浅谈土石坝粘土混凝土的选用与研究

水利工程粘土心墙堆石坝填筑施工技术探讨摘要：本文探讨了水利工程中粘土心墙堆石坝填筑施工技术的关键问题。

粘土心墙堆石坝是一种常见的水利工程结构，其施工技术直接关系到工程的质量和安全。

本文分析了粘土心墙堆石坝施工中可能遇到的重点难点，包括粘土材料的选择、心墙施工技术、坝体填筑方法等方面的问题。

通过案例分析和实践经验总结，提出了一些解决方案和改进建议，以优化粘土心墙堆石坝的施工技术，提高工程的可靠性和效益。

关键词：粘土心墙堆石坝；填筑施工；水利工程；施工技术；工程质量；一、引言水利工程在现代社会中扮演着至关重要的角色，涵盖了灌溉、防洪、供水和水力发电等多个领域。

堆石坝是水利工程中常见的一种重要结构，用于储存水资源、控制洪水和供水，具有广泛的应用。

在堆石坝的施工中，粘土心墙被广泛采用，以提高坝体的防渗性和稳定性。

粘土心墙堆石坝是一种复合结构，从中心向两侧依次为粘土心墙、反滤料、过渡料、堆石区组成。

其中粘土心墙是整个坝体的核心，对坝体的防渗以及坝体的运行安全起着至关重要的作用。

在过去的几十年中，粘土心墙堆石坝的施工技术得到了显著改进，以满足不断增长的水资源管理和洪水控制需求。

二、粘土心墙堆石坝施工技术2.1 粘土材料的选择粘土材料的选择是粘土心墙堆石坝施工的关键一步。

不同类型的粘土具有不同的工程特性，因此在选择粘土材料时需要综合考虑以下因素：2.1.1 不同类型的粘土粘土是一种可以根据其特性和工程需求分为不同类型的重要土壤资源，其中包括黏土、壤土、粘壤土等。

这些不同类型的粘土由于其独特的物理性质，如粘聚力、抗剪强度和渗透性等，因此在不同的工程应用中具有不同的适用性。

黏土是一种具有高粘聚力和低渗透性的土壤，因此它应用在粘土心墙施工中是一种理想的选择。

黏土由于其高粘聚力能够有效地保持土壤的稳定性，从而确保工程的安全性。

此外，黏土还具有较好的抗剪强度，这意味着在承受较大的压力或剪切力时，黏土不容易发生变形或破坏，因此它在心墙填筑过程中是一种重要的填筑材料。

浅谈土石坝设计若干问题张胜东（兵团勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830002）摘要：首先对土石坝的基本情况做了介绍，依据土石坝破坏资料的统计分析，大多数属于勘测设计方面的原因，结合勘测设计实践经验，针对土石坝勘测设计方面存在的问题，然后从土石坝的结构设计、土料选取及其发展趋势等方面进行分析，指出问题所在，并提出相应的改进措施。

关键词：土石坝；设计；土料选取；措施1 土石坝的基本情况土石坝是用土、砂、砂砾、石料等当地材料分层碾压而成的拦河坝。

在国内外拦河坝中, 土石坝数量首屈一指。

据不完全统计, 全世界坝高超高15 m 的土石坝有29 000 多座, 我国各种坝高拦河坝共有86 000 多座, 其中土石坝占90 %以上。

土石坝得到广泛发展的理由: ①可就地取材,节省水泥、钢材、木材等；②随着土力学理论发展和土石坝工程经验的积累, 防渗土料已由粘土壤土等传统细料扩展到黄土、坡残积土、砾石土等, 随着大功率振动碾的问世, 坝壳石料的采用也由新鲜坚硬直至软岩, 以及基坑挖出石渣, 均可用振动碾压密实,可避免早期面板堆石坝由于用抛填法填筑堆石料, 蓄水后在水压作用下堆石沉降, 使面板破裂, 产生漏水事故；③对坝基要求相对低, 无论承载力或抗剪强度都比对混凝土坝要求低, 可修在土基、砂砾甚至深厚砂砾基上, 而混凝土坝难以做到；④近年大型土方机械出现, 使修建碾压式土石坝, 从开挖、运输到碾压都能采用大规模机械化施工, 加快施工进度, 缩短建设工期, 提高经济效益；⑤在一般情况下, 尤其在覆盖层较深时, 土石坝造价往往低于混凝土坝。

目前,在美国等发达国家,已建土石坝几乎是砼坝的100倍。

在我国,现有大坝8. 7 万多座,其中90 %以上也是土石坝。

根据对以往土石坝破坏资料的统计分析,属于勘测设计方面原因的在国内外均占40 %以上。

因此,就土石坝设计方面的有关问题展开探讨和交流无疑是有益的。

2 结构设计根据国内外部分已建和在建土石坝的设计、运行情况以及沟后面板坝失事等教训,对土石坝结构设计提出以下几点看法:2.1 简化坝体结构2.1.1 面板坝对这种坝型的设计,国内与国外在结构上差别很大。

（一）筑坝土料的选择（重点、难点）土石坝也称为当地材料坝，其最大优点是可就地取材。

所以，筑坝材料应尽可能采用坝址附近的材料，包括枢纽其他建筑物的开挖土石料。

土石坝设计前，必须查明坝址附近各种天然土石料的种类、储量、分布、性能，以及枢纽建筑物开挖料的性质、可用数量等，通过技术经济比较，选择适当的坝型、填筑标准及施工方法。

筑坝土料选择的基本原则：（1）按照材料在坝体中所起作用的不同选择材料。

（2）就地、就近取材。

（3）充分利用枢纽建筑物开挖料。

由于不同坝型及坝体中的不同部位（坝壳、防渗体、排水设施等）的土石料所起的作用不同，所以对土石料的要求不一样，现讲述如下：1、均质坝材料均质坝的坝体既是防渗体，又是支撑体，所以要求土料具有一定的抗渗性和强度，同时易于压实和压缩性小等。

土料的渗透系数K不宜大于10-4cm/s；粘粒含量为10%~30%；有机含量按重量计不超过5%；塑性指数为8~10的壤土为宜，水溶盐含量不超过3%，还应具有一定的抗剪强度。

最常用于均质坝的土料是砂质粘土和壤土。

2、防渗体土料我国修建土石坝防渗体常用的土料是粘土、粘壤土和壤土。

对防渗土料的基本要求是：（1）渗透系数：均质坝不大于1×10-4cm/s，心墙和斜墙不大于1×10-5cm/s。

（2）水溶盐含量（指易溶盐和中溶盐，按质量计）不大于3%。

（3）有机质含量（按质量计）：均质坝不大于5%。

心墙和斜墙不大于2%，超过此规定需进行论证。

（4）有较好的塑性和渗透稳定性。

（5）压缩性与坝壳料相近，浸水与失水时体积变化较小。

（6）含水量最好接近最优含水量。

（7）颗粒级配良好。

塑性指数大于20和液限大于40%的冲击粘土；膨胀土；开挖、压实困难的干硬粘土；冻土；分散性粘土不宜作为坝的防渗体填筑料，必须采用时，应根据其特性采取相应的措施。

应用实例：近年来国内外有些工程采用砾质粘土或人工砾粘土作防渗体取得良好的效果，如我国云南鲁布革水电站粘土心墙坝（坝高101m），采用一层粘土碾压后再翻起，拌匀后填筑到心墙上，使粗料空隙全部被细粒所填充，具有了足够的抗渗性和抗渗稳定性。

浅谈土石坝粘土混凝土的选用与研究摘要对土石坝防渗墙粘土混凝土新材料及其墙体应力特性进行系统研究,包括粘土混凝土的原材料选用、配合比设计方法、物理力学性能、试验方法、耐久性、墙体计算模型建立、墙体应力特性、防渗墙施工工艺、工程应用等,为水利水电工程建设提供一种新材料和新技术。

所研制的粘土混凝土性能介于塑性混凝土和刚性(高强)混凝土之间,作为防渗墙材料具有明显优势,如成本较低,而且具有相对较高的强度、相对较低的弹模和相对较高的抗渗性能,使墙体能有效截断渗流并适应较大的变形而不开裂,不失为一种理想的防渗墙材料。

关键词土石坝;粘土混凝土;防渗墙土石坝除险加固的重点一般是防渗问题和渗流稳定问题,而粘土混凝土作为土石坝坝体和坝基防渗墙材料具有明显优势,如相对较低的弹模和相对较高的抗渗性能,使墙体能有效截断渗流并适应较大的变形而不开裂,粘土混凝土在土坝除险加固工程中有着广阔应用前景。

国内以对防渗墙塑性混凝土的研究开展较多,但对粘土混凝土的研究较少,尤其在抗压强度和弹模明显高于塑性混凝土的限定条件下的研究更少,因此对粘土混凝土进行试验研究势在必行。

1粘土混凝土的原材料构成粘土混凝土是用粘土取代普通混凝土中的部分水泥而形成的墙体材料。

水泥用量及混凝土性能均介于普通混凝土与塑性混凝土之间,抗压强度适中,但抗渗性能及耐久性比塑性混凝土有很大提高。

弹模一般高于塑性混凝土但比普通混凝土有很大降低,且强度、弹模和渗透系数可在较大范围内选定。

一般强度在3～15MPa;弹模在2000MPa～20000MPa;渗透系数一般在10-7～10-9cm/s。

粘土混凝土仍属于混凝土的范畴,其原材料主要包括水、水泥、粘土、细骨料、粗骨料、减水剂、引气剂等。

因此,粘土混凝土原材料与普通混凝土相比只是增加了粘土。

但由于混凝土使用目的的不同,在原材料选用原则上有极大不同。

又因为原材料往往对混凝土的性能有决定性作用,因此配制优质的粘土混凝土须从原材料选用开始,对粘土混凝土原材料选用进行研究是必须的。

粘土心墙堆石坝土料施工技术探讨摘要：针对心墙在土石坝中占据的重要地位，以及土料作为形成心墙关键原材料，在心墙与大坝防渗上起到的决定性作用，结合实例，从心墙土料的设计指标入手，为保证大坝土料填筑质量，从土料泡土、掺配、窝存、填筑、碾压施工进行深入分析，严格把控每道工序。

关键词：土料；含水率；黏粒含量；质量；中图分类号：TU3181 工程概况黄石沟沉沙调蓄水库位于陕西省榆林市神木市境内，坝址位于位于神木市窟野河左岸支流黄石沟上，主要任务是对引黄水量进行沉沙、调蓄，水库总库容9870万m³；水库枢纽由大坝、溢洪道和放空洞组成，大坝为粘土心墙堆石坝，顶宽15.0m，坝顶长度596.70m，最大坝高97.5m；根据设计文件，坝体黏土料填筑量为94万m³（压实方），设计要求压实度不小于0.98。

2 土料场情况黄石沟水库土料场位于坝下游右岸最近距离约300m，分布于右岸梁顶，取土范围内地势相对平缓，东侧冲沟发育，支沟切割，区内植被发育，人工种植有松树等树木。

设计勘探资料显示：土料场地层为第四系上更新统黄土层，岩性主要为粉质粘土、粉土，局部夹粉砂。

表层 1m～2m 范围以内植物根系相对较多。

粉土、粉砂局部含少量钙质结核，粒径一般小于 2cm，局部可见灰黑色有机质及白色钙膜；粉质粘土岩心呈柱状，黄褐色～红褐色，粉质粘土多呈红褐色，局部黄褐色，钙质结核含量相对较多，粒径大者可达 5～7cm，呈可塑～硬塑状。

土层基本按照坡势走向分布，且土料场呈水平台阶状，台阶宽度差别较大，同一水平面上不同部位土质不同，垂直方向上不同深度土质也不同。

经对料场初步勘察，不同部位和不同深度取样试验：黏粒含量14.70%～32.72%，平均值20.59%，天然干密度1.46～1.76 g/cm³，天然含水率为3.3%～16.8%，普遍低于坝体填筑施工控制最优含水率。

天然土料的土质均匀性和含水率均不满足大坝填筑质量控制要求，需对料场土料进行加工制备。

水利工程水库大坝混凝土的施工技术分析水利工程是指利用水资源进行治理和开发的工程，其主要用途包括灌溉、发电、供水等。

水库大坝是水利工程的重要组成部分，它主要承担着水库蓄水和防洪等重要功能。

在水库大坝建设中，混凝土是一种常用的建筑材料，其施工质量直接影响到大坝的安全和稳定性。

混凝土的施工技术对水利工程水库大坝的建设至关重要。

本文将对水库大坝混凝土的施工技术进行分析，以期对水利工程建设有所帮助。

一、混凝土材料的选择在水库大坝建设中，混凝土是一种常用的建筑材料，其主要原料包括水泥、砂、石子和水等。

在选择混凝土材料时，需考虑以下几个方面：1. 材料的质量：水泥、砂、石子等原材料的质量直接影响混凝土的强度和耐久性，因此在选择材料时应优先考虑其质量。

2. 材料的搭配比例：混凝土的搭配比例对混凝土的性能有很大影响，应根据工程的具体要求和材料的性能特点进行科学合理的搭配。

3. 材料的供应：混凝土施工中，材料的供应及时与否将直接影响到施工进度，因此应选择可靠的供应商，保证材料的及时供应。

二、混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计是混凝土施工的第一步，其合理与否直接影响到混凝土的强度和耐久性。

在水库大坝混凝土的配合比设计中，需考虑以下几个因素：1. 抗压强度：水库大坝混凝土需要具有较高的抗压强度，因此在配合比设计中需要充分考虑水泥的种类、掺合料的使用等因素。

2. 抗渗性：水库大坝混凝土需要具有较好的抗渗性能，因此在配合比设计中需考虑砂石的级配、水泥的用量等因素。

3. 注意耐久性：水库大坝混凝土需要具有较长的使用寿命，因此在配合比设计中需要充分考虑混凝土的抗冻融性、抗硫酸盐侵蚀性等因素。

三、混凝土的浇筑工艺混凝土的浇筑工艺直接关系到混凝土的质量和均匀性。

在水库大坝混凝土的浇筑工艺中，需要注意以下几个方面：1. 浇筑顺序：水库大坝混凝土是由多层多段组成的，其浇筑顺序直接影响到混凝土的整体性能，因此在浇筑时需根据设计要求合理确定浇筑顺序。

土石坝_粘土心墙毕业设计目录1 基本资料 (4)1.1工程概况 (4)1.2水文气象 (4)1.3地形地质 (4)1.4茅坪溪防护大坝 (5)1.4.1 设计标准 (5)1.4.2 平面布置 (5)1.5其它设计资料 (5)1.1.1 1.5.1 工程特征水位 (5)1.5.2 地震烈度 (5)1.5.3 筑坝材料的技术指标 (5)1.6设计内容与要求 (6)1.6.1 设计目的 (6)1.6.2 设计内容 (7)2 坝址及坝型的选择 (7)2.1坝址的选择 (7)2.2土坝对地基的要求 (8)2.3坝型选择 (8)2.3.1 各种坝型的比较 (8)2.3.2土石坝类型的选择 (9)3 坝工设计 (10)3.1坝顶高程 (10)3.1.1 按正常情况下计算坝顶高程 (11)3.1.2 按非常情况计算坝顶高程 (13)3.1.3 考虑地震影响计算坝顶高程 (13)3.1.4 确定坝顶高程及坝高 (13)3.2坝顶宽度 (13)3.3坝坡 (14)3.5排水体设备 (15)4 渗流计算 (16)4.1设计说明 (16)4.1.1 土石坝渗流分析的任务 (16)4.1.2 渗流分析的工况 (16)4.1.3 渗流分析的方法 (16)4.2渗流计算 (16)4.2.1 基本假定 (16)4.2.2 渗流计算基本公式 (16)4.3渗流计算过程 (18)4.4渗流稳定结果分析 (21)4.4.1 正常蓄水位下渗流稳定分析 (21)4.4.2 校核洪水位下渗流稳定分析 (22)5 土石坝坝坡稳定分析及计算 (22)5.1设计说明 (22)5.1.1 设计任务 (22)5.1.2 计算工况 (22)5.1.3 计算断面 (23)5.1.4 控制标准 (23)5.2稳定计算 (23)5.2.1库水位最不利时的上游坝坡 (23)5.2.2 施工或竣工期的上下游坝坡稳定计算及稳定渗流期的计算 (28)6.土石坝的构造设计 (41)6.1坝顶 (41)6.2护坡与坝坡排水 (41)6.3坝体排水设备 (43)7. 沉降量计算 (44)7.1坝体的沉降量计算 (44)7.2坝基沉降量计算 (45)8.地基处理 (48)8.1坝基清理 (48)8.2坝的防渗处理 (48)8.3土石坝与坝基的连接 (48)9.土石坝土料的选择 (49)9.1坝壳的土石料选择要求 (49)9.2防渗体土石料的选择要求 (49)9.3对排水设施和护坡的结构布置 (49)9.4反滤层的结构布置 (50)10. 工程量计算 (50)10.1坝基开挖工程量计算 (50)10.2坝体工程量计算 (50)谢辞 (53)参考文献 (54)1 基本资料1.1工程概况茅坪溪防护工程的缘由：茅坪溪是长江上的小支流，其出口位于三峡大坝上游约1km 的右岸。

浅论土石坝粘土心墙施工工艺与质量控制浅论土石坝粘土心墙施工工艺与质量控制摘要：在水利工程中，粘土心墙坝是一种比较常见的坝体防渗形式，其主要优点是能够充分利用当地天然的建筑材料，筑坝材料来源直接、方便，能够就地取材，材料运输成本低。

同时粘土心墙坝的防渗效果好，适应地基变形能力强。

同时在粘土心墙堆石坝填筑施工中，不断通过对施工技术措施的优化，合理配置资源，严格控制各施工工艺，从而使得施工质量充分符合设计及规范要求。

关键词：粘土心墙；施工工艺；质量控制一、工程概况清远抽水蓄能电站下水库大坝坝型为粘土心墙堆石（渣）坝，坝顶高程144.5m，最大坝顶长度为275m，最大坝高74.8m，坝顶宽7.0m，坝体填筑总方量约为180万m3。

坝体上游边坡1：2.75，下游边坡1：2.5。

粘土心墙以坝顶中心线为中心对称布置，心墙顶部宽度3.0m，上下游坡度均为1：0.2。

清远抽水蓄能电站下水库大坝坝体填筑自2012年5月份开始填筑，至2014年6月份完成，施工过程中工序、工艺安排合理、有序，施工质量、进度、安全等均满足工程要求。

现从施工工艺与质量控制两个方面对下水库大坝粘土心墙施工经验、心得进行简要说明，为以后类似工程施工提供借鉴与指导。

二、主要施工工艺2.1 现场碾压试验坝体粘土心墙正式填筑施工之前必须进行现场碾压试验，其主要目的如下：（1）核实坝体填筑设计压实标准—干密度、压实度是否能达到设计技术要求以及沉降量大小，以满足设计要求的最大干容重，最小空隙率及渗透系数等设计技术要求；（2）检验所选用的碾压机械的适应性和性能的可靠性；（3）研究达到设计要求填筑标准的压实方法，通过实验和比较确定经济合理的施工压实参数，压实厚度、铺料方式、平料方式、加水量、碾压遍数、碾压速度等参数。

（5）研究和完善填筑施工工艺和措施；（6）研究坝料压实质量控制措施及质量检测的有效方法。

粘土心墙现场碾压试验必须按照相关规程规范严格进行。

通过试验，得出最佳组合结果，作为坝体粘土心墙正式填筑施工的依据，也是作为质量控制的有力手段之一。