混凝土面板堆石坝设计开题报告

混凝土面板堆石坝设计开题报告

山东科技大学本科毕业设计(论文)开题报告

题目大龙河混凝土面板堆石坝设计

学院名称土木建筑学院

专业班级水利水电工程

学生姓名

学号

指导教师

填表时间: 2013 年 3 月 15 日

设计(论文) 大龙河混凝土面板堆石坝设计题目

其它工程实际科研项目实验室建设理论研究设计(论文)

类型(划“?”) ? 一、本课题的研究目的和意义

龙河地区需要电力方面的发展，该区域水能资源丰富，大龙河水电站工程是以发电为主，兼有防洪、灌溉等综合利用的枢纽工程。该工程能够有效缓解旱涝灾害、环境污染、生活用水需要、电力资源短缺等方面的问题。鉴于大龙河位于亚热带季风气候区，具有高山气候性质，寒冷潮湿，且库周山体雄厚，地质条件较差，面板堆石坝对不同坝址气候条件和地形地质条件都具有较强的适应性，因此本工程采用面板堆石坝坝型的设计，利用了当地的天然建筑材料等有效资源，减少外来建筑材料的供应。面板堆石坝建设随着大型振动碾压设备、大型自卸卡车的发展，可进行大型机械化施工，建设速度比较快，且对地基处理要求较低，相对造价较低，从而达到发展经济与保护周边环境同步的效果。因此该水利枢纽工程优先考虑混凝土面板堆石坝。

二、本课题的主要研究内容(提纲)

1( 调洪演算。

2( 坝址选择和水利枢纽布置。

3( 挡水建筑物的设计。

1) 拟定坝的基本剖面尺寸。

2) 坝体材料分区，坝料设计。

3) 坝坡静力稳定分析。

4) 坝体沉降计算。

5) 面板设计和趾板设计。

6) 细部构造设计。

4. 泄水建筑物设计

1)确定结构形式和主要尺寸，进行建筑总体布置。

2)进行水力计算和静力计算。

3)细部构造设计。

三、文献综述(国内外研究情况及其发展)

混凝土面板堆石坝是用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，迎水面用混凝土面板作防渗体的坝，它对地形和地质条件都有较强的适应能力，并且施工方便、投资省、工期短、运行安全、抗震性好，因而其作为坝型选择具有很大的优势。

1. 国外现代面板堆石坝的发展过程:

1)1850-1940年为抛填堆石坝时期，坝体采用木面板、钢面板钢筋混凝土面板防渗。但由于当时技术条件的限制，采用抛投法堆筑，垂直沉降和水平位移都很大，施工期和施工后沉降可达到坝高的7%左右。坝造高了，沉降量加大，混凝土面板开裂，导致大量渗水，因此当时堆石坝最高造到100m，是美国的盐泉坝，它采用的是钢筋混凝土面板防渗。

2)1940-1965年抛填堆石坝到碾压堆石坝的过渡时期。由英国率先进行振动碾压实坝体堆石的尝试，最终发展为以薄层碾压堆石为特征的现代混凝土面板堆石坝。

3)1965年以后是推广应用碾压堆石坝的时期。60年代，由于大型振动压路机的出现，使堆石密度明显提高，变形减小，渗水减少，筑坝材料的选用范围也有所扩大，施工季节不受限制，因而堆石坝再次得到发展，已成为经济合理、应用广泛、施工方便的一种新坝型。目前，由于施工工艺的进步，使得混凝土面板堆石坝的设计高度提高到200m级。

2.中国现代面板堆石坝的发展过程:

中国用现代技术修建混凝土面板堆石坝始于20世纪80年代中期，并在全国得到很快的发展，

至2003年年底，已建成和在建的混凝土面板堆石坝逾110 座，其中:坝高超过100米的31座。已建成的最高坝是天生桥一级水电站大坝，高178米，居世界第二，而其库容、坝体体积、面板面积、电站装机容量等指标均居世界同类工程之首。在建的最高坝是水布垭水电站大坝，坝高233米，为目前世界第一高度混凝土面板堆石坝。

在中国混凝土面板堆石坝发展过程中，中国工程师们不仅紧密跟踪国内外设计施工技术方面的最新经验，同时也研发了若干新的工艺和技术，如:坝体分区和填方压实控制;用软岩作筑坝材料;混凝土面板裂缝控制和处理;趾板的布置和设计;流向上游坡面的反向渗水的处理;趾板直接建置于砂砾石覆盖层上并用混凝土防渗墙作为坝基防渗控制措施;修建坝顶溢洪道;用高混凝土挡墙改造不利地形条件;用碾压砂浆、乳化沥青及挤压混凝土作为上游坡施工期保护措施;在未完成堆石坝面过水度汛;用123 系统监测压实层厚度和碾压机具运行轨迹;堆石料的压实新方法等。

3.国内外面板堆石坝的发展现状可归纳为以下几点:

1) 填筑标准提高:

主次堆石区分线，加大主堆石区的比例(目前已达2/3);坝体填筑高度与深度均衡，坝料均衡上升，尽量减少高差，有高差的部位采用缓坡连接;压实质量提高，由于冲击压实技术的应用，使得坝料的孔隙率大大降低，而各区压实的均匀性大大提高。

2) 软岩筑坝的发展

随着坝高的增长，硬岩已不能完全满足大坝填筑量的需要，通过掺用软岩或者单独采用软岩，大大地扩大了料源范围，增大了开采料的利用率。

3) 冬季填筑碾压

通过薄层填筑、禁止冻块上坝、垫层料兼顾排水性和稳定性等措施，冬季也可以施工。

4) 面板防裂性能大大提高

混凝土面板裂缝分为温度裂缝和结构裂缝两种，过去对温度裂缝研究较多，但结构缝对坝体危害很大，目前通过综合措施，正逐步改善。

通过选择配合比、外加剂、合适的施工期，及时养护等综合措施，可减少面板温度裂缝。目前在国内常采用两种高性能混凝土来减少面板的温度裂缝:在洪家渡、浙江白溪电站采用聚丙烯纤维收缩补偿混凝土，在珊溪采用BF-?减水剂，都得到了很好的效果。

面板结构裂缝主要是由大坝变形过大、沉降不均匀等原因引起的，解决办法只能通过提高大坝堆石干密度、把好填筑碾压质量关、预留足够的沉降期等措施来控制。不能搞临时断面，坝料均衡上升，控制填筑层厚度，面板一次浇筑成型，尽量不分期。

5) 挤压边墙施工