4部分碾压式土石坝设计10

本文格式为Word版，下载可任意编辑——4部分碾压式土石坝设计10章碾压式土石坝设计章碾压式土石坝设计考试大纲纯熟掌管筑坝材料选择与填筑标准纯熟掌管坝体布局设计坝体材料分区坝坡防渗体选择反滤与过渡层设计坝体排水及构造要求纯熟掌管根基处理设计砂砾石坝基渗流操纵易液化土软粘土和湿陷性黄土坝基处理掌管坝体与坝基岸坡及其他建筑物的连接设计掌管坝的渗流渗透稳定及坝坡稳定计算掌管混凝土面板堆石坝断面设计及周边和板间接缝止水构造设计了解碾压式土石坝安好监测设计了解碾压浇筑式沥青面板与心墙设计了解分期施工和扩建加高设计考试大纲第四章碾压式土石坝设计第一节第一节筑坝材料选择与填筑标准一筑坝土石料选择应遵循的原那么1具有或经过加工处理后具有与其使用目的相适应的工程性质2石料的工程性质在长时期内保持稳定3就地就近取材裁减弃料少占或不占农田并优先考虑枢纽建筑物开挖料的利用4便于开采运输和压实二各种筑坝材料的选择标准及其填筑标准1防渗体1防渗土料的选择标准渗透系数均质坝不大于1104cms心墙和斜墙不大于1105cms水溶盐含量含量不大于3有机质含量均质坝不大于5心墙和斜墙不大于2超过此规定需举行论证有较好的塑性和渗透稳定性浸水与失水时体积变化小二各种筑坝材料的选择标准及其填筑标准2砾石土防渗体砾石土或称砾石粘性土是一种含有相当多粗砾土粒径大于5mm也含有确定数量淅沥土粒径小于5mm的混合料其中粒径大于5mm的颗粒含量不宜超过50最大粒径不宜大于150mm或铺土厚度的230075mm以下的颗粒含量不应小于15并且在填筑时不允许发生粗料集中架空的现象实践证明级配优良的砾石土压实性好抗剪强度高压缩性低便于施工是一种优良的筑坝材料二各种筑坝材料的选择标准及其填筑标准3其他防渗土料一般处境下塑性指数大于20和液限大于40的冲积粘土膨胀土开挖压实困难的干硬粘土冻土分散性粘土等不宜作为坝的防渗体填筑料务必采用时应根据其特性采用相应的措施二各种筑坝材料的选择标准及其填筑标准2坝壳料应具有对比高的强度要求具有良好的排水性能砂砾石卵石漂石碎石等无粘性土料以及料场开采的石料和开挖的石渣料均可用作坝壳材料但应根据其性质配置于坝壳的不同部位二各种筑坝材料的选择标准及其填筑标准3反滤料过滤料及排水材料1反滤料过滤层料和排水体料应采用质地致密坚硬具有高度抗水性和抗风化才能的材料风化料一般不能用作反滤料2材料应具有要求的级配和透水性其中反滤料和排水体料中粒径小于0075mm的颗粒含量应不超过53宜尽量利用自然砂砾料筛选当缺乏自然砂砾料时亦可人工轧制但应选用抗水性和抗风化才能强的母岩材料43级低坝经过论证可采用土工织物作为反滤层三各种筑坝材料的填筑标准1填筑标准应根据各种因素综合研究确定2含砾和不含砾的粘性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计操纵指标设计干密度应以击实最大干密度乘以压实度求得三各种筑坝材料的填筑标准粘性土的压实度应符合以下要求11级2级坝和高坝的压实度应为981003级中低坝及3级以下的中坝压实度应为96982设计地震烈度为8度9度的地区宜取上述规定的大值3有特殊用途和性质特殊的土料的压实度宜另行确定4粘性土的最大干密度和最优含水率应按击实试验方法求取对于砾石土应按SL2371999土工试验规程全料试样求取最大干密度和最优含水率三各种筑坝材料的填筑标准3砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计操纵指标并应符合以下要求1砂砾石的相对密度不应低于075砂的相对密度不应低于070反滤料的相对密度宜为0702砂砾石中粗粒料含量小于50时应保证细料小于5mm的颗粒的相对密度也符合上述要求3地震区的相对密度设计标准应符合SL20397水工建筑物抗震设计模范的规定三各种筑坝材料的填筑标准4堆石的填筑标准宜用孔隙率为设计操纵指标并应符合以下要求1土质防渗体分区坝和沥青混凝土心墙坝的堆石料孔隙率宜为20282沥青混凝土面板坝堆石料的孔隙率宜在混凝土面板堆石坝和土质防渗体分区坝的孔隙率之间选择3采用软岩风化岩石筑坝时孔隙率宜根据坝体变形应力及抗剪强度等要求确定4设计地震烈度为8度9度的地区可取上述孔隙率的小值三各种筑坝材料的填筑标准用孔隙率作为填筑标准有确定困难实际施工时按碾压参数包括碾压设备的型号振动频率及重量行进速度铺筑厚度碾压遍数等及干密度同时控制三各种筑坝材料的填筑标准4粘性土的施工填筑含水量应操纵在最优含水率23范围内5在冬季负气温下填筑时应使土料在填筑过程中不冻结粘性土的填筑含水率宜略低于塑限砂和砂砾料中的细料片面的含水率宜小于4并适当提高填筑密度第其次节节坝体布局设计一坝体材料分区1均质坝分为坝体排水体反滤层和护坡等区2防渗体在上游面时坝体渗透性宜从上游至下游逐步增大防渗体在中间时坝体渗透性宜向上下游逐步增大3当采用风化料或软岩筑坝时坝外观应设养护层其垂直厚度应不小于15m二坝体边坡的选择1均质坝土质防渗体分区坝沥青混凝土面板或心墙坝及土工膜心墙或斜墙坝坝坡可参照已建坝的阅历或近似方法初步拟定最终应经稳定计算确定2当坝基抗剪强度较低坝体不得志深层抗滑稳定要求时宜采用在坝坡脚压戗的方法提高其稳定性3上下游坝坡马道的设置应根据坝面排水检修观测道路增加护坡和坝基稳定等不同需要确定4土质防渗体分区坝和均质坝上游坡宜少设马道5若坝基土或筑坝土石料沿坝轴线方向不一致时应分坝段举行稳定计算确定相应的坝坡三坝顶高程及构造要求1坝顶安好超高坝顶高程拟定参见第一章有关内容2坝顶构造要求1坝顶宽度应根据构造施工运行和抗震等因素确定2坝顶盖面材料应根据当地材料处境及坝顶用途确定宜采用密实的砂砾石碎石单层砌石或沥青混凝土等柔性材料3坝顶面可向上下游侧或下游侧根据降雨强度放坡一般在23之间选择并做好向下游的排水系统4坝顶上游侧的防浪墙应坚忍不透水墙顶应高于坝顶100120m并务必与防渗体精细结合同时设置必要的伸缩缝做好止水四坝体防渗体的选择在土石坝中土质防渗体是应用最为广泛的防渗布局且可用作防渗体的土料范围很广土质防渗体的主要布局形式为心墙和斜墙图411防渗体顶部的水平宽度需要考虑机械化施工的要求不应小于3m土质防渗体顶部在正常蓄水位或设计洪水位以上的超高应按表4121的规定取值心墙和斜墙的顶部以及斜墙的上游侧均应设置养护层以防止冰冻和干裂心墙斜墙与坝壳和截水槽与坝基透水层之间以及下游渗流逸出处都务必设置反滤层四坝体防渗体的选择土质防渗体断面应得志渗透比降下游浸润线和渗透流量的要求土质防渗体的主要布局形式为心墙和斜墙图411心墙和斜墙的厚度抉择于土料的容许坡降在设计中通常采用平均容许坡降Ja作为控制标准它等于最大作用水头H与防渗体厚度T的比值心墙的Ja不宜大于4斜墙的Ja不宜大于5在国内外土石坝的创办实践中厚心墙的底部厚度常取为水头的3050薄心墙的底部厚度取为水头的1520防渗体顶部的水平宽度需要考虑机械化施工的要求不应小于3m四坝体防渗体的选择四坝体防渗体的选择土质防渗体顶部在正常蓄水位或设计洪水位以上的超高应按表4121的规定取值分外运用条件下防渗体顶部不应低于分外运用条件的静水位并应核算风浪爬高高度的影响同时防渗体顶部高程确实定应预留竣工后的沉降超高表421正常运用处境下防渗体顶部超高单位m防渗体布局型式超高防渗体布局型式超高斜墙080060心墙060030五反滤层与过渡层设计1设计原那么1反滤层的作用是滤土排水防止土工建筑物在渗流逸出处遭遇管涌流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷2过渡层的作用是制止在刚度相差较大的两种土料之间产生急剧变化的变形和应力3坝的反滤层务必符合以下要求使被养护的土不发生渗透变形渗透性大于被养护土能通畅地排出渗透水流不致被细粒土淤塞失效五反滤层与过渡层设计2反滤层的级配和层数的计算方法详见碾压式土石坝设计模范附录B3人工施工时水平反滤层的最小厚度可采用030m垂直或倾斜反滤层的最小厚度可采用050mm采用机械施工时最小厚度应根据施工方法确定4假设防渗体与坝壳料之间的反滤层总厚度不能得志过渡要求时可加厚反滤层或设置过渡层5混凝土面板堆石坝的垫层和堆石之间沥青混凝土心墙和坝壳之间均应设过渡层6土质防渗体分区坝坝壳为堆石时过渡层应采用连续级配最大粒径不宜超过300mm顶部水平宽度不宜小于300m采用等厚度或变厚度均可图422型反滤图423型反滤六坝体排水及构造要求坝体排水的作用是操纵和引导渗流降低浸润线加速孔隙水压力消散防止渗流出逸处产生渗透变形并养护下游坝坡免遭冻胀破坏1坝体排水务必得志以下要求应有充分的排水才能以保证自由地向坝外排出全部渗透水应按反滤原那么设计以保证坝体及地基土不发生渗透破坏便于观测和检修2坝体排水有四种常用形式1坝内排水坝内排水又分为竖式排水和水平排水2棱体排水又称滤水坝趾3贴坡式排水又称外观排水4综合型排水六坝体排水及构造要求六坝体排水及构造要求3排水形式的选择务必结合坝基排水的需要及其形式考虑以下处境经技术经济对比确定4均质坝和下游坝壳用弱透水材料填筑的土石坝宜优先选用竖式排水其底部可用褥垫式排水将渗水引出5坝内水平排水设计应遵守的规定6棱体排水设计应遵守的规定7贴坡排水设计应遵守的规定8坝面排水七护坡坝外观为土砂砂砾石等材料时应设特意护坡堆石坝可采用堆石材料中的粗颗粒料或超径石做护坡1护坡的形式厚度及材料粒径2护坡的形式3护坡的厚度和粒径计算4护坡的笼罩面积应按以下要求确定5护坡料与被养护料之间应得志反滤要求并设置排水寒冷地区的粘性土护坡应根据冻胀是否引起护坡变形设置不小于当地冻结深度的防冻垫层第第三节节坝基处理设计一坝基处理的一般要求二砂砾石坝基的处理在砂砾石地基上建坝的主要问题是举行渗流操纵解决手段是做好防渗和排水二砂砾石坝基的处理1垂直防渗1垂直防渗的型式截水槽混凝土防渗墙灌浆帷幕或其组合等2截水槽当坝基砂砾石层不太深厚时截水槽是最为常用而又稳妥稳当的防渗设施一般布置在大坝防渗体底部均质坝那么多设在靠上游13至12坝底宽处横贯整个河床并延迟到两岸2上游防渗铺盖铺盖的作用是延长渗径从而使坝基渗漏损失和渗流坡降裁减至容许范围以内铺盖多在中小工