一、概念:利用当地土石材料填筑而成的挡水坝,又称当地材料坝。历史悠久,发展很快,国内、外广泛采用。
碧口水电站
| 碧口水电站建在甘肃文县白龙江,控制流域面积26000平方公里。多年平均流量 275秒立米,设计洪水流量7630秒立米。总库容为521亿立米,设计灌溉面积0.89万亩,装机容量30.0万千瓦。
主坝坝型为壤土心墙土石坝。最大坝高 101 米,坝顶长度297米,坝基岩石为干枚岩和凝灰岩。坝体工程量424.1万立米,主要泄洪方式溢洪道和隧洞。 |
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密云水库
| 密云水库建北京密云潮白河,控制流域面积 15788平方公里,多年平均流量50秒立米,设计洪水流量16500秒立米,总库容43.75亿立米,设计灌溉面积400万亩,装机容量8.8万千瓦。
主坝坝型为粘土斜墙土坝,最大坝高66米(白河主坝),坝顶长度960米(白河主坝),坝基岩石为砂砾石复盖层,坝钵工程量1105万立米。主要泄洪方式为岸边溢洪道,大坝特点是坝基混凝土墙和灌浆防渗。 |
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南水水电站
| 南水水电站建在广东乳源的南水,控制流域面积608平方公里,多年平均流量33.4秒立米,设计洪水流量4190秒立米,总库容12.18亿立米,装机容量7.5万千瓦。
主坝坝型为粘土斜墙堆石坝,最大坝高81.3米,坝顶长度215米,坝基岩石为砂岩,坝体工程量171.1万立米,主要泄洪方式为隧洞,大坝特点是定向爆破筑坝。 |
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以礼河毛家村水电站
| 建设地点在云南会泽,所在河流为以礼河,控制流域面积868平方公里,多年平均流量15.9秒立米,设计洪水流量1700秒立米,总库容5.53亿立米,设计灌溉面积74万亩,装机容量1.6万千瓦。
主坝坝型为粘土心墙土石坝,最大坝高80.5米,坝顶长度467米,坝基岩石为玄武岩,坝体工程量664.3万立米,主要泄洪方式为隧洞。 |
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岳城水库
| 岳城水库建设地点在河北磁县,所在河流为漳河,控制流域面积18100 平方公里,多年平均流量62.2秒立米,设计洪水流量19300秒立米,总库容10.9亿立米,设计灌溉面积200万亩,装机容量1.7万千瓦。
主坝坝型为均质土坝,最大坝高53米,坝顶长度3570米,坝基岩石为砂砾石复盖层,坝体工程量2900万立米,主要泄洪方式岸边溢洪道,大坝特点是坝下泄洪洞(涵管)。 |
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二、土石坝广泛应用的原因:
优点:
(1)筑坝材料可以就地取材,可节省大量钢材和水泥,免修公路;
(2)较能适应地基变形,对地基的要求比砼坝要低;
(3)结构简单,工作可靠,便于维修和加高、扩建;
(4)施工技术简单,工序少,便于组织机械化快速施工。
不足之处:
坝顶不能过流,必须另开溢洪道,施工导流不如砼坝便利,对防渗要求高,因为剖面大,所以填筑量大而且施工容易受季节影响。
三、土石坝的工作特点
(1)稳定方面:不会沿坝基面整体滑动,失稳形式主要是坝坡滑动或连同部分地基一起滑动;
(2)渗流方面:坝体为散粒体结构,在上下游水位差作用下经坝体和地基向下游渗透,产生渗透压力和渗透变形,严重时会导致坝体失事,浸润面和浸润线的概念;
(3)冲刷方面:颗粒间粘结力小,因此土石坝抗冲能力较低;
(4)沉降方面:颗粒间存在孔隙,受力后产生沉陷,分为均匀沉降和非均匀沉降;
(5)其他方面:冰冻、地震、动物筑窝等.
四、土石坝的设计要求
为使土石坝能安全有效地工作,在设计方面的一般要求:
(1)不允许水流漫顶,要求坝体有一定的超高;
(2)满足渗流要求;
(3)坝体和坝基必须稳定;
(4)应避免有害裂缝及必须能抵抗其他自然现象的破坏作用;
(5)安全使用前提下,力求经济美观。
五、土石坝的类型
1、按施工方法分类:
(1)碾压式;
(2)水力冲填式;
(3)水中填土式;
(4)定向爆破。
2、按材料在坝体内的配置和防渗体的位置分类(图6-1 )
(1)均质土坝:坝体剖面的全部或绝大部分由一种土料填筑。
优点:材料单一,施工简单;
缺点:当坝身材料粘性较大时,雨季或冬季施工较困难。
(2)塑性心墙坝:用透水性较好的砂或砂砾石做坝壳,以防渗性较好的粘性土作为防渗体设在坝的剖面中心位置,心墙材料可用粘土也可用沥青混凝土和钢筋混凝土;
优点:坡陡,坝剖面较(1)小,工程量少,心墙占总方量比重不大,因此施工受季节影响相对较小;
缺点:要求心墙与坝壳大体同时填筑,干扰大, 一旦建成,难修补;
(3)塑性斜墙坝:防渗体置于坝剖面的一侧。
优点:斜墙与坝壳之间的施工干扰相对较小,在调配劳动力和缩短工期方面比心墙坝有利;
缺点:上游坡较缓,粘土量及总工程量较心墙坝大,抗震性及对不均匀沉降的适应性不如心墙坝。
(4)多种土质坝:坝址附近有多种土料用来填筑的坝。
(5)土石混合坝:如坝址附近砂、砂砾不足,而石料较多,上述的多种土质坝的一些部位可用石料代替砂料。
图6-1 碾压式土石坝类型