堆石壩土石壩的壩型選擇

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1、第十一節(jié)堆石壩StabilityAnalysisofEarth-RockDam2021/8/71一、概述面板堆石壩是以堆石體作為支承，以鋼筋混凝土、瀝青混凝土作為防滲體的一種壩型。堆石體是壩的主體，對壩體的強度和穩(wěn)定條件起決定性作用，因而要求由新鮮、完整、耐久、級配良好的石料填筑。1970年以后，由于大型振動碾薄層碾壓技術(shù)的應(yīng)用，使堆石壩的密實度得到充分提高，從而大幅降低了堆石壩的變形，加上鋼筋混凝土面板結(jié)構(gòu)在設(shè)計上改進.目前，面板堆石壩已成為大壩中一種重要壩型。2021/8/72面板堆石壩與其他壩型相比有如下主要特點1、

2、就地取材，在經(jīng)濟上有較大的優(yōu)越性，除了在壩址附近開采石料以外，還可以利用樞紐其他建筑物開挖的廢棄石料；2、施工渡汛問題比土壩較為容易解決，可部分利用壩面溢流渡汛，但應(yīng)做好表面保護措施；3、對地形地質(zhì)和自然條件適應(yīng)性較混凝土壩強，可建在地質(zhì)條件略差的壩址上，且施工不受雨天影響，對溫度變化的敏感度也比混凝土壩低得多；2021/8/73面板堆石壩與其他壩型相比有如下主要特點4、方便機械化施工，有利于加快施工工期和減少沉降，隨著重型振動碾等大型施工機械的應(yīng)用，克服了過去堆石壩拋填法沉降量很大的缺點；5、壩身不能泄洪，施工導流問題較

3、混凝土壩難予解決，一般需另設(shè)泄洪和導流設(shè)施。2021/8/74二、鋼筋混凝土面板堆石壩的剖面尺寸1．壩頂要求面板堆石壩一般為梯形剖面，其壩頂寬度和壩頂高程的確定與土壩類似，其中壩頂寬度除了應(yīng)參考土壩的要求外，還應(yīng)兼顧面板堆石壩的施工要求(澆筑面板時有工作面和進行滑模設(shè)備的操作)，一般不宜小于5m。2021/8/75在壩頂上游側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土防浪墻。防浪迎水面高4～6m，背水面高于壩頂1.0～1.2m，底部與面板間應(yīng)做好止水連接，如圖5-41所示。對于低壩也可采用與面板整體連接的低防浪墻結(jié)構(gòu)。2021/8/76圖5-41面板

4、堆石壩壩頂構(gòu)造2021/8/772．壩坡面板堆石壩的壩坡與石料性質(zhì)、壩高及地基條件有關(guān)，設(shè)計時可參考類似工程。對于采用抗剪強度高的堆石料，上、下游壩坡在靜力條件下均可采用堆石料的天然休止角對應(yīng)的坡度；因此一般采用1:1.3～1:1.4。對于地質(zhì)條件較差或堆石體填料抗剪強度較低以及地震區(qū)的面板堆石壩，其壩坡應(yīng)適當放緩。2021/8/78三、鋼筋混凝土面板堆石壩的構(gòu)造1．堆石體堆石體是主體部分，其可劃分為：墊層區(qū)（2A區(qū)）、過渡區(qū)（3A區(qū)）、主堆石區(qū)（3B區(qū)）和次堆石區(qū)(3C區(qū))。圖5-42堆石壩分區(qū)示意圖2021/8/79（

5、1）墊層區(qū)墊層區(qū)應(yīng)選用質(zhì)地新鮮、堅硬且耐久性較好的石料，可采用經(jīng)篩選加工的砂礫石、人工石料或者由兩者混合摻配。高壩墊層料應(yīng)具有連續(xù)級配，一般最大粒徑為80～100mm，粒徑小于5mm的顆粒含量為30％～50％，小于0.075mm的顆粒含量應(yīng)少于8％。墊層料經(jīng)壓實后應(yīng)具有內(nèi)部滲透穩(wěn)定性、低壓縮性、抗剪強度高，并應(yīng)具有良好的施工質(zhì)量。墊層施工時每層鋪筑厚度一般為0.4～0.5m，用10t振動碾碾壓4遍以上。對墊層上游坡面，由于重型振動碾難于碾壓，因此對上游坡面還應(yīng)進行斜坡碾壓。2021/8/710墊層區(qū)墊層上下游之間水平寬度應(yīng)

6、根據(jù)壩高、地形確定，墊層頂部水平寬度一般可采用3～4m，向下逐漸加寬。壩高100m以下的面板堆石壩，為了簡化施工也可考慮采用上下等寬的墊層。對于周邊縫附近的特殊墊層區(qū)，可以采用最大粒徑小于40mm且內(nèi)部穩(wěn)定的細反濾料，經(jīng)薄層碾壓密實，以盡量減少周邊縫的位移。2021/8/711（2）過渡區(qū)過渡區(qū)介于墊層與主堆石區(qū)之間，起過渡作用，石料的粒徑級配和密實度應(yīng)介于墊層與主堆石區(qū)兩者之間。由于墊層很薄，過渡區(qū)實際上是與墊層共同承擔面板傳力。此外，當面板開裂和止水失效而漏水時，過渡區(qū)應(yīng)具有防止墊層內(nèi)細顆粒流失的反濾作用，并保持自身的

7、抗?jié)B穩(wěn)定性。過渡區(qū)石料粒徑要求可比墊層材料適當放寬，最大粒徑一般為300～400mm。該區(qū)水平寬度可取3～5m，分層碾壓厚度一般為0.40～0.5m。2021/8/712（3）主堆石區(qū)主堆石區(qū)為面板壩堆石的主體，是承受水壓力的主要部分，它將面板承受的水壓力傳遞到地基和下游次堆石區(qū)，該區(qū)既應(yīng)具有足夠的強度和較小的沉降量，同時也應(yīng)具有一定的透水性和耐久性。該區(qū)石料應(yīng)級配良好，以便碾壓密實。主堆石區(qū)填筑層厚一般為0.8～1.0m，最大粒徑應(yīng)不超過600mm，用10t振動碾碾壓4遍以上。2021/8/713（4）次堆石區(qū)下游次堆石

8、區(qū)承受水壓力較小，其沉降和變形對面板變形影響也一般不大，因而對填筑要求可酌情放寬。石料最大粒徑可達1500mm，填筑層厚1.5～2.0m，用10t振動碾碾壓4遍。下游次堆石區(qū)在壩體底部下游水位以下部分，應(yīng)采用能自由濾水、抗風化能力較強的石料填筑；下游水位以上部分，宜使用與主堆石區(qū)相同的材料，但可以采用較