重庆马家沟水库工程石屑坝工程设计

重庆马家沟水库工程石屑坝工程设计

1沥青混凝土心墙工程重庆马家沟水库的库址为浅“v”型，两岸地形基本对称。岸壁角度为15-20。水库位于侏罗系中系室田沟群地层中，以砂质粘土岩为主，砂岩透镜体少量，两侧相对稳定。为了充分利用当地材料,加快工程进度,节省工程投资,采用了沥青混凝土心墙石碴坝。坝顶长267.6m,宽9m,坝顶高程252m,建基面高程214m,最大坝高38m。石碴坝防渗体由沥青混凝土心墙和基础帷幕灌浆共同组成。2水库的规模和结构2.1上、下游变坡地石碴坝上游坝坡1∶2.5～1∶2.75～1∶3.0,下游坝坡1∶2.0～1∶2.5～1∶2.5,上、下游变坡处各设一级马道,马道宽2m。石碴坝坝顶宽度,按通车要求取9m,坝顶高程252m,最大坝底宽199.34m,大坝建基面高程214m,最大坝高38m。2.2心墙与坝基基岩连接石碴坝防渗体由沥青混凝土心墙和基础帷幕灌浆共同组成。心墙轴线布置在坝轴线的上游,与坝轴线相距2m,帷幕灌浆轴线布置在心墙的上游,与心墙轴线相距0.3m。心墙与坝基基岩连接通过齿墙,将沥青混凝土心墙与基础帷幕灌浆连成防渗整体。沥青混凝土心墙厚0.5m,齿墙底宽1.5m,厚2m。为了使心墙与坝基及岸边混凝土结合良好,采取扩大断面方法。心墙与岸坡基岩连接,心墙厚度局部加厚,接触面作成弧形,接缝内设止水铜片,为了加强连接处的防渗作用和适应变形能力,混凝土面上设冷底子油和2cm厚沥青玛蹄脂。沥青混凝土心墙与岸坡及坝基连接如图2,图3。3主要材料的选择和资源参数的控制3.1坝壳、砂坝石框料根据料场调查结果,坝址附近有储量丰富的砂质泥岩,可开采作为石碴料筑坝。上游坝壳石碴料采用弱风化或新鲜砂质泥岩,下游坝壳石碴料采用强、弱风化砂质泥岩。根据现场碾压实验和渗流实验确定的设计填料密度和渗透性控制参数见表1。3.2心墙是沥青路的混凝土3.2.1细骨料和超径料沥青:选用《重交通道路石油沥青技术要求》中的AH-70标号。粗骨料:指粒径为2.5～20mm的矿料。采用石灰岩轧制的碎石加工而成。细骨料:指粒径为0.074～2.5mm的矿料。采用石灰岩轧制的碎石加工而成,筛出粒径大于2.5mm的超径料。填充料:指粒径在0.074mm以下的极细的矿料,选用石灰岩粉。3.2.2沥青混凝土配合比设计使用沥青混凝土必须注意有关技术问题。沥青混凝土的各项技术指标,经常是互相矛盾的。例如要求沥青混凝土的抗渗性、柔性、耐久性好,就要多用沥青;而沥青用量过多,其热稳定性和强度将降低。因此在配合比设计中,必须根据实际要求,通过实验,合理选择组成材料的种类和用量,力求妥善解决热稳定性和耐久性等之间的矛盾。配合比实验指室内实验和现场铺设实验。本次设计参照类似工程拟定了沥青混凝土配合比参数,见表2。工程施工时已通过工地室内实验和现场铺设实验确定了沥青混凝土现场施工配合比参数,其与设计的配合比参数有微小差别。3.2.3材料的选择由于心墙两侧过渡层的作用是避免防渗体与坝壳两种刚度相差较大材料之间的突然变化,使应力传递均匀,防止防渗墙发生裂缝。因此设计时选择了致密、坚硬的灰岩做过渡层,并且要求级配良好,最大粒径小于80mm。过渡层的厚度根据坝壳材料、坝高而定,取2m。4沥青混凝土施工前准备工作石碴料的压实,必须按实验确定的铺土厚度,压实机械的类型和重量,碾压遍数以及规定的含水量等情况进行。沥青混凝土在施工前,应对沥青材料、粗细骨料及矿粉进行物理力学性能测试,并进行现场摊铺试验,确定最终施工配合比。在日平均气温低于5°C的低温季节或气温虽高但风速过大时不应施工沥青混凝土。大坝基础开挖完成后,应采用震动碾对上下游覆盖层基础进行充分碾压,直至覆盖层基本不在下沉,碾压遍数不小于10遍。5应用前景分析沥青混凝土心墙在马家沟水库工程中成功应用,分析结果表明,沥青混凝土心墙具有防渗性能高(渗透系数一般小于10-7～10-8cm/s),适应