超高堆石坝工程设计与技术创新.doc.docx

超高堆石坝工程设计与技术创新【摘 要】超高堆石坝经常出现面板受挤压破损、弯曲裂缝以及拉伸裂缝等严重结构性损坏，为改进这种状况，必须做好工程设计和技术创新工作文章针对天生桥石坝工程进行研究，探究了工程设计的特点与技术关键词】超高堆石坝；工程设计；技术创新　　我国自20世纪中叶起，从建成米到310米高的石坝，证明了我国石坝工程建设的巨大进步但是，超高堆石坝工程的建设仍存有很多问题超高面板坝经常受外力挤压和拉伸，造成结构变形超高堆石坝的设计，必须在原有设计原则的基础上，充分考虑它的特殊性，建立专属的设计原则，解决挤压破坏问题改进设计方案和设计技术，需要进行大量的系统研究　　一、超高堆石坝工程概况　　本文以天生桥一级面板堆石坝为研究对象坝高178米，坝顶长为1104米，面板面积是万平方米，石坝填筑量为1800万立方米，水库的总容量是亿立方米右岸的放空隧道与溢洪道构成泄水建筑，泄流量最大分别可达到每秒1766立方米与每秒21750立方米泄水建筑采用挑流消能加护方式提高稳定性坝高、面板面积以及坝体体积处于世界前列，给工程设计和施工技术带来巨大挑战　　二、超高堆石坝工程设计　　第一，主堆石压缩模量值。

控制面板挠度，并减少面板挤压压应变和坝高的平方呈正相关，和堆石压缩模量呈负相关当面板的压应变超过混凝土石坝可承受的最大压应变，面板就会出现破损所以，超高堆石坝面板受挤压变形的可能是存在的测试天生桥一级坝面板的压应变可知，面板临界压应变为900×10-6，但是垂直缝处应力集中，实际压应变值较高垂直缝对面板结构的连续性也有一定破坏，使得应力集中现象加剧在设计时，要充分考虑垂直缝对面板结构的影响面板的挠度和坝高的平方呈正相关，和堆石坝压缩模量呈负相关控制面板的稳定挠度不超过临界挠度，就能有效控制面板压应变值　　第二，主堆石区的宽度为施工方便，一般在坝顶只设主堆石区，在距离坝顶30米以外，设置主次堆石区因水压力产生的面板挠度，受主堆石区的宽度以及次主堆石的压缩模量比影响若模量比是，则分界线应设置在坝轴线上，增加主堆石的压缩模量，保障面板挠度不变当分界线位于坝轴线时，坝体受自身重力影响，主次堆石发生差异沉降，差值与坝高呈正相关受超高石坝高度影响，堆石顶部的上游面极易受力拉伸产生变形，面板顶部甚至会出现裂缝例如，在178米高的天生桥一级坝的垫层料部位，就产生了水平方位的拉伸裂缝它的分界线顶部位于坝轴线上，模量比是。

而分界线倾下游1模量比是的萨尔瓦欣钠坝却没有出现问题所以，可以将主堆石区的宽度进行加宽，减轻面板承受的拉伸力同时，超高堆石坝主次堆石分界线可以采用倾下游的1：　　第三，堆石压缩模量比控制次主堆石的压缩模量比，可以避免垫层料部位因拉伸产生裂缝天生桥一级坝的次主堆石区的压缩量分别是22兆帕和45兆帕，模量比是，主次堆石区分界线位于坝轴线上，垫层料出现了拉伸裂缝；而分析辛戈坝可知，它的次主堆石区的压缩量分别为20兆帕和32兆帕，模量比是，垫料层没有出现拉伸裂缝因此，在设计模量比时，应确定模量比不小于　　第四，蓄水计划水位升到垫层料裂缝出钱，垫层料停止拉伸，就会避免面板与垫层之间产生摩擦力，从而降低面的出现裂缝的可能因此，制定科学的蓄水计划，是降低超高堆石坝出现风险的重要手段　　第五，制定科学的堆石预沉降时间分析实测资料可知，拔钉的徐变沉降量和坝高呈正相关，超高堆石坝的面板在水平方向易出现弯曲裂缝并且裂缝的产生使其为初期，所以在慢板浇筑之前设定科学的堆石预沉降时间，可以避免面板破损目前，我国设定的预沉降时间是3到6个月，平均每月沉降5毫米　　第六，渗流控制要严格控制下游堆石的细料以及细料含量，保障堆石不变形。

垫层料粒中要有35%到50%的颗粒粒径小于5毫米，有5%到8%的颗粒粒径小于毫米为减少细料流失，过渡料和下游堆石中粒径小于5毫米的颗粒含量小于20%；粒径小于毫米的颗粒含量小于5%　　三、技术创新　　增强周边缝止水系统的自愈功能　　对接缝防渗进行科学研究，分析各种止水材料的性能，全面分析接缝位置的受力情况，通过使用底部铜片、橡胶止水带以及无粘性填料，增强止水系统的自愈功能铜止水片能承受较大的切向位移，并且在兆帕水压下不发生绕渗无粘性填料在水流的带动下可以充实周边缝，具有较好的止水功能，并且无粘性填料老化慢，使用周期长接缝设计需要遵循三项原则：第一，混凝土与止水片的粘结力要超过库水压力；第二，止水片尺寸与接缝位移相匹配；第三，高坝需配备自愈系统　　坝体分期填筑，分期蓄水　　在超高堆石坝工程建设完成之前进行分期蓄水，可以对坝体施加预压，有效控制坝体的变形　　创新监测技术　　超高堆石坝工程的施工量大，施工难度系数高，需要全面考虑工程自身特点，完善安全监测项目，使用先进的观测仪器，来检测工程的质量设计初期，在坝体底部埋设水平垂直位移计，测量堆石体的内部位移；在后期，为了观测超高堆石坝工程特有的应以应变与变形，在设计中增加面板脱空观测技术和垫层料坡面裂缝观测技术，选用适宜的观察仪器并进行合理布置；在面板混凝土中埋设钢筋应力计，观测面板的弯矩，对于面板受力机理研究有着重要意义。

　　在坝基面延伸垫层料与过渡料长度　　参照反滤保护的设计原理，将垫层料与过渡料的长度向下游延展，形成的坝基面条带，增强地基的抗渗透能力　　四、结语　　在建设超高堆石坝工程时，合理运用当地软岩料以及建筑物开挖料，分区设计坝体，实现挖与填的平衡，对于节省工程投资具有重要意义在进行大坝渗流控制设计时，科学制定垫层料的级配，使用坝基面设置条带技术提高渗流控制性能此外，在大坝建设中应用到的分期填筑和分期蓄水手段，既可以实现工程的度汛需求，又能够促进企业经济效益快速提高。