土石坝简介
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土石坝介绍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(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。
1.土石坝:是指由土、石料等当地材料填筑而成的坝。
2.渗流分析的内容包括:确认坝体内浸润线、确定渗流的主要参数——渗流流速与比降、确定渗流量。
3.土石坝的特点:(1)可以就地、就近取材,节省木材、钢材和水泥。
减少工地的外线运输量。
(2)能适应各种不同的地形,地质与气候条件。
(3)大容量、多功能、高效率的施工机械的发展,提高了土石坝的压实密度,减小了土石坝的断面,加快了施工进度,降低了造价,促进了搞土石坝建设的发展。
(4)由于岩体力学理论,试验手段和计算技术的发展提高了分析技术水平,加快了设计进度,进一步保障大坝安全设计的可靠性。
(5)高边波,地下工程结构,高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和施工技术的发展,对加速土石坝的建设和发展起到了重要的促进作用。
4.土石坝按坝高可以分为低坝、中坝与高坝。
土石坝的分类:(1)按施工方法分:碾压式土石坝、充填式土石坝、水中填土坝、定向爆破土石坝。
(2)按土料在坝身内的配置与防渗体所用的材料分:均质坝,土质防渗体分区坝(心墙吧、斜心墙坝、斜墙坝)非土质材料防渗体坝5.坝坡坡率的选择:(1)上游坝坡长期处于饱和状态加之水位有可能快速下降,,因此上游坝坡比下游的缓。
(2)土质防渗体斜墙坝上游坝坡比心墙坝的缓,心墙坝的下游坝坡比斜墙坝的缓。
(3)粘性土料的稳定坝坡为一曲面,上部坡陡,下部坡缓。
砂土与堆石的稳定坝坡为一平面,可采用均一坡率。
(4)由粉土,砂,轻壤土修建的均质坝,透水性较大,要适当放缓下游坝坡。
(5)当坝基或者坝体土料沿坝轴线分布不一致时,应分段采用不同的坡率,在各段间设过渡区,使坝坡缓慢变化。
6.土石坝的渗流分析内容包括:(1)确定坝体内浸润线及其下游逸出点的位置,绘制坝体及坝基内的等势线分布图与流网图;(2)确定渗流的主要参数——渗流流速与比降;(3)确定渗流量。
渗流分析的目的在于:(1)依据渗流力确定稳定的坝体形式与尺寸;(2)作为坝体防渗布置与土样布置的依据;(3)确定渗流量以后计算水流损失和确定排水系统的容量。
第一节概述土石坝是指由土料、石料或土石混合料,采用抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝。
堤坊是沿河岸构筑的护岸建筑物,大多数采用土石坝的结构形式,在许多方面土石坝与堤坊都存在共性。
由于结构简单、施工方便、可就地取材和投资低等特点,因而土石坝是应用最为广泛和发展最快的一种坝型,也是历史最为悠久的坝型。
一、土石坝的工作原理土石坝是土石材料的堆筑物,主要利用土石颗粒之间的摩擦、粘聚特性和密实性来维持自身的稳定、抵御水压力和防止渗透破坏。
一般来说,土石坝为维持自身稳定需要较大的断面尺寸,因而有足够的能力抵御水压力。
因此,土石坝工程主要面对两个问题:确保自身稳定和防止渗透破坏。
其中自身稳定包括滑坡、沉陷和冲刷问题。
1、滑坡由于土石材料为松散体,抗剪强度低,主要依靠土石颗粒之间的摩擦和粘聚力来维持稳定,没有支撑的边坡是填筑体稳定问题的关键。
所以,土石坝失稳的型式,主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动,影响坝体的正常工作,甚至导致工程失事。
为确保土石填筑体的稳定,土石坝断面一般设计成梯形或复合梯形,而且边坡较缓,通常1:1.5〜1:3.5 。
此外,渗流也是影响坝体稳定的重要因素。
2、渗流水库蓄水后,土石坝迎水面与背水面之间形成一定的水位差,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,还会使背水面的土体颗粒流失、变形,引起管涌和流土等渗透破坏。
在坝体与坝基、两岸以及其他非土质建筑物的结合面,还会产生集中渗流现象。
防止渗流破坏的原则是“前堵后排” ,在坝前(迎水面)采取防渗、防漏的工程措施,减少渗流量,同时要尽量排除渗入坝体的水量,降低渗流对坝体的不利影响。
3、沉陷由于土石颗粒之间存在较大的孔隙,在外荷载的作用下,易产生移动、错位,细颗粒填充部分孔隙,使坝体产生沉降,也使土体逐步密实、固结。
如果土石坝颗粒级配不合理,沉降变形、不均匀会产生裂缝,破坏坝体结构,也会降低坝顶高程,使坝的高度不足。
土石坝的沉陷与坝体、坝基的土石材料有关,因此,土石坝设计需要考虑土石材料选用、坝基处理、填筑工艺等因素,筑坝时应有适量的超填。
土石坝施工的基本知识-页 (一)土石坝是一种常用的水利工程建设构造。
由于它具有成本低、施工便利等特点,在一定的地形环境下能够有效地起到节水和保护环境的作用。
下面我们来具体了解一下土石坝的基本知识。
一、土石坝的定义土石坝,简称土坝,是指由土石等地质层构成的大坝。
它具有施工简单、边坡稳定等特点,适用于土石坝建设场地不宽阔、土质较好的情况下。
二、土石坝的基本组成土石坝的基本组成包括坝顶、坝体、坝前、坝后。
1.坝顶:水平方向的坝顶是土石坝的上部平面,上面常设引水作用、监测与排水设备。
其距坝底高度为一定值,并根据实际情况设定一定的弧度。
2.坝体:坝体是指从坝顶到坝底之间所有填筑材料所构成的大坝。
其总高度由坝顶到坝底的有效存水高度与坝顶以上的自由板块高度之和。
3.坝前:也称为上游侧,是坝体前沿,其面貌应在水平方向上具有一定的防渗、防渗漏和稳定的能力。
通常用混凝土面板或者石质表层来做坝前的处理,可以保证坝前的稳定。
4.坝后:也称为下游侧,通常处理方式也与坝前相似,但部分地段可以采用绿化的方式来保证坝后的稳定。
同时,对于坝后的管理与巡查十分重要,以及对于落石、洪水等不安全的情况的预警推进和整改。
三、土石坝施工的基本流程1.确定位置:土石坝施工前需要先确定合适的位置,应选在地形高陡、施工容易、可控水级等因素满足条件的位置。
2.基坑开挖:根据设计要求,先进行大坝基盘的开挖和砂石垫层的铺设,以便于基坑水平度和厚度的调整。
3.定型:坝顶定型也是整个施工过程中的关键之一。
在基盘开挖和砂石垫层铺设完成后,需要进行坝顶的定形处理。
这一步需要使用机械设备或人工的方式,使得坝顶的轮廓线以及坡度满足设计标准。
4.土石填筑:根据设计要求,进行土石料的填筑、夯实。
这一步是整个施工过程中最为多样的步骤,通常采用多种填筑材料,以保证填筑后坝的整体性。
5.固结:经过土石填筑后,需要对填筑材料进行固结。
有的项目采用压缩机器固结,有的则采用水固结。
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。