土石坝-沥青混凝土心墙坝

沥青混凝土心墙土石坝施工期内部监测分析发布时间：2023-02-09T02:00:51.703Z 来源：《工程建设标准化》2022年第9月17期作者：梁绍伟1陈育新 2 刘文杰 2 周大双2 [导读] 册亨县者岳水库坝体为沥青混凝土心墙土石坝，针对该坝型的特点，通过优化监测设计方案，在关键部位设置监测项目，选择了较为适合沥青混凝土心墙的监测仪器和安装方法。

梁绍伟1陈育新 2 刘文杰 2 周大双2 1中水珠江规划勘测设计有限公司，广东广州 510610 2广东珠基工程技术有限公司，广东广州 510610摘要：册亨县者岳水库坝体为沥青混凝土心墙土石坝，针对该坝型的特点，通过优化监测设计方案，在关键部位设置监测项目，选择了较为适合沥青混凝土心墙的监测仪器和安装方法。

对大坝填筑期主要观测仪器观测数据进行分析，得出大坝表面、内部变形，应力应变及温度等变化，从而对大坝稳定状态做出评价。

关键词：沥青心墙土石坝；施工期监测；变形分析 1 工程概况者岳水库位于贵州省册亨县弼佑乡者岳村境内，位于秧坝河一级支流弼佑河者岳沟上，是一座综合利用水利工程，坝址以上控制集雨面积10.7km2，多年平均流量0.179m3/s。

工程的主要任务是向下游沿河两岸的村镇及周边农村供水和农业灌溉。

水库工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，设计洪水位为893.80m，校核洪水位为894.62m，水库总库容338.7万m3，正常蓄水位892m，兴利库容247.4万m3，最大坝高43.30m。

2 监测设计本工程等别为Ⅳ等工程，主要建筑物为4级。

根据本工程规模及主要建筑物级别，由于供水灌溉工程建筑物级别较低，不考虑布置监测项目，只考虑枢纽工程区安全监测设计。

安全监测包括仪器监测和人工巡视检查两大类。

根据《土石坝安全监测技术规范》（SL551-2012）本着少而精、经济、实用的原则，本工程安全监测包括巡视检查、变形监测、渗流监测、水位观测等。

3 监测数据分析本文主要数据为者岳水库竣工前数据，通过施工期近4年的内部观测数据，对大坝的施工期变形规律进行分析，对大坝的稳定状态做出分析。

土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范工程分类：水利水电中混凝土土石坝工程一. 面板设计1. 基本要求（1）面板的设计最小厚度不得低于0.50m。

（2）面板的宽度必须≥1.50m。

（3）土石坝横断面外型应尽量使用矩形，土石坝涌水面及断面两侧坡度及外型不得弯曲或内变形，内坡度不得小于6坡（2：1）。

（4）沥青混凝土应兴制在符号规定的强度级别以上。

2. 型材材料（1）横断面型材：抗拉强度≥C25混凝土，砼强度等级不低于C25。

（2）石块：宽度≥ 90cm，厚度≥120cm，孔洞宜有，但也要处的接缝宜严密，外型应小于0.15m.二. 坝心设计1. 基本要求（1）土石坝心墙的强度应不低于C45。

（2）钢混凝土心墙的设计最小厚度应不小于2.00m。

（3）土石坝心墙的抗拉强度应不低于C20。

（4）土石坝心墙用多种加固措施要求其安全结构加固程度，特别是大坝心墙外表面耐压破坏应≥C45。

2. 材料（1）坝心必须采用高强度混凝土，其强度等不低C35。

（2）坝心墙的抗压强度不低于C30，抗折强度不低于C25。

（3）坝心墙要求钢筋为螺旋筋，最小直径为φ12mm，最小合力应满足设计要求，密度为3丝/100mm2。

三. 质量控制1. 工程质量：（1）土石坝沥青混凝土面板、心墙钢筋锚固连接质量必须按照有关规定和施工组织设计进行控制，严禁采用非有关规定质量标准来消除缺陷。

（2）土石坝沥青混凝土面板必须按照有关规定的砼强度等级，施工施胶施砌技术和质量控制措施进行把控，不得采用低强度等级材料，做工差劣。

2. 质量检验：（1）土石坝沥青混凝土面板、心墙施工过程中劳动技能证书必须当面验明，禁止施工单位采用不具有劳动技能证书人员担任技术负责人职责。

（2）摩擦坡度应按照有关规定进行检验，禁止弯曲以及局部变形，保证其平直性和水平性。

（3）砼强度等级必须符合批报合格标准，抗压和抗折强度等不低于C35等级。

（4）钢筋锚固连接必须达到规定要求，合力不得低于规定的设计标准，螺旋筋的密度不得低于3丝/100mm2。

沥青混凝土是用沥青将天然或人工矿物骨料、填充料及各种掺加料等胶结在一起所形成的一种人工合成材料。

它具有良好的柔性，能较好的适应结构的变形；其次它具有优越的耐久性和防渗性；再则在严寒地区、高山或潮湿多雨地带都可迅速施工；另外当温度达到一定范围时，它又近于熔融状态，很便于修补。

因此，非常适应做水工结构的防渗体。

一、国内外使用沥青混凝土作为防渗体的概况以沥青混凝土作为防渗体的堆石坝始于20世纪30年代，至今已建造了200多座沥青混凝土面板堆石坝、沥青混凝土作为衬砌护面的库岸和一定数量的沥青混凝土心墙坝。

早期在国内建设的以沥青混凝土作为防渗体的堆石坝在运行过程中，由于部分工程的设计、施工水平以及沥青品质等问题，致使工程出现了问题。

如牛头山沥青混凝土斜墙沙砾石坝，自1988年以来水库拱进行了六次全面检查，发现了大量的裂缝，左右岸齿墙接头部位均发现有贯穿裂缝。

至2002年对牛头山沥青混凝土沙砾石坝已进行了四次修补，第一次修补：采取沿缝凿T型槽，红外线烘烤，然后回填原级配沥青混凝土的方法，使用这种方法，由于开凿面采用红外线反复烘烤，加速了沥青混凝土的老化，结合部位存在薄弱环节，使原来的一条缝变成了两条缝，因此此种方案修补不成功；第二次修补：采用便面粘贴SBS防水卷材，卷材用喷灯加热后粘贴，然而SBS的抗拉强度相当低，卷材出现被拉裂现象，因此这种修补方案也不成功；第三次：采用表面粘贴氯化聚乙烯防水卷材，卷材与斜面用胶水冷贴，然而此种方法存在脱胶现象，另外卷材的覆盖使裂缝的宽度被隐蔽，会给大坝留下严重安全隐患；目前牛头山水库正用钢筋混凝土面板代替沥青混凝土面板进行防渗（从修补的过程来看，该水库大坝有不均匀沉陷的现象，而这种沉陷随着时间的推移在一直不断加深，在产生这样沉陷的情况下，如果用混凝土面板来防渗能保证大坝的渗漏在一定范围之内，那么用混凝土面板防渗的确是不错的选择。

当然该坝坝体出现渗漏也并不能说全是防渗面板出现的问题，坝体的不均匀沉降是主要原因）。

浅析沥青混凝土心墙土石坝施工工艺摘要：水利工程作为我国比较重点的民生项目，是我国经济飞速发展的前提条件，本文主要分析了沥青混凝土心墙土石坝施工工艺，为了能够将水利工程的质量进行有效的提高，促进沥青混凝土心墙土石坝在水利工程项目中的使用，探讨了我国在水利工程中施工技术的详细内容与工艺的施工要点以及施工过程中的一系列注意事项，可以对我国一些中小沥青混凝土水利工程起到一个借鉴的作用。

关键词：沥青混凝；土心墙；土石坝引言：在我国水利工程中大量的使用沥青混凝土心墙土石坝技术进行施工是因其在使用过程中可塑性非常的强、防渗漏的性能又特别的好、在施工过程的工程量比较小、柔韧性好、安全性与可靠性比较高等特点，在水利工程中推广价值非常高。

我国在常温下使用沥青混凝土心墙土石坝施工技术已经非常的成熟，而在寒冷地区的应用还在进行不断的探索。

1 沥青混凝土心墙土石坝概述在水利工程进行施工的过程中主要使用的原材料必须具备良好的防渗效果，沥青混凝土，因其可塑性比较强，因此大多数因为施工现场缺乏天然防渗土时，就可以选用沥青混凝土作为防渗心墙铸造土石坝的首选材料来进行合理的使用[1]。

沥青混凝土斜心墙坝是指在施工现场，出现沥青混凝土墙修建在坝体中部或是稍微偏向上游位置的土石坝。

2 材料及配合比设计2.1 沥青在选用沥青时，一定要按照施工现场的具体情况对其进行优选。

选择针入度指数比较高的沥青，尤其是东北三省地区因气候的原因最好选用90#道路石油沥青，主要是为了能够有效的提升浇筑式沥青混凝土的可塑性以及抗流变性。

2.2 填料在水利工程中大多数沥青混凝土心墙土石坝施工都会使用白云岩粉或者是石灰岩粉作为填充材料，有时候也会选用滑石粉或者是最为普通的硅酸盐水泥以及粉煤灰等相应的粉状材质作为填充材料[2]。

但是在多数的水利工程施工过程中，采用石灰石或者是白云岩粉的情况要多一些。

这项技术在使用过程中对亲水性与含水率的要求比较高，一般都要求其亲水系数要≤1.0；而对含水率的要求则是<0.5%，在相应的水利工程中，要求填充材料的颗粒的细度一定要与设计方案相符合。

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙土石坝的应力变形特征丁树云;毕庆涛【摘要】The compressibility of deep overburden will lead the settlement of embankment dam with asphalt concrete core wall founded on it, and the maximum settlement is located in the places with a distance of 2/3 dam height to dam crest. The deep overburden will also appear horizontal displacement to upper and down streams after dam construction. The asphalt concrete core wall has obvious arching effect which will weaken after storage. The stress and deformation characteristics of a 100 m-high embankment dam with asphalt concrete core wall founded on 120 m-deep overburden are analyzed herein by finite element method.%由于深厚覆盖层具有一定的可压缩性,修建在其上的沥青混凝土心墙坝坝体会发生沉降,且最大沉降位于距坝顶2/3坝高处;受坝体的影响,坝基深厚覆盖层也会向上、下游发生水平位移;沥青混凝土心墙存在明显的应力拱效应,蓄水后减弱.以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙上石坝在深厚覆盖层上的应力变形特性.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2011(037)004【总页数】4页(P43-45,94)【关键词】深厚覆盖层;应力变形;有限元;沥青混凝土心墙土石坝【作者】丁树云;毕庆涛【作者单位】华北水利水电学院,河南,郑州,450011;华北水利水电学院,河南,郑州,450011;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏,南京,210029【正文语种】中文【中图分类】TV641.41;TV314目前，对在深厚覆盖层上修建大坝的研究，越来越受科研和工程界的重视。

三峡茅坪溪沥青心墙土石坝沥青混凝土耐水性试验摘要：主要通过试验结合工程实践分析影响沥青混凝土耐水性的主要因素，提出今后沥青混凝土试验可供参考的结论及天然砂的合理掺量。

关键词：沥青混凝土耐水性水稳定系数一、工程概况茅坪溪土石坝是三峡水利枢纽的重要组成部分，与三峡大坝同属一等Ⅰ级永久建筑物。

与三峡大坝共同拦蓄库水，最大坝高104m，坝顶长1840m，总填筑方量为1213.38m3，其中该坝的防渗体—碾压式沥青混凝土防渗心墙总方量约5万m3，防渗面积4.63万m2，心墙最大长度887.75m，最大高度94m，心墙设计宽度0.5~1.2m。

茅坪溪土石坝是一个无放空检修条件的工程，沥青混凝土心墙作为大坝的防渗体又是一个隐蔽性结构，其质量的好坏直接影响大坝蓄水后的运行安全，由于碾压式沥青混凝土心墙技术目前正处于发展阶段，特别是国内碾压式沥青混凝土心墙工程较少，经验不多，规程、规范不很成熟，茅坪溪沥青混凝土心墙土石坝又是国内第一高坝，采用的是现代化施工机械和管理方法，不同于国内以前建设的同类型中低坝，因此还存在许多需要我们在实践中不断探索、研究解决的课题，其中沥青混凝土的耐水性问题就是急需研究的主要问题。

二、试验研究本项试验研究采用科学试验与茅坪溪防护坝沥青混凝土心墙施工实践相结合的方法，初步分析出影响沥青混凝土耐水性的主要因素，然后根据初步分析结果，针对主要问题，模拟工程实际，并通过对比试验进行研究。

我们收集国内外沥青混凝土耐水性快速试验方法，发现有的工程天然骨料制成的沥青混凝土其耐水性是合格的，但竣工后经过数年长期浸泡，沥青混凝土出现松散而失败，原因是其测试的温度低，时间短，水分并没有浸透试件。

经试验研究，浸水试件温度提高到80Ⅰ，浸泡360小时，干试件置于80Ⅰ蒸汽浴中，同样气浴360小时，并防水保护。

然后干试件移入20Ⅰ空气中，湿试件移入20Ⅰ水浴中各养生5天，进行抗压试验。

这样消除了温度对干、湿试件的影响，求出的水稳定系数是真实可靠的，研究并提出了沥青混凝土长期耐水性和快速试验方法的关系。