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浅析土石坝防渗体构成及土质要求

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201 3年第04期 吉林农业 N0.04.2013 (总第301期) JILIN AGRICULTURE (CumulativetyNO.30 1) 浅析土石坝防渗体构成及土质要求 宋艳娟 (吉林省沙河水库管理局,吉林舒兰132600) 摘要:水利工程项目中,土石坝是经常见到的工程之一, 是水利工程重要的组成部分,在防洪防汛、保障水利设施及水利安全 方面起着重要的作用,所以有必要对土石坝进行全面的了解, 以便在建设、维护、保养等方面做好胸有成竹,有备无患。 关键词:防渗体;混凝土 中图分类号:TV543 文献标识码:A 文章编号:1674—0432(2013)一04—0269—1 土石坝主要由防渗体、排水设施、护坡、坝顶等部位的构 力后更容易变形,因此斜墙后的过渡层的要求应适当高一些,且 成,其中防渗体是很重要的组成部分。 常设置为两层。斜墙与保护层之间的过渡层可适当简单,当保护 1防渗体 层的材料比较合适时,可只设一层,有时甚至可以不设保护层。 1.1土质心墙 1.3非土料防渗体 土质心墙位于土石坝坝体断面的中心部位,并略为偏向上 非土料防渗体,也称人工材料防渗体。主要包括沥青混凝土 游,有利于心墙与坝顶的防浪墙相连接;同时也可使心墙后的坝 或钢筋混凝土做成的防渗体。 壳先期施工,坝壳得到充分的先期沉降,从而避免或减少坝壳与 沥青混凝土防渗体。沥青混凝土具有较好的塑性和柔性,渗 心墙之间因变形不协调而产生的裂缝。 透系数很小,约为1×10~~1×10 。am/s,防渗和适应变形的能力 心墙的厚度应根据土料的容许渗透坡降来确定,保证心墙在 均较好;产生裂缝时,有一定的自行愈合的功能:施工受气候的影 渗透坡降作用下不至于被破坏,有时也需考虑控制下游浸润线的 响小,是一种合适的防渗材料。沥青混凝土可以作成心墙,也可以 要求。轻壤土的容许渗透坡降为3~4,壤土为4~6,粘土为6~8 作成斜墙。沥青混凝土心墙不受气候和日照的影响,可减少沥青的 心墙项部的水平宽度不宜小于3m,心墙底部厚度不宜小于作用水 老化速度,对抗震也有利,但检修困难。沥青混凝土心墙底部厚度 一头的1/4。心墙的两侧坡度一般在1:0.15~1:0.32_间,有些两侧 般为坝高的1/40 ̄1/60,且不少于0.4m.项部厚度不少于0.3m, 坡度可达1:0.4~1:0.5。 心墙两侧应设置过渡层。沥青混凝土斜墙铺筑在厚l ̄3cm的、由碎 在正常运用情况下,心墙顶部的高程应不低于上游设计水位 石或砾石作成的垫层和3 ̄4cm厚的沥青碎石基垫上,以调节坝体变 0.3~O.6m:在非常运用情况下,心墙顶部的高程应不低于非常运 形。沥青混凝土斜墙一般厚20cm,分层铺填碾压,每层厚3 ̄6cm, 用情况下的静水位:对设有可靠的防浪墙的土坝,心墙顶部的高 沥青混凝土斜墙上游侧坡度不应陡与1:1.6~l:1.7。 程也应不低于正常运用情况下的静水位。 钢筋混凝土防渗体。钢筋混凝土心墙已较少使用。钢筋混 心墙顶部与坝顶之间应设置保护层,以防止冻结、干燥等因 凝土心墙底部厚度一般为坝高的1/2O~1/40,顶部厚度不少于 素的影响,并按结构要求不小于lm,一般为1.5~2.5m。 0.3m,心墙两侧应设置过渡层。钢筋混凝土面板一般不用于以砂 心墙与坝壳之间应设置过渡层。过渡层的要求可以比反滤 砾石为坝壳材料的土石坝,因为土石坝坝面沉降大,而且不均 层的要求低,一般采用级配较好的、抗风化的细粒石料和砂砾石 匀,面板容易产生裂缝。钢筋混凝土面板主要用于堆石坝中。 料。过渡层除取一定的反滤作用外,主要还是为了避免防渗体与 2坝体各部分对土料的要求 坝壳两种刚度相差较大的土料之间刚度的突然变化,使应力传递 均质坝。要求渗透系数不大于1×10-4cm/s;要求粒径小于 均匀,防止防渗体产生裂缝,或控制裂缝的发展。心墙与坝基及 0.O05mm的颗粒的含量不大于40%,以小于30%,一般为10% ̄30%宜; 两岸必须有可靠的连接。对土基,一般采用粘性土截水墙;对岩 有机质含量(按质量计)不大于5%,常用的是砂质粘土和壤土。 基,一般采用混凝土垫座或混凝土齿墙。 心墙坝和斜墙坝的坝壳。坝壳填料应使坝体具有足够的稳 1.2土质斜墙 定性、较高的强度,并具有良好的排水性。砂、砾石、卵石、漂 土质斜墙位于土石坝坝体上游面。它是土石坝中常见的又一 石、碎石等无粘性土料,料场开采的石料、开挖的石渣料,均可 种防渗结构。填筑材料土土质心墙材料相近。斜墙的厚度应根据 作为坝壳填料。 土壤的容许渗透坡降和结构的稳定性两方面来确定,有时也需考 均匀的中砂、细砂及粉砂,不均匀系数=1.5~2.6时,极易发 虑控制下游浸润线的要求,以及渗透流量的要求。斜墙顶部的水 生液化破坏,因此只可用于中、低坝坝壳的干燥区,但不宜用于 平宽度不宜小于3m;斜墙底部的厚度应不小于作用水头的1/5。 地震区域的坝。 在正常运用情况下,斜墙顶部的高程应不低于上游设计水位 防渗体。一般要求渗透系数不大于1×10一am/s,与坝壳材 o.6~0.8m;在非常运用情况下,斜墙顶部的高程应不低于非常 料的渗透系数之比不大于1/1000;水溶盐含量应小于3%,有机质 运用情况下的静水位;对设有可靠的防浪墙的土坝,斜墙项部的 含量应小于1%。用于填筑防渗体的砾石土,粒径大于5mm的颗粒 高程也应不低于正常运用情况下的静水位。斜墙顶部与坝顶之间 含量不宜超过50%,最大粒径不宜大于150mm或铺填厚度的2/3, 应设置保护层,以防止冻结、干燥等因素的影响,并按结构要求 0.075mm以下的颗粒含量不应小于15%,填筑时不得发生粗料集中 不小于1m,一般为1.5~2.5m。斜墙及过渡层的两侧坡度,主要 架空现象。 取决于土坝稳定计算的结果,一般外坡应为1:2.O~1:2.5,内坡 排水体。采用具有较高抗压强度,良好的抗水性、抗冻性和 为1:1.5~1:2.0。斜墙的上游侧坡面和斜墙的顶部,必须设置保 抗风化性的块石。块石料重度应大于22kN/m。,岩石孑L隙率不应大 护层。其目的是防止斜墙被冲刷、冻裂或干裂,一般用砂、砂砾 于3%,吸水率(按孔隙体积比)不应大于0.8:块石料饱和抗压强 石、卵石或碎石等砌筑而成。保护层的厚度不得小于冰冻和干燥 度不应小于30MPa,软化系数不应大于0.75~O.85。 深度,一般为2~3m。斜墙与坝壳之间应设置过渡层。过渡层的作 作者简介:宋艳娟(1972一),女,大专,就职于吉林省沙河 用、构造要求等与心墙与坝体间的过渡层类似,但由于斜墙在受 水库管理局,从事水利工程建筑与管理工作。 JILIN AGRICULTURE 269 

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