水利工程中混凝土面板堆石坝的设计措施.pdf
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1、第7 期 ( 总第1 0 0 期) 中国水 能及电气化 N o 7( T O T A L N o 1 0 0 ) 2 0 1 3 年7 月 C h i n a Wa t e r P o w e r &E l e c t r i fi c a t i o n 水 利工程 中混凝土面板堆石坝 的设计措施 张建 平 ( 五华县水利水电建设管理中心, 广东 梅州 5 1 4 0 0 0 ) 摘要:混凝土面板堆石坝是由防渗系统和堆石体构成的,在我国科学技术不断提高的情况下,面板堆石坝得 到了空前的发展,常用于水利建设工程中,经调查发现,有很多的高坝面板结构出现 了裂缝。基于此本文对水 利工程混凝土面板堆
2、石坝的设计措施进行了探讨。 关键词 :水利工程 ;混凝土;面板;堆石坝 中图分类号 :T V 6 4 1 4 文献标志码 :A 文章编号 :1 6 7 3 - 8 2 4 1( 2 0 1 3 )0 7 - 0 0 0 8 - 0 4 De s i g n M e a s u r e s o f Co n c r e t e Pa n e l Ro c k - fil l Da m i n W a t e r Co n s e r v a n c y P r o j e c t Z HANG J i a n p i n g ( W u h u a C o u n t y W a t e r C
3、 o n s e r v a n c y a n d H y d r o p o w e r C o n s t r u c t i o n Ma n a g e m e n t C e n t e r , Me i z h o u 5 1 4 0 0 0, C h i n a ) Ab s t r a c t :Co n c r e t e P a n e l Ro c k f i 1 1 Da m i s ma d e o f a n t i s e e p a g e s y s t e m a n d r o c k f i l l s Co n c r e t e P a n e l
4、 R o c k f i 1 1 D a m i s d e v e l o p e d i n a n u n p r e c e d e n t e d mo d e u n d e r t h e c o n d i t i o n o f c o n t i n u o u s l y i mp r o v i n g s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y i n C h i n a ,a n d i t i s c o m m o n l y u s e d i n w a t e r c o n s e r v a n c y c o n
5、s t r u c t i o n p r o j e c t T h e s u rve y fi n d s t h a t t h e r e a r e m a n y c r a c k s i n h i g h d a m p a n e l s t r u c t u r e s T h e p a p e r d i s c u s s e s t h e d e s i g n me a s u r e s o f c o n c r e t e p a n e l r o c k fi l l d a m i n w a t e r c o n s e r v a n c
6、 y p r o j e c t b a s e d o n t h e a b o v e c o n di t i o n Ke y wo r d s :w a t e r c o n s e rva n c y p r o j e c t ;c o n c r e t e ; p a n e l ;r o c k fi l l d a m 混凝土面板堆石坝是当前水利水电工程中主要使 用的一 种大坝类 型 ,在薄层碾压技术水平越来越 高的 情况下,面板堆石坝的建坝数量也 13 渐增多,高度也 不断升高。但是 ,调查发现 ,一些早期的工程很多都 出现了面板裂缝的情况,有的大坝出现了垫层料流失
7、 的现象 ,还有 部分坝面结 构 出现 了 6 0 m m的裂缝 ,这 些都对大坝的性能造成了非常不好的影响,本文通过 分析实际 中的例 子,探讨混凝 土面板大 坝 的设计 方法 。 8 1 工程简介 某水库工程主要用来提供工业用水 ,水库主要由 导流泄洪隧洞、输水隧洞、开放式岸边溢洪道 、混凝 土面板 堆 石 坝组 成 的,混 凝 土 面板 石 坝 最 高 为 4 4 8 m,水库正常蓄水位为 1 4 2 4 8 m,校核洪水水位 为 1 4 2 7 m,库容7 1 3 万 m ,每年提供水资源 1 4 5 0 万 m 。 水库位于剥蚀构造不高的山区,山势整体东高西低, 河谷 高 度为 1
8、2 0 01 4 8 0 m,海 拔 高度 为 1 5 5 0 m 施工技术 C o n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y 1 6 5 0 m,且从东至西高度差渐渐升高。大坝选在河流 入湾的地方 ,坝址 区由细土石 、土质 砂 、岩石层 三种 地质结构 的岩层构成 。 2 设计大坝构造 2 1 坝顶设计 考虑 到坝顶的施工规定 、交通要求 、抗 震 预防等 情况 ,坝顶 宽度定 为 7 m 。在 坝顶 上游 建设 墙底 高程 为 1 4 2 3 2 m、墙 的高 度为 4 m、比规定 蓄水 位高 出 0 6 m的 L形防浪墙 ,在上游一侧修建 l m宽
9、 的检修通 道。根据工程计划 、坝体的建筑材料和抗震要求 ,在 下游坝坡 1 4 1 1 i n高程处修建 2 5 m宽的马路 ,建造堆 石排水 体 系在下 游坝坡 脚,顶部 高程 1 4 2 7 m,顶 宽 4 O m。 2 2 设计坝体分区 根据大坝的地质情况 、大坝的建筑材料 、均衡土 石方等方面 的情 况 ,决定 坝体应 该使 用 的建 筑材 料 , 分别为:垫层区、过渡 区、次堆石一区、次堆石二 区 、混凝 土面板 、下游 坝面干砌块石 护坡 、周边缝 特 殊垫层 区 、主堆石 区。使用灰岩爆破 料作为此次工程 垫层材料 ,剩下的坝体都使用砂岩料进行填充 ,灰岩 的软化指数为 0 7
10、 1 ,单轴饱和抗压度为 6 6 8 M P a ,砂 岩软化指数为0 6 1 ,平均单轴抗压度为 5 6 M P a ,软化 系数 0 6 0 。下 图为大坝 的截面 图。 大坝截面 图 2 3 大坝建筑材料的选用 ( 1 )垫层料需要可以保持自身的平衡,有半透水 的特性 ,有较好的支持面板的作用,而且具有非常好 的耐剪度 ,当大 坝面板 出现裂缝的时候 ,对 细粒料起 到过滤的效果 ,维持 自身的防渗均衡性和控制大坝的 渗透量。垫层料一般由灰岩机压制出来的灰岩料进行 筛分混合 制成。一般垫层料的直径要低于 7 9 ra m。 ( 2 )过渡料 是用来 过滤保护垫层料 的 ,通常在 主 堆石
11、料和垫层料 中间,颗粒直径要低于 3 0 0 m m,颗粒 直径低 于 5 m m 的材料含量要保 持在 1 1 2 1 左右 , 颗粒直径 为 0 0 7 3 m m 以下的材料含量需要低 于 4 。 ( 3 )水压力 的核心承担区域为主堆石 料区 ,主堆 石料区需要有 比较好的透水性和压缩模量 ,这样才可 以保证面板不会产生严重的形变。石料的颗粒直径都 应该低 于 7 9 9 m m,颗粒 直径 为 5 m m的材 料含 量不 大 于 1 4 ,颗 粒 直径 不大 于 0 0 7 5的材料 含 量应 该低 于 5 。 ( 4 )次堆石 区填充 材料应 该划分 为两个 区 ,以便 完全使用建
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