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土石坝与堤防的构造及作用(004-006)  

2012-03-03 10:26:58|  分类: 他山之石 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2F311012 掌握土石坝与堤防的构造及作用

一、土石坝的类型

土石坝常按坝高、施工方法或筑坝材料分类。

(一)按坝高分类土石坝按坝高可分为低坝、中坝和高坝。我国 《 碾压式土石坝设计规范 》 ( SL 274 2001 )规定:高度在 30m 以下的为低坝;高度在 30 70m 之向的为中坝;高度超过 70m 的为高坝

(二)按施工方法分类按土石坝施工方法可分为碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等。其中碾压式土石坝最常见,它是用适当的土料分层堆筑,并逐层加以压实(碾压)而成的坝。它又可分为三种:

1 .均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳,坝体基本上是由均一的黏性土料(壤土、砂壤土)筑成,如图 2F311012 - 1 ( a )。

2 .土质防渗体分区坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝,即用透水性较大的土料作坝的主体,用透水性极小的黏土作防渗体的坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙,防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝,是高、中坝中最常用的坝型,如图 2F311012 - 1 ( b )、( c )、( d )。

土石坝与堤防的构造及作用(004-006) - 亭湖法杰 - 白云轻飞 QQ:1048639546

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.非土料防渗体坝。防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料(如土工膜)建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝两种,如图 2F311012 - 1 ( e )、( f )。

 

二、土石坝的构造及作用

土石坝的基本剖面是梯形,主要由坝顶构造、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等细部构造组成。

(一)坝顶构造(图 2F311012 2 )

土石坝与堤防的构造及作用(004-006) - 亭湖法杰 - 白云轻飞 QQ:1048639546

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.坝顶宽度。坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。如无特殊要求,高坝可选用 10 15m , 中、低坝可选用 5 10m 。同时,坝顶宽度必须充分考虑心墙或斜墙顶部及反滤层、保护层的构造需要。

2 .护面。护面的材料可采用碎石、砌石、沥青或混凝土,IV级以下的坝下游也可以采用草皮护面。如有公路交通要求,还应满足公路路面的有关规定。作用是保护坝顶不受破坏。为了排除雨水,坝顶应做成向一侧或两侧倾斜的横向坡度,坡度宜采用 2 %一 3 。对于有防浪墙的坝顶,则宜采用单向向下游倾斜的横坡。

3 .防浪墙、坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙,墙基要与坝体防渗体可靠地连接起来,以防高水位时漏水,防浪墙的高度一般为 1 . 0 1 . 2m

(二)防渗体

土坝防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等,设置防渗设施的作用是:减少通过坝体和坝基的渗流量;降低浸润线,增加下游坝坡的稳定性;降低渗透坡降,防止渗透变形。

1 .均质坝。整个坝体就是一个大的防渗体,它由透水性较小的黏性土筑成。

2 .黏性土心墙和斜墙。心墙一般布置在坝体中部,有时稍偏上游并略为倾斜;斜墙布置在坝体的上游,以便于和上游铺盖及坝顶的防浪墙相连接。黏性心墙和斜墙顶部水平厚度一般不小于 3m ,以便于机械化施工。防渗体顶与坝顶之间应设有保护层,厚度不小于该地区的冰冻或干燥深度,同时按结构要求不宜小于 1m

3 .非土料防渗体。非土料防渗体有钢筋混凝土、沥青混凝土、木板、钢板、浆砌块石和塑料薄膜等,较常用的是沥青混凝土和钢筋混凝土

(三)土石坝的护坡与坝坡排水

1 .护坡。土石坝的护坡形式有:草皮、抛石、干砌石、浆砌石、混凝土或钢筋混凝土、沥青混凝土或水泥土等。作用是防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式的破坏。

2 .坝坡排水。除干砌石或堆石护面外,均必须设坝面排水。为了防止雨水冲刷下游坝坡,常设纵横向连通的排水沟。与岸坡的结合处,也应设置排水沟以拦截山坡上的雨水。坝面上的纵向排水沟沿马道内侧布置,用浆砌石或混凝土板铺设成矩形或梯形。坝较长时,则应沿坝轴线方向每隔 50 100m 左右设一横向排水沟,以便排除雨水。

(四)土石坝的排水设施

1 .排水设施。形式有贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水和综合式排水。坝体排水的作用是降低坝体浸润线及孔隙水压力,防止坝坡土冻胀破坏。在排水设施与坝体、土基接合处,都应设置反滤层。其中贴坡排水和棱体排水最常用。

( 1 )贴坡排水。紧贴下游坝坡的表面设置,它由 1 2 层堆石或砌石筑成,如图 2F311012 3 所示。贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点,保证坝体浸润线位于冰冻深度以下。贴坡排水构造简单、节省材料、便于维修,但不能降低浸润线,且易因冰冻而失效,常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。

( 2 )棱体排水。在下游坝脚处用块石堆成棱体,顶部高程应超出下游最高水位,超出高度应大于波浪沿坡面的爬高,并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。应避免棱体排水上游坡脚出现锐角,顶宽应根据施工条件及检查观测需要确定,但不得小于 1 . 0m , 如图 2F311012 4 所示。

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 棱体排水可降低浸润线,

防止坝坡冻胀和渗透变形,保护下游坝脚不受尾水淘刷,多用于河床部分(有水)的下游坝脚处。

2 .反滤层。为避免因渗透系数和材料级配的突变而引起渗透变形,在防渗体与坝壳、坝壳与排水体之间都要设置 2 3 层粒径不同的砂石料作为反滤层。材料粒径沿渗流方向由小到大排列。

 

三、堤防的构造与作用

土质堤防的构造与作用和土石坝类似,包括坝顶、防渗体、护坡、坝坡排水及坝体排水、地基处理等构造。

堤高超过 6m 的背水坡应设戗台,宽度不宜小于 1 . 5m ;风浪大的海堤、湖堤临水侧宜设置消浪平台,其宽度可为波高的 1 2 倍,但不宜小于 3m

城市、工矿区等修建土堤受限制的地段,宜采用浆砌石、混凝土或钢筋混凝土结构的防洪墙,它们与重力坝的构造相似。

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