土石坝细部构造设计及土料的选择.doc

土石坝细部构造设计及土料的选择根据坝体各部分的工作条件，合理的选择性能相应的石料布置区域。土石坝的构造主要包括坝顶、护坡、防身体、排水体。1、坝顶为了防止渗体干裂和雨水冲蚀，满足维护和防汛要求，坝顶应做护面。护面宜为柔性的，以适应坝顶变形和及时发现坝体裂缝。护面多采用密实的砂砾石、沥青碎石等，坝顶高程为181.8m。为排出雨水，坝顶应做成向两侧或一侧的横坡，坡度为2%3%，本设计采用3%。坝面末端设纵向排水沟，以汇集坝顶雨水，排水沟尺寸为0.20.2m。坝顶上游 设置防浪墙高程为183m。防浪墙用浆砌石建造，墙高1.2m。坝顶下游侧设边石，边石采用浆砌石修筑，厚0.4 左右，坝面高出路面约0.2m，边石内每隔70m设排水孔，以将坝顶排水沟内汇集的雨水经坝面排水沟排至下游。祥图见图61。 图1坝顶细部构造 2、护坡土石坝的上游面要承受波浪淘刷，冰层和漂浮物的撞击，顺坡水流的冲刷等破坏作用。下游坝面受雨水，大风，冻胀干裂，尾水部位的风浪，冰层，动植物等的破坏作用。因此上下游坝面都应设置护坡。护坡范围：上游坝面护至坝底，下游坝面需全部护砌，由坝顶护至排水体顶部。（1） 上游护坡：上游采用浇混凝体防冲板护坡。迎水面护坡混凝土板厚0.3m。护坡下设垫层分别为0.3m厚的碎石和0.3m厚的砂砾石。护坡在底部和马道处应适当加厚 ，并嵌入坝体或坝基。见图6-2. 图2上游混凝土护坡（单位CM）（2）下游护坡下游护坡采用干砌石，厚度为0.4m,下面设厚度为0.3m的碎石垫层，护坡范围至排水体顶。见图6-3。 图3下游干砌石护坡（3）坝面排水为防止雨水冲刷，下游坝面应设置纵横连接的排水沟，沿坝体与岸坡结合处，也设置排水沟以拦截山坡上雨水，纵向排水沟沿马道内侧布置，用浆砌石做成梯形。横向排水沟每隔100米设一条。见图6-4。 马道 图4坝排水体平面图3、 排水体 排水体设置土石坝防渗后仍有一定量的渗水,故在坝体下游部分还必须设置排水设备,其作用是控制和引导渗流安全地排水出坝外,降低坝体浸润线及孔隙水压力,增强坝 坡稳定,保护下游坝坡免受冻胀破坏.排水体由块石及其反滤层组成,要求其具有充分的排水能力,不堵塞,以保证在任何情况下都能自由地向下游排出全部渗水，块石与坝体,坝基结合处的反滤层应安全可靠,以保证坝体和坝基不发生渗透破坏,并应便于观测和坡度修.其常见坝体排水型式有:贴坡排水,棱体排水,褥垫排水,管网式排水及综合排水.综合考虑本设计采用棱体排水. 棱体排水可降低坝体浸润线防止坝坡冻胀,保护坝脚免受尾水淘刷.且对坝坡有支撑作用,增强坝坡稳定性,是一种可靠有效应用广泛的排水型式.而且其石料用量大,本地区石料丰富,恰好适用,节约造价.本项目下游坡脚用块石堆成棱体，棱体顶应高出下游水位超出高度应波浪爬高，且对于级坝应不小于1.0m并应保证坝体浸润线位于下游坝面冻层以下。本项目取110m。棱体内坡由于施工条件确定坡度为1：1.5。外坡为1：2.0.具体见图54、坝体与坝基防渗设计本设计采用沥青混凝土斜墙,将其布置于剖面偏上游处.沥青混凝土材料渗透系数小,容易满足防渗要求,但其抗剪强度低,施工受气候影响大,采用薄心墙式.墙顶高程为181,考虑机械施工要求,墙顶厚度为1m.顶部保护层厚度为1.5,大于当地多年平均最大冰冻厚度1m.两侧边坡取1:2.5，1：2.0。坝基设混凝土防渗墙，厚度1m.5、土石坝土料的选择土石坝是就地取材的建筑物。筑坝地点大都贮藏着几种土料，因此选择一种或几种土料作为筑坝材料，是设计土坝的一个重要组成部分。根据坝体各部位不同的工作条件，合理选择性能相近的土石料及布置组成，不同的部位对土石料的选择及布置有不同要求。5.1 坝壳对土石料要求 填筑坝壳的土石料，应具有较好的透水性，以减少坝体内孔隙压力和渗透力 具有较高的抗剪强度，以减少坝体工程量。 具有一定的抗渗稳定性，不易发生管涌，土石料级配要求好，不均匀系数宜大些。 应具有较好的抗震稳定性，不易遇震发生液化。基于上述要求，坝壳材料采用石渣料。5.2防渗体对土石料的要求 应具有一定的不透水性，要求渗透系数Kcm/s。 应具有一定的可塑性，以适应坝身和坝基的变形而不致产生裂缝。 有机质含量2（按重量计）；水溶盐含量 3基于以上要求，本设计防渗体采用沥青混凝土，混凝土标号为5.3 排水设施和护坡的结构布置 用于排水设施和护坡的石料，应具有较高的抗压强度、良好的抗水性、不易溶蚀，并具有抗冻融性和抗风化性。饱和抗压强度应不小于40或50，软化系数（饱和抗压强度与干抗压强度之比）不小于0.75或0.85，岩石孔隙率不大于3，吸水率（按孔隙体积比计算）不大于0.8，容重应大于22，可采用块石、碎石和砾石。 基于上述要求，排水设施采用棱体排水，护坡采用干砌石。5.4 反滤层的结构布置 反滤层应具备以下要求： 未经风化与溶蚀，而且坚硬，密实，耐风化以及不易被水溶解； 透水性很