云南小米田水库碾压式沥青混凝土心墙坝设计

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发布时间：2021-09-05

资料介绍

坝料设计
上游围堰设计与坝体相结合布置，堆石料填筑，
堰体采用黏土心墙防渗。围堰黏土心墙顶宽2．0 m，
心墙边坡1：0．2．心墙两侧设400 g／m 无纺布保护
层，纺布两侧各设1．2 m厚过渡料，过渡料外为堆石
体。
堆石I区位于坝体上、下游侧，采用块石料场爆
破弱风化砂岩料，最大粒径D~=600～800 mm，小于
5 mm的质量分数小于5％～15％，小于0．075 mm 的
质量分数小于5％，级配连续。填筑孔隙率n<20％，干
密度大于2．16 g／cm ，渗透系数>Axl0 cm／s。
下游堆石Ⅱ区位于坝体下游水位以上靠近坝坡
的干燥区．底高程2 285 m，顶高程2 320 m，顶宽4
m，上游坡1：0．3，下游坡1：1．8，采用P1块石料场爆
破弱风化砂泥岩混合料。泥岩的质量分数小于10％，
最大粒径D =600～800 mm，小于5 mm的质量分数
小于5％～15％。小于0．075 mill的质量分数小于5％，
级配连续。填筑孑L隙率n<20％，干密度大于2．16g／cm ，
渗透系数>AxlO cm／s。
2．3 上下游过渡层
上下游的过渡层位于沥青混凝土心墙两侧，压
实后具有变形协调、渗透稳定性。过渡层分I区和
Ⅱ区，水平总宽度3 m，等宽布置，采用块石料场新
鲜岩石经破碎制备。过渡料I区紧临心墙上、下游
两侧布置，宽1．0 in，控制最大粒径Dm~=60-50 mm，
小于5 mm 的质量分数为25％～4O％，小于0．075 mm
的质量分数<5％；过渡料Ⅱ区位于I区两侧，宽2．O
m，控制最大粒径D~=150~130 mm，小于5 mm 的
质量分数为25％一30％，小于0．075 mm 的质量分
数<5％，级配连续。过渡层填筑孔隙率n<19％，干密
度大于2．16 g／cm0。
按照层间关系和应力传递要求确定工程过渡层
厚1 In左右即可满足过渡要求，但实际确定的过渡
层总厚度为3 m，属于较厚的过渡层l1]，是比较利于
现场施工技术和施工条件的。适宜于过滤料与心墙
料同步机械摊铺和碾压，以加快施工速度。
2．4 贴坡排水区
由于坝基下游的砂卵砾石覆盖层级配不良．为
保护覆盖层不发生渗透破坏，在坝后坡脚处设贴坡
排水体，顶高程2 270．00 in，顶宽3．0 in，排水体从上
游至下游依次为反滤层1、反滤层2和卵石抛填区。
反滤料满足坝基排水、滤土要求，反滤层1区粒径要
求O．5～20 mm．级配连续：反滤层2区粒径要求5～
50 mm，级配连续，抛填卵石粒径2O 30 em，填筑孔
隙率n<24％。
3 大坝防渗体设计
3．1 沥青混凝土心墙轴线的确定
通常情况下，心墙布置在坝体横断面的中部．使
心墙两侧受力比较均衡。国内已建成的沥青混凝土
心墙坝资料显示，心墙轴线可与坝轴线重合，亦可位
于坝轴线上游侧，而根据心墙应力状况，大坝运行期
心墙在上游水压力的作用下会产生轴线方向的拉应
力，为减小心墙拉应力，在坝体横断面上可以将心墙
轴线布置在坝轴线上游侧．以增强下游坝壳对心墙
的支撑力Eli。同时考虑心墙防渗体与坝顶防浪墙的
连接，沥青混凝土心墙轴线宜选择在坝轴线上游一
侧l2]。在立面上，目前主要有3种沥青混凝土心墙类
型，分为直立心墙、斜心墙以及下部直立上部倾斜式
心墙。对于直立心墙，通过应力分析，在心墙上部靠
近坝顶1／3一l／4范围内，水库蓄水后会出现剪应力
水平增加，主应力比减小的现象；而斜心墙坝使得施
工难度加大。
本工程位于高地震烈度区(8度设防)．最大坝高
81．35 m，借鉴已建成工程监测资料，本工程沥青混
凝土心墙轴线选择布置在坝轴线上游侧，直立心墙，
与轴线距离2．0m。
3．2 沥青混凝土心墙厚度的确定
心墙的厚度主要取决于坝体高度和坝壳料可能
的变形情况．沥青混凝土心墙的厚度过厚会影响心
墙的应力应变状态，使得沥青混凝土产生裂缝破坏：
过薄会影响心墙自身的稳定，导致沥青混凝土心墙
在坝壳料的挤压作用下产生破坏E引。国内外已建的
许多工程采用底部较厚、顶部较薄的心墙布置形式。
沥青混凝土心墙厚度一般为0．5 1．2 in．中等高度
的坝心墙厚度为O．5～0．8 m．百米级大坝心墙厚度一
般为0．6—1．2 ITI，坝顶部心墙厚度不宜小于0．4 m 底
部心墙厚度宜为坝高的1／70～1／130 E2]。通过与已建
工程类比，本工程心墙按分段等厚设计．心墙顶高程
2 329．50 in，高程2 303．00～2 329．50 In心墙厚度为
0．6 in，高程2 276．50～2 303．00 m心墙厚度为0．8 in，
高程2 250．00—2 276．50 m心墙厚度为1．0 m。
3．3 沥青混凝土心墙与心墙基座的连接
沥青混凝土心墙与坝基和岸坡的连接处需要设
置混凝土基座，使沥青混凝土心墙与坝基防渗体连
接成共同防渗体。基座采用钢筋混凝土结构，布置
在心墙底部，轴线与心墙轴线相同，与心墙共同作
用，形成坝基以上的防渗体。基座按地基允许渗透
比降确定宽度，采用设计水头的10％～20％，本工程
2 290 m 以下高程基座宽度为7 ITI，2 290 m 以上高
程基座宽度为4．5 in，基座厚度为1．5 m，混凝土强度