本文格式為Word版，下載可任意編輯——4部分碾壓式土石壩設計10章碾壓式土石壩設計章碾壓式土石壩設計考試大綱純熟掌管筑壩材料選擇與填筑標準純熟掌管壩體布局設計壩體材料分區壩坡防滲體選擇反濾與過渡層設計壩體排水及構造要求純熟掌管根基處理設計砂礫石壩基滲流操縱易液化土軟粘土和濕陷性黃土壩基處理掌管壩體與壩基岸坡及其他建筑物的連接設計掌管壩的滲流滲透穩定及壩坡穩定計算掌管混凝土面板堆石壩斷面設計及周邊和板間接縫止水構造設計了解碾壓式土石壩安好監測設計了解碾壓澆筑式瀝青面板與心墻設計了解分期施工和擴建加高設計考試大綱第四章碾壓式土石壩設計第一節第一節筑壩材料選擇與填筑標準一筑壩土石料選擇應遵循的原那么1具有或經過加工處理后具有與其使用目的相適應的工程性質2石料的工程性質在長時期內保持穩定3就地就近取材裁減棄料少占或不占農田并優先考慮樞紐建筑物開挖料的利用4便于開采運輸和壓實二各種筑壩材料的選擇標準及其填筑標準1防滲體1防滲土料的選擇標準滲透系數均質壩不大于1104cms心墻和斜墻不大于1105cms水溶鹽含量含量不大于3有機質含量均質壩不大于5心墻和斜墻不大于2超過此規定需舉行論證有較好的塑性和滲透穩定性浸水與失水時體積變化小二各種筑壩材料的選擇標準及其填筑標準2礫石土防滲體礫石土或稱礫石粘性土是一種含有相當多粗礫土粒徑大于5mm也含有確定數量淅瀝土粒徑小于5mm的混合料其中粒徑大于5mm的顆粒含量不宜超過50最大粒徑不宜大于150mm或鋪土厚度的230075mm以下的顆粒含量不應小于15并且在填筑時不允許發生粗料集中架空的現象實踐證明級配優良的礫石土壓實性好抗剪強度高壓縮性低便于施工是一種優良的筑壩材料二各種筑壩材料的選擇標準及其填筑標準3其他防滲土料一般處境下塑性指數大于20和液限大于40的沖積粘土膨脹土開挖壓實困難的干硬粘土凍土分散性粘土等不宜作為壩的防滲體填筑料務必采用時應根據其特性采用相應的措施二各種筑壩材料的選擇標準及其填筑標準2壩殼料應具有對比高的強度要求具有良好的排水性能砂礫石卵石漂石碎石等無粘性土料以及料場開采的石料和開挖的石渣料均可用作壩殼材料但應根據其性質配置于壩殼的不同部位二各種筑壩材料的選擇標準及其填筑標準3反濾料過濾料及排水材料1反濾料過濾層料和排水體料應采用質地致密堅硬具有高度抗水性和抗風化才能的材料風化料一般不能用作反濾料2材料應具有要求的級配和透水性其中反濾料和排水體料中粒徑小于0075mm的顆粒含量應不超過53宜盡量利用自然砂礫料篩選當缺乏自然砂礫料時亦可人工軋制但應選用抗水性和抗風化才能強的母巖材料43級低壩經過論證可采用土工織物作為反濾層三各種筑壩材料的填筑標準1填筑標準應根據各種因素綜合研究確定2含礫和不含礫的粘性土的填筑標準應以壓實度和最優含水率作為設計操縱指標設計干密度應以擊實最大干密度乘以壓實度求得三各種筑壩材料的填筑標準粘性土的壓實度應符合以下要求11級2級壩和高壩的壓實度應為981003級中低壩及3級以下的中壩壓實度應為96982設計地震烈度為8度9度的地區宜取上述規定的大值3有特殊用途和性質特殊的土料的壓實度宜另行確定4粘性土的最大干密度和最優含水率應按擊實試驗方法求取對于礫石土應按SL2371999土工試驗規程全料試樣求取最大干密度和最優含水率三各種筑壩材料的填筑標準3砂礫石和砂的填筑標準應以相對密度為設計操縱指標并應符合以下要求1砂礫石的相對密度不應低于075砂的相對密度不應低于070反濾料的相對密度宜為0702砂礫石中粗粒料含量小于50時應保證細料小于5mm的顆粒的相對密度也符合上述要求3地震區的相對密度設計標準應符合SL20397水工建筑物抗震設計模范的規定三各種筑壩材料的填筑標準4堆石的填筑標準宜用孔隙率為設計操縱指標并應符合以下要求1土質防滲體分區壩和瀝青混凝土心墻壩的堆石料孔隙率宜為20282瀝青混凝土面板壩堆石料的孔隙率宜在混凝土面板堆石壩和土質防滲體分區壩的孔隙率之間選擇3采用軟巖風化巖石筑壩時孔隙率宜根據壩體變形應力及抗剪強度等要求確定4設計地震烈度為8度9度的地區可取上述孔隙率的小值三各種筑壩材料的填筑標準用孔隙率作為填筑標準有確定困難實際施工時按碾壓參數包括碾壓設備的型號振動頻率及重量行進速度鋪筑厚度碾壓遍數等及干密度同時控制三各種筑壩材料的填筑標準4粘性土的施工填筑含水量應操縱在最優含水率23范圍內5在冬季負氣溫下填筑時應使土料在填筑過程中不凍結粘性土的填筑含水率宜略低于塑限砂和砂礫料中的細料片面的含水率宜小于4并適當提高填筑密度第其次節節壩體布局設計一壩體材料分區1均質壩分為壩體排水體反濾層和護坡等區2防滲體在上游面時壩體滲透性宜從上游至下游逐步增大防滲體在中間時壩體滲透性宜向上下游逐步增大3當采用風化料或軟巖筑壩時壩外觀應設養護層其垂直厚度應不小于15m二壩體邊坡的選擇1均質壩土質防滲體分區壩瀝青混凝土面板或心墻壩及土工膜心墻或斜墻壩壩坡可參照已建壩的閱歷或近似方法初步擬定最終應經穩定計算確定2當壩基抗剪強度較低壩體不得志深層抗滑穩定要求時宜采用在壩坡腳壓戧的方法提高其穩定性3上下游壩坡馬道的設置應根據壩面排水檢修觀測道路增加護坡和壩基穩定等不同需要確定4土質防滲體分區壩和均質壩上游坡宜少設馬道5若壩基土或筑壩土石料沿壩軸線方向不一致時應分壩段舉行穩定計算確定相應的壩坡三壩頂高程及構造要求1壩頂安好超高壩頂高程擬定參見第一章有關內容2壩頂構造要求1壩頂寬度應根據構造施工運行和抗震等因素確定2壩頂蓋面材料應根據當地材料處境及壩頂用途確定宜采用密實的砂礫石碎石單層砌石或瀝青混凝土等柔性材料3壩頂面可向上下游側或下游側根據降雨強度放坡一般在23之間選擇并做好向下游的排水系統4壩頂上游側的防浪墻應堅忍不透水墻頂應高于壩頂100120m并務必與防滲體精細結合同時設置必要的伸縮縫做好止水四壩體防滲體的選擇在土石壩中土質防滲體是應用最為廣泛的防滲布局且可用作防滲體的土料范圍很廣土質防滲體的主要布局形式為心墻和斜墻圖411防滲體頂部的水平寬度需要考慮機械化施工的要求不應小于3m土質防滲體頂部在正常蓄水位或設計洪水位以上的超高應按表4121的規定取值心墻和斜墻的頂部以及斜墻的上游側均應設置養護層以防止冰凍和干裂心墻斜墻與壩殼和截水槽與壩基透水層之間以及下游滲流逸出處都務必設置反濾層四壩體防滲體的選擇土質防滲體斷面應得志滲透比降下游浸潤線和滲透流量的要求土質防滲體的主要布局形式為心墻和斜墻圖411心墻和斜墻的厚度抉擇于土料的容許坡降在設計中通常采用平均容許坡降Ja作為控制標準它等于最大作用水頭H與防滲體厚度T的比值心墻的Ja不宜大于4斜墻的Ja不宜大于5在國內外土石壩的創辦實踐中厚心墻的底部厚度常取為水頭的3050薄心墻的底部厚度取為水頭的1520防滲體頂部的水平寬度需要考慮機械化施工的要求不應小于3m四壩體防滲體的選擇四壩體防滲體的選擇土質防滲體頂部在正常蓄水位或設計洪水位以上的超高應按表4121的規定取值分外運用條件下防滲體頂部不應低于分外運用條件的靜水位并應核算風浪爬高高度的影響同時防滲體頂部高程確實定應預留竣工后的沉降超高表421正常運用處境下防滲體頂部超高單位m防滲體布局型式超高防滲體布局型式超高斜墻080060心墻060030五反濾層與過渡層設計1設計原那么1反濾層的作用是濾土排水防止土工建筑物在滲流逸出處遭遇管涌流土等滲流變形的破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷2過渡層的作用是制止在剛度相差較大的兩種土料之間產生急劇變化的變形和應力3壩的反濾層務必符合以下要求使被養護的土不發生滲透變形滲透性大于被養護土能通暢地排出滲透水流不致被細粒土淤塞失效五反濾層與過渡層設計2反濾層的級配和層數的計算方法詳見碾壓式土石壩設計模范附錄B3人工施工時水平反濾層的最小厚度可采用030m垂直或傾斜反濾層的最小厚度可采用050mm采用機械施工時最小厚度應根據施工方法確定4假設防滲體與壩殼料之間的反濾層總厚度不能得志過渡要求時可加厚反濾層或設置過渡層5混凝土面板堆石壩的墊層和堆石之間瀝青混凝土心墻和壩殼之間均應設過渡層6土質防滲體分區壩壩殼為堆石時過渡層應采用連續級配最大粒徑不宜超過300mm頂部水平寬度不宜小于300m采用等厚度或變厚度均可圖422型反濾圖423型反濾六壩體排水及構造要求壩體排水的作用是操縱和引導滲流降低浸潤線加速孔隙水壓力消散防止滲流出逸處產生滲透變形并養護下游壩坡免遭凍脹破壞1壩體排水務必得志以下要求應有充分的排水才能以保證自由地向壩外排出全部滲透水應按反濾原那么設計以保證壩體及地基土不發生滲透破壞便于觀測和檢修2壩體排水有四種常用形式1壩內排水壩內排水又分為豎式排水和水平排水2棱體排水又稱濾水壩趾3貼坡式排水又稱外觀排水4綜合型排水六壩體排水及構造要求六壩體排水及構造要求3排水形式的選擇務必結合壩基排水的需要及其形式考慮以下處境經技術經濟對比確定4均質壩和下游壩殼用弱透水材料填筑的土石壩宜優先選用豎式排水其底部可用褥墊式排水將滲水引出5壩內水平排水設計應遵守的規定6棱體排水設計應遵守的規定7貼坡排水設計應遵守的規定8壩面排水七護坡壩外觀為土砂砂礫石等材料時應設特意護坡堆石壩可采用堆石材料中的粗顆粒料或超徑石做護坡1護坡的形式厚度及材料粒徑2護坡的形式3護坡的厚度和粒徑計算4護坡的籠罩面積應按以下要求確定5護坡料與被養護料之間應得志反濾要求并設置排水寒冷地區的粘性土護坡應根據凍脹是否引起護坡變形設置不小于當地凍結深度的防凍墊層第第三節節壩基處理設計一壩基處理的一般要求二砂礫石壩基的處理在砂礫石地基上建壩的主要問題是舉行滲流操縱解決手段是做好防滲和排水二砂礫石壩基的處理1垂直防滲1垂直防滲的型式截水槽混凝土防滲墻灌漿帷幕或其組合等2截水槽當壩基砂礫石層不太深厚時截水槽是最為常用而又穩妥穩當的防滲設施一般布置在大壩防滲體底部均質壩那么多設在靠上游13至12壩底寬處橫貫整個河床并延遲到兩岸2上游防滲鋪蓋鋪蓋的作用是延長滲徑從而使壩基滲漏損失和滲流坡降裁減至容許范圍以內鋪蓋多在中小工