混凝土面板堆石坝病害特点及其除险加固.pdf
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1、第 4 7卷 第 1 3期 2 0 1 6 年 7 月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 4 7 No 1 3 J u l y , 2 0 1 6 文章编号 : 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 6 ) 1 3 0 0 0 1 0 5 混凝土面板堆石坝病害特点及其除险加固 钮 新 强 2, 谭 界 雄 2 , 田 金 章 ( 1 长江勘测规划设计研 究院, 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0; 2 国家大坝 安全 工程技术研 究 中心, 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 ) 摘要 : 近年来 , 我 国混凝土 面板堆石坝建设取得 显著成就 ,
2、 但 3 0多年 来部 分面板坝也 出现 了各种各样的病 害, 主要 包括 面板挤 压破坏 、 面板 裂缝、 面板塌 陷、 止水 失效和地震震损 等 , 有 的大坝渗 漏严 重, 危及大坝安全。根 据面板 堆石坝病 害特点 , 通过总结湖 南白云和株树桥 面板 坝除险加 固经验 , 提 出 了面板堆石坝 综合除 险加 固 的综合措 施 , 主要 包括 疏松 垫层加密灌浆 、 面板脱空充填灌浆 、 破损 面板修 补、 面板 裂缝 处理 和止 水修 复等 , 可 为 面板 堆 石 坝 除 险 加 固提 供 参 考 。 关键词 : 病 害特 点 ;大坝渗 漏;除险加 固;面板堆石坝 中图法分类号 :
3、 T V 6 4 1 4 文献标志码 : A DOI : 1 0 1 6 2 3 2 j c n k i 1 0 0 1 4 1 7 9 2 0 1 6 1 3 0 0 1 混 凝 土 面板 堆 石 坝 ( 简 称 “ 面 板 堆 石坝 ” ) 是 以碾 压堆石体为支撑结构 , 以上游面混凝土面板 为防渗体 的挡水大坝 , 具有抗 滑抗渗稳定性好、 施工简便、 经 济性突出的优点。我国现代意义上的面板堆石坝可追 溯至 1 9 8 5年修建 的西北 口大坝, 最大坝 高 9 5 m。近 年 来 我 国面板 堆石 坝 发 展 迅 速 , 目前 已建 和 在建 的有 3 0 0余座 , 坝高超 过
4、1 0 0 m的有 8 0余 座, 我 国面板堆 石坝 总数 和 1 0 0 m 以上 的高坝 的数 量均 已 占全世 界 的 一 半 以上 。水布垭 面板 堆石坝坝高 2 3 3 m, 居世 界 第一 ; 坝高 1 5 6 m的紫坪铺 面板堆石坝是世界上第一 座经受 9度强震考验 的面板堆石坝; 坝高 1 7 8 m的天 生桥一级面板堆石坝坝体填筑总量和面板面积均为世 界第 一 。 我 国面 板堆 石 坝在 取 得 显 著 成 就 的 同时 , 也 有 许 多 不足 乃至 惨痛 教训 , 如 沟后 面板 堆石 坝 的溃决 , 这 是 国际坝工史上第一次同类 型大坝溃决 ; 还有相 当数量 面
5、板堆石坝严重渗漏而不得不放空水库除险加固 , 如 湖 南株 树 桥 和 白云 面 板 堆 石 坝 。 随着 筑 坝 技 术 的迅 速进 步 , 目前 我 国正 在 或将 建 设 一 批 2 0 0 m 级 乃 至 3 0 0 m级的高面板堆石坝 , 但面板堆石坝病害率较 高 , 因此 , 需要系统地研究除险加 固技术。本文总结 了 近年来病险面板堆石坝特点 , 提 出了相应除险加 固技 术 , 以供类似工程参考。 1 面板堆石坝主要病害型式及特点 面板堆石坝坝体为散粒料填筑体 , 具有变形大且 持续变形时问长的特点 , 而面板作 为薄板防渗结构依 托 在堆石 体 上部 , 两者 物 理 性 能
6、 的 巨大 差 异 决定 了其 病害特点的复杂性 。面板堆石坝 中堆石体与防渗体是 相互依存 的结构 , 堆石体与防渗体变形不协调、 施工质 量参差不齐 、 不可控外力作用是导致以上各种病害发 生的主要原因 , 而面板堆石坝各种病害破坏的临界表 现为大坝渗漏 , 这也是面板堆石坝病害区别于其他 坝 型 的重 要特 点 。 总结 国 内外 面 板 堆 石 坝 的 主 要 病 害 及 破 坏 型式 为 : 面板挤压破坏、 面板裂缝、 面板塌陷、 止水失效和地 震震损 , 下文将分别展开阐述。 1 1面板挤压破坏 面板堆 石 坝垂直 缝挤 压破 坏和水 平 向挤压 破坏 是 近年来高面板堆石坝面临的
7、突出问题 , 如巴西 的巴拉 格兰特和坎波斯诺沃斯面板堆石坝、 莱索托 的莫哈里 面板堆石坝以及我 国的天生桥一级、 三板溪、 紫坪铺 、 收稿 日期 : 2 0 1 60 52 0 基金项 目: 国家大坝安全 工程技 术研 究 中心项 目“ 大坝混凝 土表 面保 护材料研 究” ( C Z 2 0 1 4 Z 0 5 ) 作者简介: 钮新强, 男, 院长, 教授级高级工程师, 中国工程院院士, 主要从事大型水利水电工程设计与科研工作。Em a i l : n i u x i n q i a n g c j w s j y t o m c n 第 1 3期 钮 新强 , 等: 混凝土面板堆石坝
8、病害特 点及其 除险加 固 5 坏、 面板裂缝 、 面板塌陷、 止水失效等病害的发生 , 并最 终表现为严重渗漏。通过总结湖南株树桥和 白云 2座 高面板堆石坝除险加 固的成功经验表明, 面板堆石坝 宜采用综合处理措施 , 如加密垫层 , 充填脱 空, 修补破 损面板和止水结构 , 对裂缝进行表面封闭处理 , 在上述 措施综合处理下 , 大坝渗漏处理效果可令人满意。 参考 文 献 : 1 C o o k e J B P r o g r e s s i n R o c k fi l l D a m s T h e E i g h t e e n t h T e r z a g h i L e e
9、 - t u r e ,J o u r n a l o fG e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g A S C E 1 1 ( 1 0 ) 1 9 8 4 2 杨 泽艳 , 周建 平, 蒋国澄 , 等 混凝土 面板 堆石 坝的发展 J 水力 发 电, 2 0 1 1 , 3 7 ( 2 ) : 1 8 2 3 3 钮新 强, 徐麟祥 , 廖仁 强, 等 株树 桥混凝 土面板堆 石坝渗 漏处理 设 计 J 人 民长 江 , 2 0 0 2 , 3 3 ( 1 ) : 1 3 4 谭界雄 , 高 大水 白云水 电站 混凝 土 面板 堆石 坝渗 漏处
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