。土厚度允许误差为+0-5cm 。 4.3 碾压 4.3.1 碾压机械行走方向应平行于提轴线。分段分片碾压时相邻作业面的碾压搭接宽度，平 行提轴线方向不应小于0.5m，垂直堤线方向不应小于3cm。 432碾压机械进行碾压时，采用进退错距法作业。碾压搭接宽度大于10cm。铲运机兼作压
第6章 土石坝
第六章土石坝 第一节概述 一、概念：利用当地土石材料填筑而成的挡水坝，又称当地材料坝。历史悠久，发展很快，国内、外广泛采用。 碧口水电站 碧口水电站建在甘肃文县白龙江，控制流域面积26000 平方公里。多年平均流量275秒立米，设计洪水流量 7630秒立米。总库容为521亿立米，设计灌溉面积0.89 万亩，装机容量30.0万千瓦。 主坝坝型为壤土心墙土石坝。最大坝高101 米，坝顶 长度297米，坝基岩石为干枚岩和凝灰岩。坝体工程量 424.1万立米，主要泄洪方式溢洪道和隧洞。 密云水库 密云水库建北京密云潮白河, 控制流域面积15788平方 公里,多年平均流量50秒立 米,设计洪水流量16500秒立 米,总库容43.75亿立米,设计 灌溉面积400万亩,装机容量 8.8万千瓦。 主坝坝型为粘土斜墙土坝,最 大坝高66米(白河主坝),坝顶 长度960米(白河主坝),坝基 岩石为砂砾石复盖层,坝钵工 程量1105万立米。主要泄洪 方式为岸边溢洪道,大坝特点 是坝基混凝土墙和灌浆防 渗。
南水水电站 南水水电站建在广东乳源的南水，控制 流域面积608平方公里，多年平均流量 33.4秒立米，设计洪水流量4190秒立 米，总库容12.18亿立米，装机容量 7.5万千瓦。 主坝坝型为粘土斜墙堆石坝，最大坝高 81.3米，坝顶长度215米，坝基岩石 为砂岩，坝体工程量171.1万立米，主 要泄洪方式为隧洞，大坝特点是定向爆 破筑坝。 以礼河毛家村水电站 建设地点在云南会泽，所在河流为以礼河，控制流 域面积868平方公里，多年平均流量15.9秒立米， 设计洪水流量1700秒立米，总库容5.53亿立米， 设计灌溉面积74万亩，装机容量1.6万千瓦。 主坝坝型为粘土心墙土石坝，最大坝高80.5米，坝 顶长度467米，坝基岩石为玄武岩，坝体工程量 664.3万立米，主要泄洪方式为隧洞。 岳城水库 岳城水库建设地点在河北磁县，所 在河流为漳河，控制流域面积 18100 平方公里，多年平均流量 62.2秒立米，设计洪水流量19300 秒立米，总库容10.9亿立米，设 计灌溉面积200万亩，装机容量 1.7万千瓦。 主坝坝型为均质土坝，最大坝高 53米，坝顶长度3570米，坝基岩 石为砂砾石复盖层，坝体工程量 2900万立米，主要泄洪方式岸边 溢洪道，大坝特点是坝下泄洪洞
水工大坝几种坝型简介
水工大坝几种坝型简介 (孙国俊收录整理) 1.重力坝 重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。 重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。 在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。据统计,在各国修建的大坝中,重力坝在各种坝型中
往往占有较大的比重。在中国的坝工建设中,混凝土重力坝也占有较大的比重,在20座高100m以上的高坝中，混凝土重力坝就有10座。 2.拱坝 拱坝是一种建筑在峡谷中的拦水坝，做成水平拱形，凸边面向上游，两端紧贴着峡谷壁。是指一种在平面上向上游弯曲，呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑，是一个空间壳体结构。 拱坝是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的基岩。与重力坝相比，在水压力作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈截面上主要承受轴向反力，可充分利用筑坝材料的强度。因此，是一种经济性和安全性都很好的坝型。 平面上呈拱形并在结构上起拱的作用的坝。拱坝的水平剖面
由曲线形拱构成，两端支承在两岸基岩上。竖直剖面呈悬臂梁形式，底部座落在河床或两岸基岩上。拱坝一般依靠拱的作用，即利用两端拱座的反力，同时还依靠自重维持坝体的稳定。拱坝的结构作用可视为两个系统，即水平拱和竖直梁系统。 水荷载及温度荷载等由此二系统共同承担。当河谷宽高比较小时，荷载大部分由水平拱系统承担；当河谷宽高比较大时，荷载大部分由梁承担。拱坝比之重力坝可较充分地利用坝体的强度。其体积一般较重力坝为小。其超载能力常比其他坝型为高。拱坝主要的缺点是对坝址河谷形状及地基要求较高。 拱坝的基础处理要慎重对待。务必查明地质条件的薄弱环节。在工程措施上要不惜代价彻底解决。不能轻率处理。对水文、试验等工作应按规程规范办理，这样才能提高设计精度，不然将造成工程失事的遗留病害。所以应保证在安全的前提下求经济合理。 拱坝坝址地质条件，一般是上部岩石比下部差，左右岸岸坡均有软弱夹层。为了使拱坝传给基岩的推力分散，易于保持稳定，中小型拱坝工程，扩大其拱端尺寸，即将坝布置为变截面圆拱成大头拱坝是有效的。但相对于重力坝，拱坝对坝址岩石基础的要求相对重力坝要少一些。 3.土石坝 土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石
水利工程施工——土石坝工程
第四章土石坝工程 教学目的和要求：本章目的主要是讲解土石坝工程施工的特点，机械化作业的适用性。要求学生掌握土石坝施工常用技术，了解常用机械以及适用性；运用、分析土石料的特性，选择施工方法和施工机械。 重点与难点：1.料场的规划 2.土石坝压实参数的确定和机械的选择 3.面板混凝土坝的施工工艺和方法 教具与参考：1.水利施工图片 2.[1]司兆乐水利水电枢纽施工技术.北京：中国水利水电出版 社，2002 [2]魏璇. 水利水电工程施工组织设计指南.北京：中国水利水 电出版社，1999 主要教学方法：1.讨论法 2.讲授法 3.演示法 水利水电工程中，土方工程应用非常广泛。有些水工建筑物，如土坝、土堤、土渠等，几乎全部都是土方工程。它的基本施工过程是开挖、运输和压实。可根据实际情况采用人工、机械、爆破或水力冲填等方法施工。 准备作业包括：三通一平、临时实施的建设 基本作业包括：料场土石料开采，坝面铺平、压实、质检等 土的施工分级的方法很多，在水利工程施工中，根据施工的困难程度，将土壤分为Ⅳ级，见表4-1。 表4-1 土壤的工程分级表
二、土壤的工程特性 1、表观密度土壤表观密度，就是单位体积土壤的重量。土壤保持其天然组织、结构和含水量时的表观密度称为自然表观密度。单位体积湿土的重量称为湿表观密度。单位体积干土的重量称为干表观密度。它是体现粘性土密实程度的指标，常用它来控制压实的质量。 2、含水量表示土壤空隙中含水的程度，常用土壤中水的重量与干土重量的百分比表示。含水量的大小直接影响粘性土压实质量。 3、可松性是自然状态下的土经开挖后因变松散而使体积增大的特性，这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即：
土石坝裂缝成因及处理方法
TECHNOLOGY TREND ［摘要］本文结合工程实例，对土堤（坝）填筑的施工工艺及施工过程中关键部位的施工方法进行探讨，并提出处理好土堤（坝）填筑的 其他关键问题的措施。［关键词］土堤（坝）填筑；施工；质量控制土堤（坝）填筑施工与质量控制探讨 李滋生 1工程概况 社岗防护工程是北江飞来峡水利枢纽工程的一部分，主要由社岗防护堤、排水渠、升平箱涵、元岗和社岗涵闸、防洪道路、防洪仓库等建筑物组成。其中社岗防护堤位于飞来峡水利枢纽坝前左岸，北起金斗角，横跨银英公路、社岗水，沿原京广铁路路基与江东古庙山头相接，然后经升平镇、水塘桥、洪晚潦与平台山相连，堤线最后止于隔江村侧小山。社岗防护堤为碾压式均质土堤，堤身最大高度为22m ，堤顶路面高程为29.2m ，堤顶宽度为7m ，采用泥结石路面。迎水面侧布置1m 高钢筋砼防浪墙，背水面侧布置缘石及排水沟。迎水面为1∶2.75干砌石护坡，背水面为1∶2.5草皮护坡。防护堤全长3675m ，土方填筑260万m 3，筑堤土料由建设单位提供的飞来峡19号土料场供应。通过对土料的击实试验,得出土料的最大干密度为1.71t ／m ，最优含水率16％，控制上堤土料含水率13％～18％。设计要求指标：压实度取97％。 2均质土堤（坝）填筑2.1料场土料质量控制情况 首先对料场的土料进行含水率的检测，主要是控制上堤（坝）的土料质量，以保证土料符合设计质量要求和易于压实合格。若土料的含水率偏高，则应改善料场的排水条件，并将不符合上堤（坝）条件的土料进行翻晒处理，以此来降低土料的含水率；若土料的含水率偏低，则应对土料在料场进行加水，以保证土料的含水率满足设计要求。2.2碾压试验情况 为了提高大面积施工时的工作效率，保证施工质量，进行土方填筑碾压试验，选择合理的施工方法，从而确定最优功效的含水范围、铺土厚度、碾压变数、压实参数等。本工程填筑施工参数为：铺土厚度40cm ，碾压遍数8次，含水率控制在13％～18％之间。 2.3土堤（坝）填筑施工方法 边线控制：边线要超出设计边线80cm ，超出部分每填筑1.5m 高用反铲挖机粗略削坡。 铺土厚度控制：铺土厚40cm ，允许偏差一5cm ～0。 碾压：振动碾顺堤（坝）轴线方向进退式碾压，相邻两段交接带碾迹应彼此搭接，垂直碾压方向搭接带宽度不小于0.3m ～0.5m 。顺碾压方向搭接宽度为1m ～1.5m 。行走速度：拖式2km/h ～3km/h ，自行式2.5km/h ～3.5km/h 。 2.4土料填筑技术要求 填筑前，应在与基础岩石接触处，按1m 宽铺设（岸边为一条带）纯黏土接触带。碾压机具的行驶方向应平行堤（坝）轴线，而靠岸边的接触带黏土则应顺岸边进行压实，压实标准按压实度97％控制。 在整个土料压实过程中，专职质检、试验人员进行值班，及时对每一层回填土料的压实度用环刀进行测点检测，在下一层的压实度没有达到97％及干密度1.65g/cm 的标准时，决不允许进行上一层的土方回填。 每一填土层按规定参数施工完毕,并经监理检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新土之前,应对压实层表面残留的被碾子凸块翻松的半压实土层进行处理，以避免形成土层间结合不良的现象。 压实土体不应出现漏压虚土层、干松层、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。如出现上述现象应及时处理；对于干松层加水继续碾压；对于漏压的虚土层进行补压；对于出现的弹簧土与剪力破坏的部位 超过5m 2挖掉换土填筑；对于汽车通过后形成的光面用推土机或凸块振动碾刨毛处理。 铺土面应均衡上升，以免造成过多的接缝。若由于施工需要进行分区填筑时。其纵横接缝坡度分别按1∶3及1∶4控制，并用振动碾骑缝碾压。 在接缝的坡面上，应配合填筑的上升速度，将表面松土铲除至已压实合格的土层为止。坡面须经刨毛处理。并使含水率控制在13％～18％范围内，然后才能继续铺填新土进行压实。 为保护土料正常的填筑含水率，日降雨量较大时，按监理指示填筑。当风力或日照较强时，在堤（坝）面上进行洒水湿润，以保持合适的含水率。 填筑面应略向上游倾斜，以利排除积水。下雨前应采取措施，防止雨水下渗，雨后应将填筑面含水率调整至合格范围，才能复工。 2.5堤（坝）体填筑质量控制 质量检测取样部位应符合下列要求：取样部位应有代表性，且应在面上均匀分布，不得随意挑选，特殊情况下取样须加注明；应在压实层厚的下部1/3处及结合层处取样，并记录压实层厚度。 质量检测取样数量应符合下列要求：每次检测的施工作业面不宜过小，机械筑坝时不宜小于600m 2：每层取样数量：在大面积填筑量时每200m 3～500m 3取样1次，在边角部位每层2～3次；若作业面或局部返工部位按填筑量计算的取样数量不足3个时，也应取样3个。 在压实质量和堤身特定抽样检测时。取样数视堤身具体情况而定。每一填筑层自检、抽检后，凡取样不合格的部位应补压或作局部处理，经复验至合格后方可进行下一道工序施工。 3雨季填筑 雨季填筑时应采取适当措施，防止施工过程中土料含水量的增加，保证填筑质量。主要应做好以下几方面工作：填筑面稍向上游倾斜，以利排泄雨水，倾斜坡度一般可取2％～4％；雨前用振动平碾快速压实表层松土，并注意保持填筑面平整，以防积水和雨水下渗。雨后填筑面应刨毛晾晒或处理，经检查合格后方可复工；在填筑面上的施工机械，雨前宜移出填筑面停放；下雨或雨后不许践踏堤（坝）面，禁止车辆通行；雨后复工，首先人工排除防渗体表层局部积水，并视未压实表土含水率情况，进行刨毛晾晒或用推土机将其清除，至实测土料含水率不超过施工含水率上限1％即可。 4处理好堤（坝）填筑的其他关键问题 认真细致地处理好土堤（坝）基与岸坡这些关键性问题：堤（坝）基与岸坡处理工程为隐蔽工程，如果处理不好，将来会危及土堤（坝）稳定与安全，所以必须按设计要求并遵循有关规定认真施工。施工单位应根据合同技术条款要求以及有关规定，充分研究工程地质和水文地质资料，制定相应的技术措施。 做好清基工作：在因清理堤（坝）基、岸坡和铺盖地基时，应将村木、草皮、树根、乱石、坟墓以及各种建筑物全部清除，并认真做好水井、泉眼、地道、洞穴等处理。堤（坝）基或岸坡表层的粉土、细砂、淤泥、腐殖土、泥炭等均应按设计要求和有关规定清除。若按设计高层局部地段仍存在淤泥及细砂或其他软弱夹层等不良工程地质问题时，应及时将局部地段不良岩体清除，然后换基至设计高程。为保证土堤（坝）填筑质量问题，在土堤（坝）基开挖过程中要做好基坑排水问题，特别是土堤（坝）开始填筑阶段的基坑排水问题，以保证土堤 工程技术 113
土石坝-开题报告
毕业设计（论文）开题报告 题目南沟门水库枢纽布置 及粘土心墙坝设计 专业水利水电工程 班级工113 学生胡健 指导教师王瑞骏 2015 年
一、毕业设计(论文)课题来源、类型 根据专业培养要求和毕业设计的目的，本设计的课题来源于南沟门水库枢纽的工程实际,本设计的课题类型属于设计类。 二、选题的目的及意义 1.选题目的： (1) 本设计主要解决南沟门枢纽布置，以及粘土心墙坝的设计； (2) 培养综合运用所学的基础理论，专业知识和掌握基本技能，创造性的分析和解决实际问题的能力；培养严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，全面提高综合素质，培养出具有水利水电工程规划、设计、施工和管理能力的全面人才。 2.选题意义： (1) 南沟门水利枢纽主要向延安石油化学工业基地及当地城乡生活用水，改善灌溉条件，并利用供水进行发电；南沟门水库工程工程位于陕西省延安市黄陵县境内，由葫芦河南沟门水库、洛河引洛入葫马家河引水枢纽和输水隧洞三部分组成，该水利枢纽工程为Ⅱ等大（2）型工程，其永久泄水建筑物导流泄洪洞、溢洪道按2级建筑物设计，设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为5000年一遇。南沟门水库位于洛河支流葫芦河下流，距黄陵县城约20公里。水库坝址距河口3km，控制流域面积5443平方千米，占全流域面积约99.9%，工程由拦河坝、泄洪洞、引水发电洞、泄洪道组成。马家河引水枢纽位于洛河中游洛川县西北约12km的马家河村，距下游交口河水文站约38km，坝址以上流域面积11548平方千米，占洛河流域总面积的42.9%。引洛入葫输水隧洞洞长6.115km。 (2) 由于延安市境内石油、煤炭等矿产资源丰富，是陕西省最大的石油工业基地，规划建设的延安石油化学工业区是陕北能源化工基地的重要组成部分。然而随着延安石油工业发展和石油化学工业区建设步伐加快，水资源供需矛盾也日益尖锐，修建南沟门水利枢纽工程，不仅可以解决延安石油工业区用水问题、灌溉条件等问题，而且促进地方经济社会可持续发展；
土石坝自测题及答案
第四章土石坝自测题 一、填空题 1．土石坝按施工方法可分为、、和等形式。 2．土坝按防渗体的位置分为、、、。 3．土石坝的剖面拟定是指、、和的拟定。 4．在土石坝的坝顶高程计算中，超高值Y= （写出公式）。公式中各字母代表的含义是：、、。 5.碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔10～30m设置，宽度不小于～，一般设在。 6.当有可靠防浪墙时，心墙顶部高程应，否则，心墙顶部高程应不低于。 7.由于填筑土石坝坝体的材料为，抗剪强度低，下游坝坡平缓，坝体体积和重量都较大，所以不会产生。 8.土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。坝体内渗流的水面线叫做。其下的土料承受着，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定。 9..土石坝可能滑动面的形式有、和复合滑裂面。 10.土石坝裂缝处理常用的方法有、、等。 11.土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降；使更大的土粒开始移动，产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称。 12.在土石坝的坝坡稳定计算中，可用替代法考虑渗透动水压力的影响，在计算下游水位以上、浸润线以下的土体的滑动力矩时用重度，计算抗滑力矩时用重度。
13.土石坝的上游面，为防止波浪淘刷、冰层和漂浮物的损害、顺坝水流的冲刷等对坝坡的危害，必须设置。 14.土石坝砂砾石地基处理属于“上防”措施，铅直方向的有、板桩、和帷幕灌浆。 15.砂砾石地基一般强度较大，压缩变形也较小，因而对建筑在砂砾石地基上土石坝的地基处理主要是解决。 16.土石坝与混凝土坝、溢洪道、船闸、涵管等混凝土建筑物的连接，必须防止接触面的，防止因而产生的裂缝，以及因水流对上下游坝坡和坝脚的冲刷而造成的危害。 17.土坝的裂缝处理常用的方法有、、等。 18.土石坝的渗漏处理时，要遵循“”的原则，即在坝的上游坝体和坝基、阻截渗水，在坝的下游面设排出渗水。 二、单项选择题 1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（）。 A、高于设计洪水位 B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、高于校核洪水位 D、高于校核洪水位加一定安全超高 2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（）。 A、上游坝坡比下游坝坡陡 B、上游坝坡比下游坝坡缓
国内外土石坝重大事故剖析_对若干土石坝重大事故的再认识
第17卷第1期水利水电科技进展1997年2月 作者简介:顾淦臣,男,教授,从事水工结构教学与研究,著有 土石坝地震工程学 等论著。 国内外土石坝重大事故剖析 对若干土石坝重大事故的再认识 顾淦臣 (河海大学水利水电工程学院!南京!210098) 摘要!对土石坝4种类型20例事故的实况作了描述,对其原因作了剖析。其中洪水漫坝失事2例,渗透破坏5例,滑坡3例,震害10例。从分析中吸取教训,获得经验,防止或减少今后发生类似事故。文中提出勘测试验设计、施工及监理、验收、运行管理4个环节应慎重对待的各项工作。关键词!土石坝!事故分析!洪水漫坝!滑坡!震害!渗透破坏 !!大坝失事,下游猝不及防,致使人民生命财产和经济文化遭受重大损失。因此调查失事实况,分析失事原因,研究失事机理具有重要意义。通过调查分析,从这些事例中吸取教训,获得经验,提高勘测、科研、设计、施工、监理、管理等各方面水平,防止或减少这类事故再度发生。 大坝从发生险情到溃坝失事,发展迅速,整个过程往往很难被人目睹。只能在失事后进行调查分析。一般采取观察残存坝体,取样试验,分析失事前的原型观测资料,访问附近居民等手段,然后综合分析,得出结论。这些工作需要由知识面宽广、理论基础扎实、实践经验丰富的专家去担任,经过充分讨论,才能得出客观、公正、切合实际的结论。在调查研究中,还需去粗取精、去伪存真,相互补充,力求全面。对失事原因和机理的分析,可能会有不同的意见,可以并存。一次调查研究的结论也可能被再次调查研究所推翻。一次事故,也可以同时组织两个专家组作调查研究,力求全面和客观。例如美国T eton 坝失事后,组织了两个专家组分别进行调查研究,一个是政府的专家组,另一个是学术团体的 专家组。最终报告中综合了两个专家组的结论。我国沟后坝失事后,政府专家组提出了调查报告,专家组的成员有3位在刊物上发表了意见不尽相同的论文,专家组以外的工程师和学者在刊物上发表了4篇论文,都有自己的见解。 笔者遍阅了国内外土石坝失事和事故的调查报告及论文,仔细考证了事故实况,根据坝型、筑坝材料、施工质量等综合资料,分析判断失事和事故的原因、机理。对原调查报告和论文中的结论,有的予以肯定,有的认为值得商榷,提出自已的见解。 本文对洪水漫坝、渗透破坏、滑坡、地震震害4种类型20个事例进行剖析,选择了各种类型事例中最大库容或最高的坝为剖析对象。早期建成的坝,当时设计和施工技术水平较低,由于地震震害失事或其它原因失事较多。50年代以后,设计理论和施工技术已大为提高。如果谨慎从事,大坝失事是可以避免的。通过本文事例剖析,这些坝的失事都不是人力不可抗拒的。板桥水库校核洪水标准为千年一遇加20%,?75#8?洪水为650年一遇就漫坝失事,可见原设计的洪水计算 # 13#
一建【水利】建工精讲讲义：土石坝工程1051
1F415010 土石坝施工技术 碾压式土石坝施工内容包括： 案例一：土石坝施工分期 土石坝施工内容排序示例 A坝基处理，B坝体填筑，C导流洞施工，D截流，E围堰填筑，F围堰拆除，G基坑排水，H封孔。合理的施工顺序：C→D→E→G→A→B→F→H
案例二：挖运方案选择 案例三：填筑的系列知识点 流水作业n≤m（工序数≤施工段数）填筑工序：铺土、平土、压实 （1）两个公式：
（2）碾压试验
案例四：接头处理 案例五：施工质量控制 教材要点 1F415011 土石坝施工机械的配置 一、挖运机械的类型 1.挖掘机械 土石方工程的开挖机械主要是挖掘机。 2.挖装运组合机械 挖运组合机械主要有推土机和铲运机；装运结合的机械则有装载机。 3.运输机械 运输机械有循环式和连续式两种。 （1）循环运输机械有有轨机车和汽车。
（2）连续运输机械最常用的是带式运输机。 二、施工机械的配置方法 常用土方施工机械的经济运距如下： 1.履带式推土机的推运距离为15～30m时，可获得最大的生产率。推运的经济运距一般为30～50m，大型推土机的推运距离不宜超过100m。 2.轮胎装载机用来挖掘和特殊情况下作短距离运输时，其运距一般不超过100～150m；履带式装载机不超过100m。 3.牵引式铲运机的经济运距一般为300m。自行式铲运机的经济运距与道路坡度大小、机械性能有关，一般为200～300m。 4.自卸汽车在运距方面的适应性较强。 1F415012 土石坝填筑的施工碾压试验 一、压实机械 压实机械分为静压碾压、振动碾压、夯击三种基本类型。其中静压碾压设备有羊脚碾、气胎碾等；夯击设备有夯板等。 静压碾压的作用力是静压力，其大小不随作用时间而变化，如下图（a）。 夯击的作用力为瞬时动力，有瞬时脉冲作用，其大小随时间和落高而变化，如下图（b）。 土料压实作用外力示意图 振动的作用力为周期性的重复动力，其大小随时间呈周期性变化，振动周期的长短，随振动频率的大小而变化，如上图（c）。振动碾压与静压碾压相比，具有重量轻，体积小，碾压遍数少，深度大，效率高的优点。 二、土料填筑标准 1.黏性土的填筑标准 含砾和不含砾的黏性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标。设计最大干密度应以击实最大干密度乘以压实度求得。 1级、2级坝和高坝的压实度应为98%～100%，3级中低坝及3级以下的中坝压实度应为96%～98%。设计地震烈度为8度、9度的地区，宜取上述规定的大值。 2.非黏性土的填筑标准 砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标。砂砾石的相对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.7，反滤料宜为0.7。 三、压实参数的确定 1.土料填筑压实参数主要包括碾压机具的重量、含水量、碾压遍数及铺土厚度等，对于振动碾还
浅谈土石坝
浅谈土石坝 土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。近代的土石坝筑坝技术自２０世纪５０年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。 土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。 土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向 爆破堆石坝等。应用最为广泛的是碾压式土石坝。 一、土石坝的地基处理 土石坝的底面积大,坝基应力较小,坝体具有一定的适应变形的能力,坝体断 面分区和材料的选择也具有灵活性。因此,土石坝对天然地基在强度和变形方面的要求以及处理措施、应达到的标准等,均可比混凝土坝相对较低,但防渗要求上则与混凝土坝基本相同。土石坝对不同的地基有不同的处理方法,着重对土石坝地基处理与软土地基处理的方法作以介绍。 砂卵石地基处理 许多土石坝建在砂卵石地基上,对于砂卵石地基的处理主要是解决渗流控制问题。处理的主要措施有垂直防渗措施、水平防渗措施和下游排水设施及盖垂等,垂直防渗措施可有效地截断坝基渗流,在技术条件许可且较经济合理时,应优先采用。 垂直防渗设施。垂直防渗设施包括黏性土截水槽、混凝土防渗墙和灌浆帷幕等。 (1)黏性土截水槽。当坝基砂砾石层深度不大时,可开挖深槽直达不透水层或基岩,槽内回填黏性土,与坝内防渗体连成整体,称之为截水槽。它结构简单、工作
可靠、防渗效果好、应用较广,适用于砂砾石层深度在15m以内,最大深度一般不超过20m。截水槽底宽根据回填土的容许渗透坡降及施工条件而定。为防止截水墙与基岩间可能出现的集中渗流,常在基岩上设置混凝土齿墙或垫座,必要时还需要进行灌浆。 (2)混凝土防渗墙。当坝基砂砾石层较深时,采用混凝土防渗墙是经济而又有效的防渗措施。施工时用冲击钻分段在土层中造成圆孔或槽形孔,以泥浆固壁,然后在槽孔内浇筑混凝土,最后连成整体,形成混凝土防渗墙。墙底嵌入弱风化基石,深度不少于0.5~1.0m,墙顶插入防渗体内的深度1/10坝高。墙厚一般为0.6~1.3m,多采用0.8m左右。混凝土防渗墙一般适用砂砾石层深度在80m以内的情况。 (3)灌浆帷幕。当砂砾石层深度很大时,可采用灌浆的方法进行防渗处理。也可在土层采用黏土截水槽或混凝土防渗墙,下部采用灌浆帷幕。砂砾石地基是否适合于灌浆,取决于它的可灌性,其可灌性可根据砂砾料的性质和级配,用可灌比和渗透系数来判别。根据反滤原理,一般认为M<5时,可灌性很小;M=5~10时,可灌性差;M>10时,可灌水泥黏土浆;M>15时,可灌水泥浆。渗透系数K>40m/d,可灌水泥黏土浆;K>80m/d时,可灌水泥浆。当可灌性不好时,可考虑采用化学灌浆。砂砾层的帷幕灌浆大多采用水泥黏土浆,它不仅耗费水泥量少,比较经济,而且还有浆液性能好、不易深沉、防渗效果好等优点。帷幕的厚度按容许坡降确定,而帷幕厚度T=H/J(H为最大设计水头,J为帷幕容许坡降),对于水泥黏土浆,帷幕的渗透坡降可采用3~4。 1水平防渗铺盖。防渗铺盖是一种水平防渗设备,可由斜墙、心墙等防渗体或均质坝体向上游水平延伸而成。其结构简单,防渗可靠,造价较低廉。铺盖通常采用黏性土料铺筑,也可以采用土工膜作铺盖,铺盖不能完全截断渗流,但能增加渗径,可将坝基渗透坡降和渗流量控制在容许范围内。当河床透水层很厚时,采用垂直防渗设施有困难时,可以考虑采用铺盖防渗,有时还可以利用天然透水地基中的1层不透水层作铺盖。如果地基是渗透性很大的砾石层或渗透稳定性很差的粉细砂,不宜采用铺盖。铺盖的渗透系数应小于1×10-5cm/s,并至少比地基渗透系数小100倍,铺盖长度应根据地基特性和防渗需要由计算确定,一般为4~6倍水头,铺盖厚度由土料的容许渗透坡降而定,由上游端向下游端逐渐加厚。上游端最小厚度
土石坝工程施工总结
土石坝工程施工经验总结 摘要：兴水之利，谓之水利；利水之力，建二次能源，称水电；坝、渠道、隧洞、水电站等为体现人类改造自然，开发水利水电的水工建筑物。 关键词：水利水电水工建筑物 前言 第一节料场规划 土石坝施工中，料场的合理规划和使用，是土石坝施工中的关键技术之一，它不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价，甚至还会影响到周围的农林业生产。 施工前，应配合施工组织设计，对各类料场作进一步的勘探和总体规划、分期开采计划。使各种坝料有计划、有次序地开采出来，以满足坝体施工的要求。 选用料场材料的物理力学性质，应满足坝体设计施工质量要求，勘探中的可供开采量不少于设计需要量的2倍。在储量集中繁荣主要料区，布置大型开采设备，避免经常性的转移；保留一定的备用料场（为主要料场总储量的20%～30%）和近料场，作为坝体合龙以及抢筑拦洪高程用。 在料场的使用时间及程序上，应考虑施工期河水位的变化及
施工导流使上游水位抬高的影响。供料规划上要近料、上游易淹料先用；远料，下游不淹料后用。含水量高料场夏季用；含水量低料场雨季用。施工强度高时利用近料，强度低时利用远料，平衡运输强度，避免窝工。对料场高程与相应的填筑部位，应选择恰当，布置合理，有利于重车下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料过坝的交叉运输，减少干扰。 充分合理地利用开挖弃渣料，对降低工程造价和保证施工质量具有重要的意义。作到弃渣无隐患，不影响环保。在料场规划中应考虑到挖、填各种坝料的综合平衡，作好土石方的调度规划，合理用料。料场的覆盖剥离层薄，有效料层厚，便于开采，获得率高。减少料物堆存、倒运，作好料场的防洪、排水、防止料物污染和分离。不占或少占农业耕地，作到占地还地、占田还田。 总之，在；料场的规划和开采，考虑的因素很多而且又很灵活。对拟定的规划、供料方案，在施工中不合适的即使进行调整，以取得最佳的技术经济效果。 第二节土石料开挖运输 土石坝施工中，从料场的开挖、运输，到坝面的平料和压实等各项工序，都可由互相配套的工程机械来完成，构成“一条龙”式的施工工艺流程，即综合机械化施工。在大中型土石坝，尤其在高土石坝中，实现综合机械化施工，对提高施工技术水平，加快土石坝工程建设速度，既有十分重要的意义。 一、开挖运输方案
高土石坝安全建设重大技术问题
Engineering 2 (2016) xxx–xxx Research Hydro Projects—Article 高土石坝安全建设重大技术问题 马洪琪，迟福东 Huaneng Lancang River Hydropower Inc., Kunming 650214, China a r t i c l e i n f o摘要 土石坝由于对地基具有良好的适应性、能就地取材及充分利用建筑物开挖渣料、造价较低、水泥 用量较少等优点，是西部地区一批拟建高坝的重点比选坝型。糯扎渡高心墙堆石坝的成功建设， 解决了250 m级土石坝重大关键技术难题。本文通过系统总结已建成的糯扎渡等高心墙堆石坝建 设的经验，凝练高土石坝建设面临的变形控制、渗流控制、坝坡抗滑稳定、泄洪安全及控制、大 坝安全建设与质量控制、安全评价及预警等关键科学技术问题，全面深入论述了已有的研究成果 和基本结论，为未来300 m级高土石坝建设提供参考和重要的技术支撑。 ? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.360docs.net/doc/f79760575.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/).关键词 高土石坝 安全建设 重大技术问题 1. 引言 中国西部地区水能资源丰富，但由于地处高山峡 谷，地形地质条件复杂，交通不便，而土石坝因对地基 基础条件具有良好的适应性、能就地取材及充分利用建 筑物开挖渣料、造价较低、水泥用量较少等优点，是坝 工建设中非常有发展前景的坝型之一。 中国土石坝建设起步较晚，但发展很快。2001年 建成黄河小浪底黏土斜心墙堆石坝，最大坝高160 m。 2009年建成大渡河瀑布沟砾石土心墙堆石坝，最大坝高 186 m。2012年年底建成澜沧江糯扎渡砾石土心墙堆石 坝，最大坝高261.5 m，在同类坝型中居中国第一、世 界第三；填筑方量为3.432×107 m3，电站装机容量为 5.85×106 kW，年平均发电量为2.39×1010 kW·h，总库 容为2.37×1010 m3，研究解决了多项重大技术问题，代 表了近年来中国土石坝的最高建设水平。目前正在建设 的大渡河长河坝砾石土心墙堆石坝最大坝高为240 m， 总填筑量为3.457×107 m3，心墙部位坝基覆盖层厚达 50 m，是当前中国正在建设的较为复杂的土石坝工程 之一，截至2016年4月，已完成总填筑量的92 %。随 着西部地区水能资源开发的深入，大渡河双江口(坝高 314 m)、雅砻江两河口(坝高295 m)、西藏澜沧江如美(坝 高315 m)等高坝已逐渐提上建设日程，对300 m级超高 土石坝的建设技术提出了挑战。 本文系统总结了糯扎渡等典型高土石坝的成功经 验，凝练出高土石坝建设面临的变形控制、渗流控制、 坝坡抗滑稳定、泄洪安全及控制、大坝安全建设与质量 控制、安全评价及预警等重大技术问题，全面深入论述 了已有研究成果和基本结论，为300 m级高土石坝建设 提供了重要技术支撑。 Contents lists available at ScienceDirect jo ur n al h om e pag e: w w https://www.360docs.net/doc/f79760575.html,/locate/eng Engineering Article history: Received 15 March 2016 Revised 29 June 2016 Accepted 24 August 2016 Available online 14 October 2016 * Corresponding author. E-mail address: fudch@https://www.360docs.net/doc/f79760575.html, 2095-8099/? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.360docs.net/doc/f79760575.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/). 英文原文: Engineering 2016, 2(4): 498–509 引用本文: Hongqi Ma, Fudong Chi. Major Technologies for Safe Construction of High Earth-Rockfill Dams. Engineering, https://www.360docs.net/doc/f79760575.html,/10.1016/ J.ENG.2016.04.001
高土石坝关键技术研究
高土 石坝关键技术研究靳 国 厚 郭 志 杰 卢 湘 中 国 水 利 水 电 科 学 研 究 院 , 北 京 , 10 04 4 摘 要 为了提高我国200m级高土石坝的设计和施工水平,电力工业部“八五”国家科技攻关课题针对高堆石坝关键技术、混凝土防渗墙材料及接头型式、防渗墙施工、高土石坝抗震、勘测关键技术和高土石坝施工水力学问题等进行了研究,取得了一些重大研究成果。 这些成果对减少工程投资,加快施工进度,保证工程安全有重要意义。 关键词 高土石坝 防渗墙 抗震 勘测技术 施工水力学 攻关课题 随着土石方开挖、运输和压实大型施工机械的发展,修建以当地材料为主的高土石坝已成为国内外坝工建设的一个重要发展趋势。土石坝对坝址地质条件适应性强,可就地取材,节省三材,在近期建设和拟建的高坝中,土石坝占有很大比例,如天生桥一级面板堆石坝、小浪底心墙堆石坝、洪家渡面板堆石坝和冶勒心墙堆石坝等。为了高质量地完成高土石坝的设计和建设任务,电力工业部“八五”国家科技攻关项目开展了200m级高土石坝关键技术研究。通过5年科技攻关,取得了许多重大成果,这些成果已在工程中得到应用,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。高土石坝关键技术研究成果,已通过国家计委组织的专家验收,总体水平达到国际先进水平。 1 宽级配砾石土作200m级高堆石坝心墙防渗体材料 结合瀑布沟土质心墙堆石坝工程,对黑马料场宽级配砾石土进行了系统的室内和现场试验,从工程性质、填筑标准、渗透与渗透稳定性、施工质量控制等方面进行综合分析,认为只要将黑马料场的砾石土去除大于80mm颗粒后,其分类即可由原来的不良级配砾GP改变为粘土质砾GC,平均级配中小于5m m及0.1mm的颗粒含量分别为50%和22%,渗透系数达10-5cm/s～10-6cm/s,渗透破坏比降在有反滤保护条件下可达100以上,可满足瀑布沟200m级高土石坝心墙防渗土料的要求。因此,可就地取材,避免了从远距离运料或采用人工掺和料。研究中发现,渗透系数随压实密度增大而明显减小。其压实标准可根据室内标准击实试验结果按细料压实度选用,并用三点快速击实法进行现场控制。还对宽级配砾石土的变形及强度特性、水力劈裂、抗拉强度及断裂韧度、渗透稳定和反滤料设计进行了系统研究,得出了有规律性的成果。为验证以上成果,还进行了现场碾压试验,得出与室内试验基本相同的结论。以上成果为解决瀑布沟高坝心墙防渗料问题提供了科学依据,已在瀑布沟工程初步设计中采用。 2 混凝土防渗墙墙体材料 本项研究课题研制了高坍落度、高强、低弹的常规混凝土及低强、低弹和中强、低弹的塑性混凝土两种墙体材料,为提高我国防渗墙成墙质量及解决瀑布沟高坝深墙问题提供了技术基础。 高强、低弹混凝土以水泥等无机材料为主,掺用了少量水溶性有机材料配成,其坍落度大于18 cm,28d抗压强度为51.4M Pa,28d弹性模量为21.5×103MPa,弹强比418,还成功地开发了50、45、40、35、30M Pa5个等级的配比供选用。在冶勒100m深墙一个槽段的试验中试用,效果良好,力学特性与室内试验基本相同。瀑布沟工程设计中 收稿日期:1997-04-28 本文为国家“八五”科技攻关专题成果 33 设计施工水 力 发 电
土石坝外文翻译
EPPALOCK水库大坝的安全修复 学生：王鑫 指导老师：乔娟 三峡大学科技学院 论文摘要：EPPALOCK水库大坝坝顶出现裂缝的情况已经很多年了，但随着近年来库区旱季引起的水库内部运动加剧使得EPPALOCK水库大坝安全情况逐步开始恶化。更为严重的是，调查发现EPPALOCK水库大坝所用的粘性过滤材料会加快裂缝的传播。在1999 年，一个对大坝的紧急修复工程迅速实施。修复工程重新对大坝上下游常遭破坏的过滤层进行设计和布置。同时为保证水库正常运行和控制工程风险，实施修复工程的墨累水公司采用创新的方案进行大坝修复，更新和保护下游的护坡，并新设置一个多功能过滤层。 关键词：EPPALOCK水库大坝裂缝安全修复 1简介 EPPALOCK水库大坝是一座高47m的土石坝，由粘土心墙，上下游反滤层和堆石体组成。EPPALOCK水库大坝始建于1962年，地点位于澳大利亚维多利州的Campaspe河上。通过岩土工程勘察对EPPALOCK水库大坝性能进行评价发现大坝主体垂直沉降达到850mm及横向变形达到750mm。原因是当年建设水库大坝为了控制建设成本，所修建的边坡比较陡，同时坝体石料也没有压实，而密实度不佳坝体石料没有提供给坝体足够的密实度和高强度的核心约束。随着近年来大坝坝顶的裂缝不断延伸，加之严重的旱灾使水库水位已经降到历史最低水位，致使成坝体沉陷加速。监测报告还显示每次水库水位降低都会加剧坝体沉陷和裂缝的产生，最糟糕的结果是可能会导致EPPALOCK水库大坝失事。经过进一步调查发现，由于大坝反滤层所含的细骨料太多，大坝的防渗措施也出现问题。通过观察裂缝发现如果形成穿越心墙的渗径，那么就会引发灾难性的管涌危险，给下游造成严重破坏并可能造成人员伤亡，这是令人担心和苦恼的问题。不过万幸的是裂缝开裂方向是沿纵向轴坝线方向，然而也观察到部分具有向上游坝体倾向的裂缝和至少有4m深的软化粘性土表面，但目前情况是大坝裂缝本身不会引起严重的管涌风险，需要担心的问题是下游过滤层覆盖的粘性材料不能阻止坝体内部所产生的裂缝的产生。 因此为解决这个问题，墨累水公司在1999年实施的紧急修复工程中，在稳定与兼容的前提下对大坝坝体设置了多层过滤层和过渡区。这项双管齐下的大坝修复工程不仅在考虑坝体稳定性分析、单独坝体变形分析等多方面分析的情况下成功完成安全修复，同时作为工程实施方墨累水公司有效的对工程进行科学管理，在规定时间和施工预算内高效完成这项修复工程，避免潜在的施工风险和高昂工程索赔。