土石坝课件土石坝38堆石坝.ppt

Ch3-8 堆石坝,一、 堆石坝的概述,堆石坝以堆石作为支承，而以土、混凝土、沥青混凝土等材料作为防渗体的一种坝型如哥伦比亚的格里拉斯坝(127m)———砾石 委内瑞拉的亚肯布坝（150） ———砾石 罗贡坝（335） ———砾石 美国渥洛维尔坝（236） ———砂卵漂石 中国的石头河坝（105） ———砂砾石,砂砾石如含砾量低（小于50%~60%），砾石不能形成骨架，坝体的强度和稳定由砂控制，渗透系数小——土坝1）按坝高分类 （２）按构造分类： 防渗体 土料 钢砼 沥青砼 木材 钢材 土工膜等 （3）按施工方法分类： 抛填法 碾压法 定向爆破法 （4）按是否过水分类,1 、堆石坝的分类,①土斜墙—上游坝坡由斜墙和保护层的稳定要求来控制，下游坝坡可接近堆石的自然坡,②土心墙—上游坝坡稍缓于堆石的自然坡，下游坡适当放缓，以保稳定,③土斜心墙—可减少心墙内的土拱作用；利于抗震；与岸坡连接复杂,⑤沥青砼面板—上、下游坝坡接近于自然坡；沥青适应变形强，但易老化,⑥沥青砼心墙—心墙产生挠曲变形，因有塑性，不易开裂,⑦砼重力墙—在砼重力墙的上部设置砂砾石滑动楔形体,④钢筋砼面板—上、下游坝坡接近于自然坡；坝的断面较小,２、堆石坝的发展,（1）19世纪中叶至1940年前后为抛填堆石坝时期：堆石的施工主要以抛填为主，辅以高压水枪冲实。

（2）1940~1965年为抛填到碾压堆石坝的过渡阶段：采用土质防渗体的心墙堆石坝和斜墙堆石坝有了比较大的发展 （3）1965年以后是推广应用碾压堆石坝的时期, 尤其是面板坝1993年墨西哥阿瓜密尔帕（187） 1999年建成的广西天生桥一级坝，坝高178m 2009年建成的水布垭工程(233m)---世界最高,振动碾,3 、堆石坝的坝型选择,坝高 筑坝材料 坝址地形地质条件 施工条件 枢纽布置 运行条件 堆石坝和枢纽的总工程量,二、 堆石坝料的工程性质,1 、堆石的岩性 用于碾压堆石坝的石料抗压强度，最低为10~20Mpa，最高达250Mpa，主要介于50~150Mpa工程常以单轴抗压强度与风化系数进行软硬程度和风化程度的分类, 饱和无侧限抗压强度大于或等于30Mpa可认为硬岩 火成岩——花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩 沉积岩——角砾岩、砂岩、白云岩、硅质石灰岩大多数页岩、泥灰岩不易用作堆石材料； 变质岩——大理岩、片麻岩、角闪石片岩是良好的堆石材料绿泥石片岩、滑石片岩等则不是2 、堆石的抗剪强度 影响堆石抗剪强度的因素有：堆石料的岩性、颗粒大小、形状、级配、密度、石料不均匀度和垂直应力的大小。

堆石体的抗剪强度用大型直剪仪、大型三轴仪或大型平面应变仪试验测定 堆石体的抗剪强度，在低法向应力下，一般φ=38°~45°；卵砾石φ=35°~42°,3 、堆石的压实特性 填筑堆石料的压实性能是决定坝坡、防渗体和分区尺寸的重要因素； 国内试验有室内击实试验和现场碾压试验4 、堆石的渗透性 混凝土面板堆石坝除下游堆石区水位以上的坝料外, 要求堆石的渗透性从上游向下游逐渐增大, 并满足水力过滤要求三、 混凝土面板堆石坝,用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，用混凝土面板作防渗体的坝，简称“面板堆石坝”或“面板坝”兴山古洞口 118m,坝面碾压,面板堆石坝的构造:,面板堆石坝的特点 1.坝坡稳定性好，坝体工程量小 浸润线低 抗剪强度高 2.施工速度快、施工导流与度汛方便 受气候条件影响小，施工技术较好； 施工期可直接利用堆石体临时挡水或过水； 易于检查和维修面板堆石坝的设计原则:,1) 应避免分期施工； 2) 应尽量减小堆石体的压缩性； 3) 只要采用适宜的堆石填筑碾压技术，砼面板的应变一般不会太大 4)可减少横缝，并且可取消接缝中的柔性填充材料，以免加大面板沿坝轴线向的位移，减小面板周边缝和受拉区接缝的张开度。

但在靠近两坝端的受拉区范围内，必须设置具有止水的顺坡向伸缩接缝一) 混凝土面板堆石坝的剖面和堆石体设计,1. 坝顶及坝坡 L形钢筋混凝土防浪墙，墙高4~6m, 墙顶高出坝顶1.2m 防浪墙与面板间有良好的止水, 墙底与坝顶连接处的堆石宽度不宜小于9m. 正常运用情况下，高出水库静水位0.5m，非常运用情况下，不低于水库静水位坝坡取决于坝型、坝高和坝体材料的抗剪强度，以及坝址的地震烈度一般采用1:1.3~1:1.4，多数未做稳定分析 江西东津 88.5m,防渗铺盖区① 垫层区② 堆石区③,２.堆石材料分区,３.垫层区 作用：是平整上游坡面，避免面板出现应力集中（要求垫层料的粒径不能过大，而且含有适量的细料）； 能将水荷载引起的变形减至最小限度，以改善面板的受力条件（垫层料应能配良好）； 能发挥一定的防渗作用（垫层满足半透水性） 尺寸：水平宽度不宜小于3m 填筑标准：设计孔隙率17%~18%、施工合格率90%、垫层施工的铺筑厚度一般采用主堆石区铺层厚度一半４.堆石区 石料的要求：低压缩性、高抗剪强度、较好的透水性和耐久性５.面板及防渗结构设计,面板、趾板、趾板地基的灌浆帷幕、周边缝和面板间的接缝止水等构成面板坝的防渗体系。

2）面板 设置垂直缝，双向配筋,1）趾板 作用：保证面板与河床及岸坡间的不透水性连接，同时也作为坝基帷幕灌浆的盖板和滑模施工的起始工作面６.防渗体尺寸和位置,(二) 堆石坝的荷载,1. 荷载 坝体自重 静水压力： 渗透压力： 孔隙水压力： 泥沙压力 浪压力 冻压力 土压力 地震荷载,2. 荷载组合 (1)正常运用条件 正常蓄水位或设计洪水位与死水位之间的各种水位情况； 抽水蓄能电站库水位的经常性水位变化 (2) 非常工作条件 施工期 校核洪水情况 库水位的骤降 正常工作条件遇地震,(三) 堆石坝的稳定分析,堆石坝坝壳何种较大，面板堆石坝堆石体的重量约为水平库水压力的6~7倍； 心墙堆石坝，下游坝壳的重量约为水平库水压力的3~4倍； 堆石体的内摩擦角约为38°~45°，相应的摩擦系数为0.78~1.0 一般可不进行坝坡稳定计算 但对于粘性土斜墙坝，斜墙和保护层的稳定靠土料的抗剪强度，所以必须进行稳定计算，计算方法与斜墙土坝同岩基上的面板式斜墙堆石坝：不作稳定计算,非岩基上的面板式斜墙堆石坝：校核坝体连同地基一起滑动的可能性,土质斜墙，无论是岩基还是非岩基，均应校核上游坝坡的稳定性,心墙坝，无论是岩基还是非岩基，均应校核下游坝坡或下游部分整体的稳定性,四、土质斜墙堆石坝,五、土质心墙堆石坝,墨西哥英菲尔尼罗土心墙堆石坝,塔吉克斯坦的努列克坝,中国的石头河坝,六、其他形式堆石坝,。