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知识点10:面板堆石坝结构布置及坝体填筑
面板堆石坝上游面有薄层防渗面板,面板可以是刚性钢筋混凝土的,也可以是柔性沥青混凝土的。坝体主要是堆石结构。良好的堆石材料,尽量减少堆石体的变形,为面板正常工作创造条件,是坝体安全运行的基础。
一、堆石材料的质量要求
1.为保证堆石体的坚固、稳定,主要部位石料的抗压强度不应低于78MPa,当抗压强度只有49~59MPa时,只能布置在坝体的次要部位。
2.石料硬度不应低于莫氏硬度表中的第三级,其韧性不应低于2kg·m/cm2。
3.石料的天然重度不应低于22kN/m3,石料的重度越大,堆石体的稳定性越好。
4.石料应具有抗风化能力,其软化系数水上不低于0.8,水下不应低于0.85。
5.堆石体碾压后应有较大的密实度和内摩擦角,且具有一定渗透能力。
二、堆石坝坝体分区
1.堆石体的边坡取决于填筑石料的特性与荷载大小,对于优质石料,坝坡一般在1:1.3左右。
2.堆石坝坝体分区主要有垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区(次堆石料区)等。
(1)垫层区:主要作用是为面板提供平整、密实的基础,将面板承受的水压力均匀传递给主堆石体,并起辅助渗流控制作用。
(2)过渡区:主要作用是保护垫层区在高水头作用下不产生破坏。
(3)主堆石区:位于坝体上游区内,是承受水荷载的主要支撑体,其石质好坏、密度、沉降量大小,直接影响面板的安危。
(4)下游堆石区:位于坝体下游区,主要作用是保护主堆石体及下游边坡的稳定。
三、填筑工艺
1.坝体堆石料铺筑宜采用进占法。后退法的优点是汽车可在压平的坝面上行驶,减轻轮胎磨损;缺点是推土机摊平工作量大,且影响施工进度。进占法卸料自卸汽车在未碾压的石料上行驶,轮胎磨损较严重,虽料物稍有分离,但对坝料质量无明显影响,并且显著减轻了推土机的摊平工作量,使堆石填筑速度加快。
2.垫层料的摊铺多用后退法,以减轻物料的分离。当压实层厚度大时,可采用混合法卸料,即先用后退法卸料呈分散堆状,再用进占法卸料铺平,以减轻物料的分离。垫层料粒径较小,又处于倾斜部位,可采用斜坡振动碾或液压平板振动器压实。
3.坝体堆石料碾压应采用振动平碾,其工作质量不小于10t。高坝宜采用重型振动碾,振动碾行进速度宜小于3km/h。碾压应采用错距法,按坝料分区、分段进行,各碾压段之间的搭接不应小于1.0m。
四、堆石坝的压实参数和质量控制
1.堆石坝的压实参数
填筑标准应通过碾压试验复核和修正,并确定相应的碾压施工参数(碾重、行车速率、铺料厚度、加水量、碾压遍数)。
2.堆石坝施工质量控制
(1)坝料压实质量检查,应采用碾压参数和干密度(孔隙率)等参数控制,以控制碾压参数为主。
(2)铺料厚度、碾压遍数、加水量等碾压参数应符合设计要求,铺料厚度应每层测量,其误差不宜超过层厚的10%。
3.坝料压实检查方法
(1)垫层料、过渡料和堆石料压实干密度检测方法,宜采用挖坑灌水(砂)法,或辅以其他成熟的方法。垫层料也可用核子密度仪法。
(2)垫层料试坑直径不小于最大料径的4倍,试坑深度为碾压层厚。
(3)过渡料试坑直径为最大料径的3~4倍,试坑深度为碾压层厚。
(4)堆石料试坑直径为坝料最大料径的2~3倍,试坑直径最大不超过2m。试坑深度为碾压层厚。
【例题】堆石坝坝料压实质量检查,以控制( )为主。
A.加水量
B.干密度
C.碾压参数
D.颗粒直径
【答案】C
【解析】本题考查的是堆石体填筑的施工质量控制。坝料压实质量检查,应采用碾压参数和干密度(孔隙率)等参数控制,以控制碾压参数为主。
【例题】堆石坝坝体材料分区基本定型,主要有( )。
A.垫层区
B.过渡区
C.主堆石区
D.下游堆石区
E.底层区
【答案】ABCD
【解析】本题考查的是堆石坝坝体分区。堆石坝坝体分区基本定型,主要有垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区(次堆石料区)等。
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