软岩作为面板堆石坝填筑料的探讨

文章介绍了国内外利用软岩修筑面板堆石坝的情况,并对软岩堆石料的工程特性进行了初步分析,在此基础上,结合风化料或软岩堆石料工程特性、工程实例、施工技术等,研究了利用软岩修筑面板堆石坝工程在水库大坝坝体分区、填筑控制标准等设计和施工中需要注意的问题,针对碾压后软岩堆石料的工程特性与常规堆石料存在较大差别等特点,提出了相关的工程防治措施,拓宽筑坝材料的应用范围。可供有关工程参考。     

软岩筑面板堆石坝的坝体断面分区研究

针对面板堆石坝工程中软岩堆石材料的利用问题，采用数值计算分析的方法，结合具体工程的计算实例，分析了利用软岩堆石料的面板堆石坝的应力变形特性。在此基础上，研究了软岩堆石料的分区布置问题，进而提出了面板堆石坝软岩堆石料利用的基本原则。研究结果表明：在利用软岩修筑的面板堆石坝设计中，通过合理布置软岩材料分区，可以在保证坝体整体稳定和面板受力均匀的前提下，尽可能地扩大软岩利用区的范围，使工程设计进一步得到优化。     

软岩筑坝堆石料劣化特性研究

为全面了解软岩料的工程性质,以软岩筑坝堆石料为对象,针对其劣化前后的力学特性与设计参数开展了室内试验研究。基于不同围压与压实度条件下的试验研究,分析了堆石料强度与变形的劣化规律,建立了压实度与归一化强度、归一化变形模量的关系,提出了堆石料的压实度控制指标。进一步结合水下休止角试验,针对堆石料的非线性强度尤其是低应力强度特性进行了分析。结果表明:劣化作用引起体积应变减小,劣化作用对模量的影响远大于对强度的影响;96%的压实度对于软岩填料而言较为合理,既保证了归一化的强度>0.9,归一化的变形模量>0.8,也确保了压实机械的效率;可采用击实样水下休止角试验来获得低应力状态下软岩填料强度参数,用三轴试验来获得的中高应力状态下软岩填料的强度得到软岩填料的非线性强度。研究成果可为正确评价软岩堆石坝的应力、变形规律和指导工程实践提供依据。     

盘石头水库混凝土面板堆石坝次堆石区坝料设计

本文根据大型室内坝料试验、计算和监测成果，分析了盘石头混凝土面板堆石坝在下游次堆石区利用工程开挖的软弱页岩堆石料和含泥灰岩堆石料的可行性。研究表明，该页岩坝料虽然力学性质软弱，但仍适于坝体下游干燥区筑坝之用；含泥量在10％以下的灰岩坝料无论是强度、变形和渗透性，均和不含泥的灰岩堆石料接近，硬岩堆石料含泥量标准适当放宽是合理的。     

碾压式堆石坝坝体料压实标准研究

分析碾压式堆石坝堆石料压实过程中堆石性质、级配、施工机械、铺筑厚度、压实遍数、加水量、气候条件等对压实的影响 .对工程中采用孔隙率作为堆石料的压实标准进行讨论 ,认为堆石料的压实与级配、小于 5mm的细粒含量、压实功能和加水有关 ,同时分析了软岩、砂砾料等其它坝体料的压实影响因素 ,对用相对密实度作为砂砾料的压实标准进行了讨论 .     

面板堆石坝利用软岩填筑的几点认识

从国内外几座面板堆石坝利用软岩作为堆石料的实例论述了利用软岩的可行性 ,并说明适当利用软岩有可能取得良好的效益 ,但利用软岩时应控制细粒含量和含水率 ,以求达到设计要求的压实密度。     

老挝南欧江六级电站土工膜面板坝堆石料试验研究

南欧江六级水电站复合土工膜面板堆石坝堆石料采用板岩填筑，由于板岩遇水软化、干湿交替后强度降低明显，属于较软岩；为进一步复核坝料分区、堆石料特性，确定堆石料填筑施工控制参数，在坝体填筑前进行了现场生产性碾压试验及室内力学参数试验研究。成果表明坝料分区、坝坡稳定满足规范要求，坝体应力和变形分布合理。     

糯扎渡心墙堆石坝设计

糯扎渡心墙堆石坝最大坝高261.5 m,为强震区建设的超高心墙堆石坝,具有上下游坝坡较陡、地形地质条件复杂,天然土料颗粒级配细、粘粒含量偏高等特点。根据工程特点,从坝料、坝体结构、抗震措施、坝基处理等方面进行了设计。糯扎渡工程特有的设计主要有防渗土料采用人工掺砾石土料、上游坝壳采用含软岩堆石料填筑、坝体顶部采用堆石内加不锈钢钢筋的抗震措施、坝基构造软弱岩带采用高压干磨细水泥固结灌浆等。     

面板坝软岩料的工程特性

 面板坝是当今国内外大坝建设中的主要坝型。以往面板坝要求用硬岩填筑,但是近十余年来,软岩料的利用已成为一个重要的趋势。有的高坝也以软岩料作为主堆石料,今后超100 m级的软岩坝也是可能的。为此,有必要加强对软岩工程特性的研究。基于大坳、鱼跳、盘石头、寺坪、十三陵上池、云南茄子山、水布垭等面板堆石坝软岩料的试验结果及工程应用情况,对软岩的物理、力学特性进行评价和总结。     

盘石头水库混凝土面板堆石坝设计与施工

盘石头水库大坝设计经方案比较选定为混凝土面板堆石坝，结合地质、地形和当地材料， 设计垫层料、过渡层及主堆石料， 充分利用开挖的灰岩和软岩料， 对工程实施提出一些具体措施     

张峰水库大坝堆石料工程地质特性研究

张峰水库为斜心墙堆石坝,为了查明坝体堆石料的物理力学性质,提供设计所需的地质参数,进行了全面的室内大型试验分析,对堆石料的工程地质特性进行了详细的研究,提出了坝体堆石料的有关地质参数,确定了堆石料的质量指标及静动力参数,为工程设计提供了全面、可靠的地质资料。     

颗粒破碎对堆石料静动力特性影响的试验研究

开展了堆石料的大型静力三轴试验和动力三轴试验,研究了级配与颗粒破碎对静力力学特性的影响,讨论了动静力力学特性的相似性。研究表明当细颗粒含量在30%以内时,堆石料的强度指标和弹性模量随细颗粒含量的明显增加而提高;颗粒破碎对堆石料的力学特性影响较大,堆石料的颗粒破碎程度随细颗粒含量的增加而减少,随应力的增大而增大。研究还表明,堆石料的动力力学特性与静力力学特性具有相似性,当细颗粒含量增加后,级配趋向优良,堆石料的最大动模量和抵御地震残余变形的能力得到了提高。     

水布垭心墙堆石坝设计

水布垭水电站心墙堆石坝坝高２２７ｍ，心墙防渗为碎石土料，页岩风化料，大坝堆石料采用其它建筑物洞室开挖料。文中介绍了坝体材料分区设计及压实标准，其中对坝体防渗料，反料及过渡料，坝壳堆石料进行了粒径级配，压实性，渗透性，压缩性和力学强度指标分析，设计研究成果表明，采取一定的控制方法和工程措施，可使坝体材料满足设计要求。     

猴子岩面板堆石坝填筑强度分析

大渡河猴子岩水电站地处高山峡谷地区,是国内第二高混凝土面板堆石坝。针对猴子岩面板堆石坝工程特性,结合料源规划、道路布置、机械设备配置等情况,总结分析了猴子岩水电站堆石料填筑强度及其影响因素,并提出填筑强度的保证措施。猴子岩面板堆石坝填筑施工的成功经验,可为类似工程提供借鉴和参考。     

土工膜面板软岩堆石高坝设计

老挝南欧江六级水电站挡水建筑物为土工膜面板堆石坝,该坝为目前世界上最高的土工膜面板堆石坝,也是软岩填筑比例最大的面板堆石坝。坝体设计以现场碾压试验和室内试验进行的板岩堆石料物理力学特性研究为基础,进行坝体分区设计和调整,提出合理的坝料碾压填筑标准,结合土工膜柔性防渗体系设计,系统的建立土工膜面板软岩堆石高坝设计流程。经应力变形和渗流计算分析,坝体分区设计合理。蓄水后,监测数据表明坝体各项指标正常,坝体变形在允许范围内,土工膜防渗效果良好。     

堆石坝加固工程中结构化胶结技术的应用

清华大学发明的结构化胶结技术通过调节自密实浆液流动性和粘性控制浆液在堆石料孔隙中的流动扩散范围，将堆石料按照设计目标进行部分胶结，在提高堆石料强度、弹性模量等力学性能的同时，仍然保持堆石料的散粒体特性，能适应地基较大变形。在覆盖层上建设结构化胶结堆石坝，可减少堆石坝体积，减少坝体沉降，提高坝体抗冲缓溃能力。介绍了结构化胶结技术在某混凝土面板堆石坝除险加固工程中的应用，该新型技术的应用可为后续相似病险坝的加固处理提供借鉴，也为新建结构化胶结堆石坝积累了设计施工经验。     

卡洛特水电站沥青混凝土心墙堆石坝设计研究

巴基斯坦卡洛特水电站坝址区地震基本烈度为Ⅷ度,其沥青混凝土心墙坝最大坝高95.5 m,是目前高震区在建最高的全由软岩填筑的沥青混凝土心墙堆石坝。筑坝堆石料主要采用溢洪道和引水发电系统的开挖料,岩性为砂岩及泥质粉砂岩等。岩石单轴饱和抗压强度为8～25 MPa,属于较软岩-软岩。针对该坝所在区域地震烈度高的特点,主要介绍了沥青混凝土心墙堆石坝在合理利用软岩料、坝坡稳定、坝体变形控制、渗流控制及抗震措施等方面的设计成果,相关成果可供设计人员参考。     

小井沟面板堆石坝软硬互层砂岩筑坝施工技术

四川自贡小井沟水利枢纽工程大坝为面板堆石坝,坝体堆石料为特殊的不等厚分布软硬互层砂岩。通过现场爆破试验和碾压试验对不等厚软硬互层砂岩(软岩占比45.7%、硬岩占比54.3%)作为筑坝材料进行了深入研究,确定了合理的施工参数,为设计调整坝体结构提供依据。大坝实际运行表明,蓄水后坝体沉降量减小并逐步趋于稳定,坝体内部排水体上下通畅,工作状态良好。     

软岩填筑高面板堆石坝分区及材料设计

通过分析软岩不同利用方案及分区形式对高面板堆石坝力学性状的影响,获取了坝体应力和变形的变化规律。高面板堆石坝下游次堆石区中软岩含量及堆石区几何特征、主堆石体分区形式均影响面板堆石坝的力学性状。提高坝体下游堆石区的强度及刚度,可以提高各堆石区之间的协调变形能力、降低面板变形及应力。提高位于坝轴线处的堆石体承载力,可以有效降低坝体变形及面板应力。为控制高面板堆石坝的坝体变形及应力,坝轴线处坝体下部堆石区宜填筑承载力高的堆石体,下游堆石区中软岩比例不宜超过30%。     

面板堆石坝坝料爆破开采技术研究进展

以"七五"科技攻关项目和国家电力公司重点项目为基础,分析了面板堆石坝坝料开采的基本要求,总结了深孔梯段爆破、硐室爆破开采坝料及软岩料的爆破开采等技术要点。重点探讨了如何减少硐室爆破开采堆石料的超径率问题和不同地质成因条件下软岩料的爆破开采技术措施。对面板堆石坝坝料爆破开采的设计与施工具有参考价值。