守口堡水库胶凝砂砾石坝设计
- 格式:pdf
- 大小:1015.93 KB
- 文档页数:20
胶凝砂砾石坝坝坡比分析研究胶凝砂砾石坝坝坡比分析研究杨晋营,高超(山西省水利水电勘测设计研究院,山西太原030024)摘要:胶凝砂砾石坝属于新型筑坝技术,坝坡比是胶凝砂砾石坝断面设计的重要参数,直接影响工程的安全性和经济性,应通过坝体抗滑稳定性和应力分析来确定最优坝坡比和坝体断面。
通过和面板堆石坝、碾压混凝土重力坝坝坡比的对比,结合胶凝砂砾石坝坝体受力特征分析,对胶凝砂砾石坝在基本荷载组合条件下的坝坡比进行了理论分析和研究。
胶凝砂砾石坝设计初期,类似Ⅳ类硬质岩的坝基地质条件,且材料设计抗压强度6.0 MPa、坝高小于70 m时,胶凝砂砾石坝综合坝坡比可在1.2~1.3之间初选;上游坝坡比宜大于1∶0.3、小于1∶1.0;下游坝坡比宜大于1∶0.5、小于1∶1.0。
在综合坡比一定时,将坝体设计为对称梯形断面对坝体抗滑稳定有利;将坝体设计为上游坝坡比小、下游坝坡比大的非对称梯形坝对降低坝体主应力水平有利。
关键词:胶凝砂砾石坝;坝坡比胶凝砂砾石坝属于新型筑坝技术,在国内永久工程中应用实例为数不多,山西守口堡水库胶凝砂砾石坝是我国应用此项技术的首例,坝高61.6 m[1];四川顺江堰拦河滚水坝是我国第一座已建成的胶凝砂砾石坝永久性工程,坝高11.6 m[2]。
在临时围堰工程中应用较多[3-6]。
从材料性能和施工方法来看,胶凝砂砾石坝是介于面板堆石坝与碾压混凝土坝之间的一种新坝型,其特点就是加入少量的胶结材料,将不经筛分的天然砂砾料胶结起来,通过碾压的方式使之达到一定强度,来满足应力和稳定要求的。
胶凝砂砾石坝断面形状一般为梯形,断面比较大,当坝轴线较长,对断面进行优化设计,可有效减少胶凝砂砾石工程量。
坝坡比是胶凝砂砾石坝断面设计的重要参数,直接影响工程的安全性和经济性,应通过坝体抗滑稳定性和应力分析来确定最优坝坡比和坝体断面。
目前,国内有关永久性胶凝砂砾石坝坡比研究成果比较少,有关文献对守口堡胶凝砂砾石坝坝坡比进行了研究[7-9]。
ZF水库土石坝枢纽毕业设计学生姓名:朱秀娟包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。
防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝;防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝,是高、中坝中最常用的坝型。
3、非土料防渗体坝:防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝,按其位置也可分为心墙坝和面板坝。
本次设计为ZF水库土坝枢纽工程;ZF水库建成后具有灌溉、发电、防洪、解决工业用水和人畜吃水等多方面的效益,是一座综合利用的水库。
水库土坝枢纽工程设计任务书、水文地质资料及其他相关原始资料是坝体设计的依据,必须全面了解设计任务,熟悉该河流的一般自然地理条件、坝址附近的水文和气象特性、枢纽及水库的地形、地质条件、当地材料、对外交通及有关规划设计的基本数据,只有在熟悉基本资料的基础上才能正确地选择建筑物的类型,进行枢纽布置、建筑物设计及施工组织设计。
通过对资料的了解和分析,初步掌握原始资料中对设计和施工有较大影响的主要因素和关键问题,为以后设计工作的进行打下良好的基础。
“百年大计,安全第一”,大坝的安全性,重点考虑:(1)坝基范围内地质构造是否存在较大范围的夹层和强透水层,地基处理的工程范围和深度。
(21第一章基本资料第一节工程概况及工程目的ZF水库位于QH河干流上,水库控制流域面积4990km2,库容5.05×108m3。
水库以灌溉发电为主,结合防洪,可引水灌溉农田71.2×104亩,远期可发展到104×104亩。
灌区由一个引水流量为45m3/s的总干渠和四条分干渠组成,在总干渠首及下游24km处分别修建枢纽电站和HZ电站,总装机容量31.45MW,年发电量1.129×108kwh。
水库防洪设计标准为百年设计,万年校核。
枢纽工程由挡水坝、溢洪道、导流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站组成。
ZFQHQH本区地震基本烈度为6度,建筑物按7度设防。
1、上坝址上坝址位于坝区中部背斜的西北,岩层倾向QH河上游。
胶结砂砾石坝施工技术发布时间:2021-10-09T08:28:35.330Z 来源:《工程建设标准化》2021年14期作者:李帆[导读] 国家对生态环境的保护,人们对生态环境的意识也不断提高。
李帆贵州水利实业有限公司贵州近年来,国家对生态环境的保护,人们对生态环境的意识也不断提高。
胶结材料的特点可以就地取材、施工速度快、经济性好,有利于保护生态环境。
雷山县西江水库工程是全国首座使用风化料作胶结砂砾石骨料的水利工程。
通过现场工艺试验、生产性试验、实际施工操作工艺流程,形成熟悉的施工工艺,为今后筑坝技术发展提供宝贵的经验。
1 工程概况雷山县西江水库工程位于位于雷山县西江镇巴拉河支流郎利河上中游河段,距西江镇2km左右,距雷山县城36km,距凯里市城区44km。
雷山县西江水库工程是一座以供水、防洪及灌溉为主的综合性水利工程;水库坝址以上集水面积28.6km,多年平均年径流量2226万m3;西江水库工程最大坝高49.5m,水库总库容472万m3,工程等别为IV等,水库规模属小(1)型;主要建筑物由枢纽区胶结砂砾石坝、坝顶开敞式泄洪道、右岸泄洪放空底孔、右岸取水建筑物等主要建筑物组成。
坝体上游面设置0.4m厚的二级配钢筋混凝土防渗面板,面板后建基面至坝顶为0.8m~2.5m厚C18015富浆胶结砂砾石过渡层,坝体中间为C1808胶结砂砾石,坝体下游面1/3以下为1.0m厚的C18015富浆胶结砂砾石防渗层,2/3以上为0.5m厚的C18010富浆胶结砂砾石保护层。
2 胶结砂砾石施工技术2.1施工前的准备工作(1)在进行胶结砂砾石施工前,应对砂砾石生产系统、各种原材料的供应、混凝土设备、运输、铺筑、碾压和检测等设备的能力是否正常,防止施工过程中因材料短缺和设备故障而延误工期;同时,要保证施工材料的质量,坚决杜距不合格材料进入施工现场而影响工程质量;(2)胶结砂砾石施工前,对垫层混凝土进行冲毛,坝基清理,洁净仓面,清除仓面积水。
混凝土面板堆石坝设计及溢洪道设计目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (III)第一章工程概况 (1)1.1枢纽任务 (1)1.2 自然地理与水文特性气候 (1)1.2.1 流域概况 (1)1.2.2气候特性 (1)1.2.3 水文特性 (2)1.3 工程地质及水文地质 (2)1.3.1工程地质 (2)1.3.2水文地质 (3)1.3.3地震烈度 (3)1.4建筑材料 (3)1.5经济资料及其他 (3)第二章设计标准及依据 (5)2.1 设计依据 (5)2.2 设计标准 (7)第三章枢纽布置 (8)3.1 坝轴线选择 (8)第四章大坝设计 (12)4.1 大坝剖面尺寸拟定 (12)4.1.1 坝顶高程计算 (13)4.1.2 坝顶结构 (13)4.1.3 坝高确定 (14)4.1.4 上、下游坝坡 (14)4.1.5坝面排水 (14)4.2 坝体分区和筑坝材料 (15)4.2.1 坝体分区 (15)4.2.2 坝料设计 (16)4.2.3填筑标准 (17)4.3 面板设计 (18)4.3.1 面板的分缝 (18)4.3.2 面板厚度 (18)4.3.3 面板混凝土 (19)4.3.4 面板钢筋 (19)4.3.5 面板防裂 (19)4.4.1趾板宽度s (20)4.4.2趾板厚度h (20)4.4.3趾板端部斜长段QT (20)4.5 接缝止水 (21)4.6 坝基处理 (21)4.7 坝体沉降计算 (22)4.8 坝体渗流计算 (23)4.8.1 渗流分析目的、方法 (23)4.8.2 渗流计算分析 (24)4.9 稳定分析 (25)第五章溢洪道设计 (26)5.1 溢洪道布置 (26)5.1.1 简述 (26)5.1.2 引水渠段 (26)5.1.3 控制段 (27)5.1.4 泄槽段 (27)5.1.5 消能段 (28)5.2 溢洪道水力设计 (28)5.2.1 堰面曲线 (29)5.2.2 泄流能力计算 (30)5.2.3 泄槽水力计算 (31)5.2.4 消能防冲水力计算 (34)第六章施工组织设计 (46)6.1 工程概况 (46)6.2 坝基开挖 (46)6.3 料场选择与规划 (46)6.4 施工道路规划设计 (46)6.5 坝体填筑 (47)6.5.1 上坝运输方式 (47)6.5.2 坝体填筑分期 (47)6.5.3 面板分期 (48)6.6 施工导流 (48)6.7 施工进度计划 (48)结论 (50)参考文献 (52)附录一 (53)附录二 (77)摘要题目来源于我国地区某水利枢纽实际。
青川县东阳水库胶凝砂砾石坝结构设计与分析邹同华,马学吉(四川沃土项目投资管理有限公司,成都,611732)!摘要】胶凝砂砾石坝是近年发展起来的一种新坝型,具有安全经济、环境友好、施工方便、适应性强等特点。
本文结合东阳水库的实际情况,经综合分析比较,推荐采用胶凝砂砾石坝;阐述了大坝结构和基础处理设计,进行了稳定、应力和地震动力分析,表明坝体结构设计合理,结构安全可靠,可为类似工程设计提供借鉴。
!关键词】胶凝砂砾石坝结构设计稳定分析应力分析东阳水库中图分类号:TV641文献标识码:A文章编号:2095-1809(2019)03-0027-04胶凝砂砾石坝(CSGR坝)是贾金生等[1]于2009年提出的一种介于面板堆石坝和混凝土重力坝之间的新坝型。
其主要特点是利用工程现场的砂砾石或开挖石渣料作为筑坝材料,使用少量的胶凝材料,通过简易拌合,经摊铺、振动碾压或浇筑振捣后形成的具备一定强度和抗剪性能的胶凝砂砾石⑵。
胶凝砂砾石坝具有漫顶不溃、抗震性能好、安全经济、适应性强、节能环保等优势,特别适宜在围堰、堤防和中小型水库大坝工程中推广应用目前国内已建成有街面、洪口等胶凝砂砾石围堰工程和顺江堰、猫猫河山塘等永久性工程;在建工程主要有山西守口堡水库、四川岷江犍为防护堤等工程⑷。
1工程概况东阳水库位于四川省青川县三锅镇境内,水库坝址位于嘉陵江流域清江河一级支流东阳沟上,坝址以上集水面积65.5km2%水库正常蓄水位932m,总库容717万m3,大坝采用胶凝砂砾石坝,最大坝高66.5m%工程属W等小(1)型工程,因大坝采用新型结构,且工程地质条件复杂,其主要建筑物提高一级为3级%大坝设计洪水标准采用50年一遇,相应洪峰流量564m3/s;校核洪水标准采用500年一遇,相应洪峰流量910m3/s%2工程地质2.1基本地质条件工程区位于扬子准地台龙门大巴山台缘坳陷之龙门山陷断束北段,属龙门山强烈活动断裂构造区%工区场地地震基本烈度为讽度,50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.2g,且工区附近有平武~青川主断裂及其羽列分支断裂F2、F3通过%其中平武~青川主断裂距工区最近距离约600m,F2、F3羽列分支断裂距离坝址区最近距离分别为440m、215m。
2024年水库浆砌石重力坝加固设计方案一、项目背景为了确保水务工程的安全运行和防止坝体发生溃坝事故,需要对2024年建成的水库浆砌石重力坝进行加固设计。
本方案将通过对原有重力坝的加固设计,提高其整体的抗震和抗滑性能,确保水库的安全性。
二、加固设计目标1. 提高坝体的抗震性能,使其能够在发生地震时保持完整稳定。
2. 提高坝体的抗滑性能,确保在水库超载和地震荷载的作用下不发生滑坡。
3. 提高坝体的坝顶防渗性能,减少渗漏水量,确保水库的储水能力。
4. 降低加固造价和施工难度,确保项目能够按照预定计划完成。
三、加固设计方案1. 加固坝肩和坝底为进一步提高坝体的抗滑性能,需要在坝肩和坝底进行补强设计。
根据现场勘测和地质条件,采用预应力锚杆和钢筋混凝土加固坝底,并设置加固坝肩的抗滑挡墙。
挡墙采用钢筋混凝土墙体,连接到坝体混凝土墙体内部,以增加坝体的整体抗滑稳定性。
2. 提高坝防渗性能为确保水库的储水能力,需要进一步提高坝顶的防渗性能。
采用刷涂防水材料,对坝顶进行彻底的防水处理。
在防水层上设置防渗条,以减小渗漏水量。
同时,在坝底进行灌浆处理,填充坝底结构缺陷和孔洞,以提高坝底的密实性和防渗性能。
3. 提高坝体的抗震性能为增加坝体的抗震能力,需要将其整体加固。
采用钢筋混凝土基坑墙体加固坝身,提高坝体的整体强度和刚度。
在坝身内部设置钢筋混凝土梁柱加固体系,以增加坝体的纵向和横向的抗震性能。
4. 加固坝上游和下游边坡为确保水库的稳定性和安全性,需要进行坝上游和下游边坡的加固设计。
采用钢筋混凝土护坡板加固上下游边坡,以增加边坡的抗滑稳定性。
同时,在边坡内采用抗滑桩和格栅加固体系,以增加边坡的整体抗滑性能。
四、加固材料和施工工艺1. 加固材料加固使用的主要材料包括预应力锚杆、钢筋、混凝土、刷涂防水材料、防渗条等。
预应力锚杆用于坝底加固,保证坝底的整体抗滑稳定性。
钢筋和混凝土用于加固坝肩、坝顶和坝身,提高整体的抗震和抗滑性能。
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。
第12期(总第189期)中国水直总及电气化No.12(TOTAL No.189) 2020年12月China Water Power&Electrification Dec.,2020DOI:$0.166$7/ki.11-5543/TK.2020.12.13胶结砂砾石筑坝技术在岷江航电堤防中的创新应用与展望徐乐毅1杜双全1冯炜2(1.四川岷江港航电开发有限责任公司,四川成都610000%2.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100030)【摘要】胶结砂砾石坝是胶结颗粒料坝中的一种新坝型。
文章阐述了在四川岷江航电堤防工程中有关胶结砂砾石坝的结构设计、材料配比和溶蚀性能以及专用拌和设备和施工质量控制方面的理念和方法,归纳总结了在应用过程中的主要创新成果。
与传统坝型相比,具备较强的适应性和优越性,为面广量大的中小型水库大坝工程和下一阶段岷江航电堤防中的龙溪口堤防等的建设提供了有意的指导和借鉴。
【关键词】胶结砂砾石坝;胶结颗粒料坝;岷江航电堤防;漫顶不溃;材料性能中图分类号:TV641文献标识码:%文章编号:1673*241(2020)12-060-07Innovation Application and Prospect of Cemented Sand-gravelDamming Technology ic DiCe of Minjiang Channei and PowerXU Leyi1,DU Shuangquan1,FENG Wei2(1.Sichuan Mi$jia$g Channel&Power Development Co.,Ltd.#Chengdu610000,China;2.State Key Laboratory of Simulatioo and Regulatioo of Water Cycle.c River Basic,China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing100030,China$Abstract:Cemented sand-gravel dam is a new dam type in cemented yranular dams.The ideas and methods of structural design,materiaa ratio,corrosion performancc,special mixiny equipment and construction quality coniol of cemented sand-yraver dams in Minjiany Channel and Power Dike Project of Sichuan Provincc are expounded in the paper,and the main innovative achievementr in the application process are summarized.It has strony adaptability and superiorito compared with the traditional dam type,which provides the yuidancc and referencc for the construction of small and medium-sized reservoir dam projectr with larae area and quantities,Lonyxikou Embankment in the next staye of Minjiany ChanneC and Power Dike, etc.Key words:cemented sand-gwel dam;cementiny yranular dam;Minjiany Channel and Power Dike;diffusion without collapse;material performancc基金项目:新型胶结颗粒坝建设关键技术(2010YFC0406000$;胶凝砂砾石筑坝新结构、新材料开发与质量监控研究(SM0145B542016$经验交流Experiencc Exchange1背景概述习总书记倡导的绿水青山就是金山银山的理念是新时代水利工作者的指南,要坚定不移走生态优先、绿色发展之路。
陕西水利Shaanxishuili2018年6月科技专刊
1工程概况新疆阿克苏地区温宿县拱拜孜移民安置点调蓄池工程位于阿克苏地区温宿县县城区北面拱摆孜移民安置区,西与库马拉克河毗邻,东与阿克苏市接壤,北靠天山山脉,南邻革命大渠。项目区距阿克苏市42km,距温宿县25km。本次工程调蓄池总库容185.67万m3,兴利库容179.49万m3,死库容6.18万m3,死水位1452.0m,正常蓄水位1459.8m,坝线全长1916m,主要由引水渠、坝体和放水涵洞组成。本次拟建调蓄池引水渠道总长3.757km,包括改建上游引水渠长1.324km及新建调蓄池引水渠2.434km,其中池内引水渠长421m。工程对项目区来水进行季节性调节,以解决目前拱拜孜移民安置区1.0万亩农田的水资源供需矛盾的问题。2防渗设计
2.1防渗材料的确定池盘采用的聚乙烯复合土工膜规格为150g+0.5mm+150g,膜料采用浅色聚乙烯(PE)塑膜进行防渗。土工膜的渗透系数应不高于1×10-11cm/s,密度不低于900kg/m3,抗拉应力不低于12MPa,断裂伸长率不低于300%,5℃时的弹性模量不低于80MPa,脆性温度应高于-60℃,撕裂强度不低于50N/mm,单位面积质量800g/m2,其余技术参数等均应满足国家标准的要求,幅宽可采用4m~6m,应横向(垂直水流方向)铺设,上游幅面压下游幅面。复合土工膜施工应符合中华人民共和国行业标准《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》(SL/T231-98)的有
关规定和设计要求。2.2调蓄池防渗设计
本工程属平原调蓄池,坝体填筑量较大,通过实地踏勘,库址周围有储量丰富的全新统—上更新统洪积砂砾石层,稍密—中密,无胶结状态,池盘内砂砾石层较厚,无无用层,料场交通条件较好,岩性适合筑坝,运距近,工程造价低。地层岩性较单一为卵石混合土,含卵石和少量漂石,卵石混合土渗透系数K=5.73×10-3~7.62×10-2cm/s,强透水层,覆盖厚度50m以上,区域地下潜水埋深大于50m。池盘渗漏以垂直渗漏为主,池盘每昼夜渗漏78.38万m3水,调蓄池池盘渗漏较严重,需要采取防渗措施[1]。针对调蓄池工程区地质情况,确定池盘地层采用复合土工膜防渗。池盘地基岩性为不良级配砂,渗透系数为2.52×10-2cm/s左右,为提高调节池池水的利用率,保证灌区灌溉用水,本次设计池盘采用复合土工膜(150g+0.5mm+150g)全防渗,池盘防渗体的结构型式(由上至下依次)为45cm厚砂砾石(池盘土料)+5cm厚细砂保护层+复合土工膜(150g+0.5mm/150g)+5cm厚细砂垫层。池盘复合土工膜与坝坡土工膜在砼阻滑墙底部结合,使调蓄池形成一完整的防渗体系[2]。考虑复合土工膜铺设时接缝最短、在拉力大的方向上接缝最少的铺设原则,结合本工程实际情况,采取沿坝轴线展铺的复合土工膜铺设模式。土工膜接缝采用焊接,焊接形式为双焊缝搭焊,搭接宽度≥10cm。焊缝搭接处保证干净,平行对正,避免产生十字缝,复合土工膜的铺设应保留5%的松驰度,并平贴坝面。复合土工布保护层之上设0.5m的砂砾石覆盖层,采用
守口堡水库枢纽工程大坝高边坡深基坑开挖施工方法
何涛
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】根据守口堡水库的地形特点,结合一般基坑开挖的方法,通过现场试验,总结形成本项目高边坡深基坑基础开挖施工方法,文中对其施工方法进行了阐述.【总页数】3页(P60-62)
【作者】何涛
【作者单位】山西省水利建筑工程局山西太原030006
【正文语种】中文
【中图分类】TV551
【相关文献】
1.大同市守口堡水库胶凝砂砾石大坝富浆胶凝砂砾石铺筑方案简述 [J], 胡可可
2.守口堡水库导流明渠混凝土施工方法 [J], 王士亮
3.守口堡水库大坝胶凝砂砾石垫层接触面抗剪强度试验及分析 [J], 曹敬虎
4.大同市守口堡水库大坝胶凝砂砾石的铺筑施工 [J], 张小利
5.守口堡水库枢纽工程胶凝砂砾石大坝面板混凝土施工工艺 [J], 吕建文
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
・34・四川水利2019. No. 3胶凝 新型材料在顺江堰枢纽溢流坝设计中的运用何晓初(四川省都江堰勘测设计院,四川 都江堰,611830)【摘 要】本文论述了顺江堰引水枢纽溢流坝体设计采用中国水利水电科学研究院自主研发的胶凝砂砾石作为主 要筑坝材料的可行性,有效地利用工程不筛分的开挖料,节省投资,减少弃渣及占地。
通过坝体合理的材料分区,使坝体 在非对称断面的情况下,满足现行行业标准规范的相关设计指标要求。
碾压施工,易于机械化,缩短工期。
【关键词】胶凝砂砾石材料 非对称溢流坝 材料分区 碾压施工 顺江堰引水枢纽中图分类号:TV45:TV641 文献标识码:H 文章编号:2095 - 1809(2019)03 -0034 -041工程概况顺江堰引水枢纽位于都江堰外江灌区西河38 + 450桩号,该枢纽除向顺江堰支渠直灌213.33hm 2 水外,还向通济堰3.47万hm 2水,担下游电站、灌区的人畜饮水及环境用水%设 水流量为35. 0m 3/s ,工程别为川等,主要建筑物工程级别为3级,要建筑物工程级别为4级,临 工程建筑物为5级%设计洪水标准为30年(P = 3.33%) 一遇3960m 3/s ;校核洪水标准为50年(P= 2% ) 一遇4450m 3/s ;消能防冲洪水标准为30年(P =3.33%)%原工程为闸坝结合,泄洪冲沙闸、进水闸采用条预 砌筑,条 重风化,闸 锈蚀、启 设备老化,闸房破旧;挡水溢流坝采用坝,坝为浆砌大卵石结构%由于工程建设年代久,标 低,受水毁影响严重,坝体裂缝,重安全隐患,必 行拆除重建。
该 纳入都江堰灌区续建 与节水改造 %重建的 水枢纽中,泄 冲沙闸、 水闸采体结构,挡水溢流坝采重式结构,枢纽布置及坝体剖面分别见图1及图2 %图1顺江堰引水枢纽平面布置2019.No.3四川水利・35・图2顺江堰溢流重力埋石坝典型剖面2顺江堰枢纽溢流堰采用胶凝砂砾石坝的性分析胶凝砂砾石坝(CSGR)是由中国水利水电科学研究院自主研发的新型坝,介于混凝土坝(含碾压混凝土坝)和土石坝之间,其筑坝材料是的工程现场不筛分不水洗的砂、砾、石料,通过拌合、摊铺、振动碾压后形成的具备一定强度和抗剪性能的材料,最大粒径可达150mm%顺江堰引水枢纽溢流坝的设计中,可研阶段原坝体采用C20埋石混凝土,初设阶段为积极推行新材料、新技术、新工艺的,经分析该坝具备选择胶凝砂砾石坝(CSGR)坝型的条件%2.1地质条件根据现场地勘资料,顺江堰坝基主要为砂砾卵石,砾卵分主要为花岗岩、岩、灰岩、白云岩等,呈圆状至亚圆状,质地坚硬,粒径一般10mm〜100mm%骨架孔隙间充填中细砂,成分以石英、长石和岩屑为主,含少量的云母。
守口堡水库胶凝砂砾石坝设计Shoukoubao reservoir cementing rockfill dam design Sh k b i i kfill d d i山西省水利水电勘测设计研究院Sh i H d l t i I ti ti D i I tit tShanxi Hydroelectric Investigation&Design Institute2014.10Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute前言胶凝砂砾石坝是近年来出现的一种较为经济、施工简便且地基适应性强的新坝型。
目前,国外已建成10余座胶凝砂砾石坝,主要分布在法国、希腊、日本和土耳其等国家;国内福建、贵州、四川等地有一些临时围堰工程应用,但尚无永久工程应用实例。
守口堡水库胶凝砂砾石坝是我国第一个永久性工程,目前正在建设中。
守口堡水库位于山西大同阳高县黑水河上游,水库总库容980万m 3,兴利库容423万m 3,属小(1)型水库,工程等别为Ⅳ等。
采用胶凝砂砾石筑坝,坝顶长366m,最大坝高64.6m,坝体中部设置溢流表孔和冲沙泄洪底孔。
Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute守口堡水库枢纽布置Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute守口堡水库枢纽效果图Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute建坝条件⏹水库坝址区属U型河谷,河谷宽约220m,地面高程1204~1210m,地形较平坦,场地开阔,施工条件好,有利于施工布置和大型机械作业。
⏹从坝轴线工程地质条件来看,基岩覆盖层厚度6~19.5m,基岩埋深较浅;坝基强风化层厚度0.9~5m,厚度不大;坝基无软弱夹层和大断裂发育,不存在深层滑动和浅层滑动问题。
⏹水库坝址区砂砾料储量丰富,河谷地形开阔,开采条件好。
有用层储量100万m 3,其中粗骨料64万m 3,细骨料36万m 3。
水上60万m 3,水下40万m 3。
Shanxi Hydroelectric Investigation&Design InstituteShanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute材料试验⏹试验内容:主要进行了原材料强度、胶凝砂砾石配合比、胶凝砂砾石强度、用水量与强度关系、富浆胶凝砂砾石防渗和抗冻性能、保护层和垫层胶凝砂砾石性能、胶凝砂砾石抗剪断等试验。
⏹主要试验结果:采用的水泥用量为50kg/m3,粉煤灰用量为40kg/m3,外掺25%(原砂砾石料重量比)的开挖料,最粗、平均、最细级配砂砾石料经过外掺后,在施工适宜的用水量范围内(90~127kg/m3),胶凝砂砾石强度均满足设计要求。
级配类别配合比材料用量(kg/m3)抗压强度(Mpa)180d龄期用水量水泥粉煤灰砂砾石料外掺石料最粗级配90~11150401830~1870450~47012.5~13.7平均级配101~1181800~1840440~4709.4~13.9最细级配108~1271790~1830440~4609.3~12.2Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute生产性试验试验主要内容:1、确定外掺石的粒径范围及掺量;2、验证室内配合比的适应性,确定施工配合比;3、验证胶凝砂砾石专用拌和系统的拌和质量、生产能力及稳定性;4、确定不同环境下胶凝砂砾石拌和物的初凝时间;5、确定不同环境下胶凝砂砾石拌和物的暴露最长允许历时;6、确定坝体填筑的施工参数和施工工艺;7、确定填筑最大仓面;8、确定上下游边坡的固坡工艺。
Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design InstituteShanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute坝体布置及断面设计⏹胶凝砂砾石坝按挡水坝段、溢流坝段、底孔坝段布置,最大坝高61.6m,坝顶宽6m。
⏹挡水坝段上、下游坝面坡比均为1:0.6。
⏹溢流坝段为开敞式溢流堰,设6孔溢流表孔,每孔净宽9.0m,下游采用挑流消能方式。
⏹底孔坝段孔口尺寸为4.0×4.8m,进口设事故检修门,出口设弧形工作门,下接挑流消能工。
坝体材料分区⏹大坝主体为胶凝砂砾石,上下游防渗保护均采用常态混凝土。
⏹坝体材料分为五个区,Ⅰ区为坝体下游表面混凝土保护层;Ⅱ区为上游坝体表面混凝土防渗层;Ⅲ区为垫层混凝土;Ⅳ区为坝体内部胶凝砂砾石;Ⅴ区为泄洪冲沙底孔和表孔周边抗冲磨混凝土。
Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design InstituteShanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design InstituteShanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design InstituteShanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design InstituteShanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute稳定及应力计算⏹守口堡胶凝砂砾石坝进入详细设计阶段时,国内尚无胶凝砂砾石坝稳定及应力计算的技术标准。
为此,设计时,我院和中国水利水电科学研究院根据胶凝砂砾石的材料特性,以及碾压混凝土重力坝、混凝土面板堆石坝、碾压土石坝等计算方法分析对比,就胶凝砂砾石坝的计算方法进行了探索和研究,并借鉴国外胶凝砂砾石坝的设计经验,确定采用刚体极限平衡法进行坝体抗滑稳定计算、材料力学法进行坝体应力计算,这与今年颁布的《胶结颗粒料筑坝技术导则》规定(SL678-2014)相一致。
⏹考虑胶凝砂砾石的长期耐久性研究尚无成熟的结论,而胶凝砂砾石坝是一种新的坝型,缺乏足够的实践经验,为保障长期安全性,适当提高了守口堡胶凝砂砾石坝稳定控制标准。
也就是在《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)规定的基础上,适当提高了安全系数取值。
Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute坝体防渗根据国内外胶凝砂砾石试验结果,胶凝砂砾石筑坝材料的抗渗透溶蚀性能和抗冻融性较差,而守口堡水库位于严寒地区,防渗体和保护层的设置是必要的,国外现有的胶凝砂砾石坝均采用常态混凝土面板防渗。
守口堡胶凝砂砾石坝比较了常态混凝土面板和二级配变态碾压混凝土两种防渗形式。
常态混凝土面板和二级配变态碾压混凝土均可作为防渗体,只是常态混凝土水泥用量大,为防止裂缝需在表面铺设温度钢筋,而变态混凝土水泥用量较小,无需设温度筋,施工相对简单,但碾压需要的厚度要大很多,混凝土用量大;综合比较后,设计选用常态混凝土防渗,上游防渗面板厚1.5m,同时考虑了抗冰冻的保护要求。
Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute坝体分缝与排水⏹为了降低坝体内的扬压力,减小渗水对胶凝砂砾石坝体的不利影响,在靠近坝体上游面防渗层后布设排水管,至基础廊道。
排水管采用PE 花管,管径150mm,间距3m。
⏹由于胶凝砂砾石坝胶凝材料少,水化热低,参考国外已建工程经验,坝体胶凝砂砾石未设横缝,只在上游防渗层和下游保护层设伸缩缝,沿坝轴线方向每15m设置一道,坝上游横缝内设两道止水,一道铜片、一道橡胶止水。
下游水位以下横缝内设一道橡胶止水。
Shanxi Hydroelectric Investigation &Design Institute Shanxi Hydroelectric Investigation & Design Institute大坝建基面的设置《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)规定,坝高50~100m时,大坝建基面可在微风化至弱风化中部基岩上。
考虑守口堡胶凝砂砾石坝坝体断面大,基底应力小,对坝基要求相对降低,将大坝建基面放置在弱风化顶部。
这充分体现了胶凝砂砾石坝的适应能力,也与导则的规定相一致。
基础垫的设基础垫层的设置基岩和胶凝砂砾石坝属于两种不同的介质,二者之间需要设置一个过渡层来调整两种介质的性能差异。
参考国外已建工程做法,在建基面上铺设一层富胶凝砂砾石作为介质过渡垫层。