【精品课件】堆石坝土石坝的坝型选择

（4）次堆石区
下游次堆石区承受水压力较小，其沉降和变形 对面板变形影响也一般不大，因而对填筑要求 可酌情放宽。石料最大粒径可达1500mm， 填筑层厚1.5～2.0m，用10t振动碾碾压4遍。 下游次堆石区在坝体底部下游水位以下部分， 应采用能自由滤水、抗风化能力较强的石料填 筑；下游水位以上部分，宜使用与主堆石区相 同的材料，但可以采用较低的压实标准，或采 用质量较差的石料，如各种软岩料、风化石料 等。
要求面板具有符合设计要求的强度、不透水性和耐久 性。面板底部厚度宜采用最大工作水头的1%，考虑施 工要求，顶部最小厚度不宜小于30cm。
为使面板适应坝体变形、施工要求和温度变化的影响， 面板应设置伸缩缝和施工缝，如图5-43（b）所示。 垂直伸缩缝的间距，应根据面板受力条件和施工要求 确定。位于面板中部一带，垂直伸缩间距可以取大些， 一般以10～18m为宜，靠近岸坡的垂直缝间距则应酌 情减小。垂直缝宜采用平接（图5-43（c）），不使 用柔性填充物，以便最大限度地减少面板的位移。
（3）主堆石区
主堆石区为面板坝堆石的主体，是承受水 压力的主要部分，它将面板承受的水压力 传递到地基和下游次堆石区，该区既应具 有足够的强度和较小的沉降量，同时也应 具有一定的透水性和耐久性。该区石料应 级配良好，以便碾压密实。主堆石区填筑 层厚一般为0.8～1.0m，最大粒径应不超 过600mm，用10t振动碾碾压4遍以上。
垫层区
垫层上下游之间水平宽度应根据坝高、地 形确定，垫层顶部水平宽度一般可采用 3～4m，向下逐渐加宽。坝高100m以下 的面板堆石坝，为了简化施工也可考虑采 用上下等宽的垫层。
对于周边缝附近的特殊垫层区，可以采用 最大粒径小于40mm且内部稳定的细反滤 料，经薄层碾压密实，以尽量减少周边缝 的位移。
目前，面板堆石坝已成为大坝中一种重要坝型。
面板堆石坝与其他坝型相比有如下主要特 点
1、就地取材，在经济上有较大的优越性，除了 在坝址附近开采石料以外，还可以利用枢纽其他 建筑物开挖的废弃石料；
2、施工渡汛问题比土坝较为容易解决，可部分 利用坝面溢流渡汛，但应做好表面保护措施；
3、对地形地质和自然条件适应性较混凝土坝强， 可建在地质条件略差的坝址上，且施工不受雨天 影响，对温度变化的敏感度也比混凝土坝低得多；
（2）过渡区
过渡区介于垫层与主堆石区之间，起过渡作用， 石料的粒径级配和密实度应介于垫层与主堆石区 两者之间。由于垫层很薄，过渡区实际上是与垫 层共同承担面板传力。此外，当面板开裂和止水 失效而漏水时，过渡区应具有防止垫层内细颗粒 流失的反滤作用，并保持自身的抗渗稳定性。过 渡区石料粒径要求可比垫层材料适当放宽，最大 粒径一般为300～400mm。该区水平宽度可取 3～5m，分层碾压厚度一般为0.40～0.5m。
第十一节 堆石坝
Stability Analysis of Earth-Rock Dam
一、概述
面板堆石坝是以堆石体作为支承，以钢筋混凝 土、沥青混凝土作为防渗体的一种坝型。堆石 体是坝的主体，对坝体的强度和稳定条件起决 定性作用，因而要求由新鲜、完整、耐久、级 配良好的石料填筑。
1970年以后，由于大型振动碾薄层碾压技术的 应用，使堆石坝的密实度得到充分提高，从而 大幅降低了堆石坝的变形，加上钢筋混凝土面 板结构在设计上改进.
三、钢筋混凝土面板堆石坝的构造
1．堆石体 堆石体是主体部分，其可划分为：垫层区（2A区）、过
渡区（3A区）、主堆石区（3B区）和次堆石区(3C区)。
面板
2A 3A
1A 1B
A 3A
1.4 1
1.4 1
3C 2
1
3BBΒιβλιοθήκη 图5-42 堆石坝分区示意图
（1）垫层区
垫层区应选用质地新鲜、坚硬且耐久性较好的石料， 可采用经筛选加工的砂砾石、人工石料或者由两者混 合掺配。高坝垫层料应具有连续级配，一般最大粒径 为 80 ～ 100mm ， 粒 径 小 于 5mm 的 颗 粒 含 量 为 30 ％～50％，小于0.075mm的颗粒含量应少于8％。 垫层料经压实后应具有内部渗透稳定性、低压缩性、 抗剪强度高，并应具有良好的施工质量。垫层施工时 每层铺筑厚度一般为0.4～0.5m，用10t振动碾碾压4 遍以上。对垫层上游坡面，由于重型振动碾难于碾压， 因此对上游坡面还应进行斜坡碾压。
另外，混凝土面板上游铺盖区（1A区）可采 用粉土、粉细砂、粉媒灰或其他材料填筑；上 游盖重区（1B区）可采用渣料填筑；
2．防渗面板的构造
（1）钢筋混凝土面板 采用钢筋混凝土面板作为防渗体，在堆石坝
中应用较多，少量土坝也有采用。下面介绍钢 筋混凝土面板的构造要求。 钢筋混凝土面板要求下游非粘性土坝体必须具 有很小的变形，而面板本身也应能够适应坝体 的相对变形。为此，钢筋混凝土面板在坝体完 成初始变形后铺筑最为理想。 钢筋混凝土面板防渗体主要是由防渗面板和 趾板组成，如图5-43（a）所示。面板是防渗 的主体
宽度和坝顶高程的确定与土坝类似，其 中坝顶宽度除了应参考土坝的要求外， 还应兼顾面板堆石坝的施工要求(浇筑面 板时有工作面和进行滑模设备的操作)， 一般不宜小于5m。
在坝顶上游侧设置钢筋混凝土防浪墙。 防浪迎水面高4～6m，背水面高于坝顶 1.0～1.2m，底部与面板间应做好止水 连接，如图5-41所示。对于低坝也可采 用与面板整体连接的低防浪墙结构。
图5-41 面板堆石坝坝顶构造
防浪墙 面板
1.00～1.20 细部 4
1.4
3B
1
3C
2．坝坡
面板堆石坝的坝坡与石料性质、坝高及地 基条件有关，设计时可参考类似工程。 对于采用抗剪强度高的堆石料，上、下 游坝坡在静力条件下均可采用堆石料的天 然休止角对应的坡度；因此一般采用 1:1.3～1:1.4。对于地质条件较差或堆石体 填料抗剪强度较低以及地震区的面板堆石 坝，其坝坡应适当放缓。
面板堆石坝与其他坝型相比有如下主要特 点
4、方便机械化施工，有利于加快施工工 期和减少沉降，随着重型振动碾等大型 施工机械的应用，克服了过去堆石坝抛 填法沉降量很大的缺点；
5、坝身不能泄洪，施工导流问题较混 凝土坝难予解决，一般需另设泄洪和导 流设施。
二、钢筋混凝土面板堆石坝的剖面尺 寸
1．坝顶要求 面板堆石坝一般为梯形剖面，其坝顶