阿尔塔什深厚覆盖层高面板堆石坝防渗体系布置及关键施工技术

阿尔塔什混凝土面板砂砾石堆石坝是建在最厚达94m覆盖层上的高坝,复核高度达到了258.8m,在同类工程中具有代表性.根据坝区地形地质、坝体变形、挡水标准、渗流控制等情况,采用嵌入式防渗墙、基础固结、帷幕灌浆、连接板、趾板、面板、表止水、坝体结构设计等构成了整体性防渗系统,经过严密组织,各项防渗工序相互衔接,防渗体系效果...     

阿尔塔什水利枢纽工程混凝土面板堆石坝抗震工程措施及静、动力有限元计算分析

鉴于强震区200 m级超高混凝土面板堆石坝所面临的变形控制难、坝体抗震等级高、砂砾石覆盖层深厚等诸多设计难点,结合阿尔塔什混凝土面板堆石坝坝体结构、坝壳料设计,借鉴已建工程经验提出抗震工程措施。通过建立坝体、覆盖层的三维有限元模型,堆石料静力本构分析采用邓肯张E-B模型,动力本构分析采用等效黏弹性模型,分析了考虑抗震工程措施的坝体抗震能力。结果表明:坝体在竣工期、正常运行期、正常运行+地震三个工况下的变形规律合理。混凝土防渗墙和面板结构中最大拉、压应力均可满足所选混凝土材料的规范要求。坝顶下游坝坡设置浆砌块石护坡后可有效减弱该区域局部动力剪切破坏和浅层滑移。坝顶上、下游边坡布置阻滑钢筋网以及适当提高填筑料的相对紧密度、孔隙率,可以有效提高大坝坝坡的抗震稳定性和坝体抗震能力。研究成果以期为今后300 m级面板堆石坝工程设计上提供借鉴。     

阿尔塔什水利枢纽工程坝体分区及坝料设计验证

阿尔塔什水利枢纽工程拦河坝为砂砾石-堆石混合料混凝土面板坝,最大坝高164. 8m,坝基最大覆盖层深度90m。文章主要介绍了面板坝坝体分区、坝料设计和填筑标准,以及各坝料间的反滤关系,并通过坝体应力应变计算和大坝填筑至今的坝体变形监测成果,综合分析表明:坝体分区及坝料设计是合理的,大坝总体变形量较小,应力分布符合同类工程一般规律。     

深厚覆盖层面板堆石坝施工期应力变形分析

新疆阿尔塔什水利枢纽工程面板堆石坝坝高164.8 m,地基覆盖层最大厚度94 m,坝体和面板协调变形问题对大坝安全有重要影响.采用三维有限差分软件FLAC3D,对阿尔塔什水利枢纽工程深厚覆盖层面板堆石坝在施工期的应力变形进行了分析,结果表明:坝体最大沉降变形发生在1/3坝高位置;坝0+475剖面最大沉降量为0.55 m...     

阿尔塔什深厚覆盖层上高面板砂砾石堆石坝坝体变形控制设计

阿尔塔什水利枢纽工程大坝是建于深厚覆盖层上的高面板砂砾石堆石坝。坝址处于高地震烈度区,大坝的变形控制问题尤为突出。工程设计从合理选择筑坝材料、优化坝体分区、提高各料区压实密度、有效控制填筑顺序和施工工艺等方面确定了坝体变形控制措施,以减小面板浇筑后的坝体变形以及坝体不同分区间的不均匀变形,为控制坝体变形设计提供参考。     

阿尔塔什水利枢纽工程坝体三维渗流有限元计算分析

鉴于阿尔塔什水利枢纽坝址区面临河床覆盖层深厚,砂卵砾石层渗透性强,两岸基岩均有断层带、高地震烈度等诸多设计难点,该工程河床段采用混凝土防渗墙,两岸采用趾板、固结灌浆、帷幕灌浆,坝体采用混凝土面板,并提出相应压实指标,封堵断层带等措施进行防渗堵漏。通过建立三维模型进行渗流计算分析。结果表明:当满足设计要求的渗控标准后,工程防渗系统、坝体、坝基覆盖层及两岸坝肩岩体的孔隙压力、水头分布合理,水头等值线在防渗系统等处较为密集,水流在通过防渗系统后上游水头明显折减;覆盖层及下游出逸点的最大水力比降均小于允许比降;灌浆帷幕伸入两岸长度符合规范要求,坝料分区、断层封堵及坝基处理较为合理。     

深厚覆盖层上高面板坝建基条件及防渗设计综述

覆盖层上修建混凝土面板堆石坝具有简化施工导流、缩短工期和节省投资等优点,但这类工程大坝防渗系统复杂,防渗系统的应力和变形控制是工程的关键。随着工程经验的积累和技术的发展,我国相继建成了那兰、察汗乌苏、九甸峡、苗家坝、老渡口等多个百米级趾板位于覆盖层上的高面板堆石坝,并有多座百米级深厚覆盖层上高面板坝处于在建和待建状态。覆盖层上高面板坝防渗系统应力变形特性与覆盖层的力学特性及防渗系统的设计关系密切,结合已建和在建的工程资料和研究成果,对覆盖层上高面板坝的建基条件和防渗系统设计进行总结,以期为类似工程设计提供借鉴,并为这一坝型的进一步发展提供技术支撑。总结分析结果表明,如果河床覆盖层变形模量达到40 MPa以上,覆盖层上百米级至150 m级面板坝防渗系统的强度和变形能够满足要求。     

新疆特殊条件下面板堆石坝和沥青混凝土心墙坝设计施工技术进展

本文根据新疆近三十年来土石坝中面板堆石坝、沥青混凝土心墙坝建设特点及发展趋势,结合新疆高严寒、高海拔、高地震、深厚覆盖层的特殊环境及地质条件,归纳整理了面板堆石坝中利用天然砂砾石筑坝、坝体结构设计、抗震设计、止水型式、高趾墙应用以及沥青混凝土心墙坝的应用发展、力学性能与应力应变、冬季施工等设计施工关键技术进展;对坝基深厚覆盖层防渗处理措施进行了阐述,总结了筑坝技术上已经取得的成就,提出了今后应该关注的问题。     

阿尔塔什水利枢纽混凝土面板砂砾石堆石坝设计及主要工程特点

阿尔塔什水利枢纽大坝为混凝土面板砂砾石堆石坝,具有坝高较高、河床覆盖层较深、地震设计烈度较高、右坝肩边坡高陡的的特点。大坝设计时针对其特点采取了相应的工程措施,基本解决了大坝的变形控制问题及河床深厚覆盖层的渗透问题。对影响工程运行的右岸高边坡进行了综合处理,针对不同情况采取了相应的处理方案和技术措施,保证了工程运行时的安全。     

西林水库面板堆石坝应力变形的三维非线性静力分析

西林水库扩容工程采用的坝型为混凝土面板堆石坝,坝基砂砾石覆盖层最大厚度32.00 m,低弹模混凝土防渗墙、C25钢筋混凝土趾板和面板构成其防渗体系。采用三维非线性静力有限单元法开展竣工期和蓄水期坝体及防渗体系的应力变形分析,重点分析防渗体系在蓄水期水荷载作用下和竣工期堆石荷载作用下的应力变形以及周边缝、面板垂直缝和防渗墙与趾板接缝的变形。根据计算结果,提出相应的结论和建议,为大坝的科学施工及原型监测设计提供有力支撑。     

考虑坝料振动硬化特性的高面板堆石坝地震反应研究

阿尔塔什面板坝最大坝高164.8 m,覆盖层深度94 m,大坝抗震按9度设防。坝基覆盖层与坝体总高度达258 m,按变形控制而言,为强震区300 m级超高面板堆石坝。根据坝料室内试验资料,考虑坝料振动过程中的硬化特性,对大坝和坝基组成的系统进行了整体三维有限元计算,通过分析坝体以及坝基防渗墙的地震加速度反应、动应力反应,分析了大坝震后永久变形以及面板与防渗墙连接部位的变形。结果表明:堆石体、面板及防渗墙最大加速度反应为9.8 m/s2,放大倍数在2.7～3.6倍之间,堆石体动剪应力不大于400 kPa,地震反应在容许范围内;大坝震后表现为体积震缩特性,最大震陷110 cm,占坝体与坝基可压缩层总高度的0.4%;大坝地震反应分布规律合理,坝体抗震安全性满足规范要求。研究成果可作为大坝抗震设计优化的依据。     

面板坝对坝址地质条件的适应性研究

针对面板坝对坝址地质条件的适应性进行了研究,并指出面板坝趾板不是“受力结构”,因此可以建于全强风化岩体、风化残积土以及砂砾石（河床深厚覆盖层）土质地基之上。趾板与地基的接触界面和某些陡立岸坡防渗帷幕外侧临空区,是面板坝地基防渗系统的最薄弱区,更是防渗系统的隐蔽工程,应予以充分重视。同时还指出,可灌性差的岩体是良好的防渗岩体,没有必要过分强调趾板地基岩体的可灌性。高地震烈度区面板坝是可以优先考虑的坝型之一。     

阿尔塔什水利枢纽坝基深厚覆盖层防渗及坝体结构设计

根据高地震区高坝对大坝安全的设计要求,并结合砂砾石—堆石混合料混凝土面板坝的特点,在坝体渗流控制、坝体变形控制、大坝抗震结构设计等方面,进行了系统的分析研究。针对砂砾石料修建混凝土面板堆石坝的特点,在坝体结构设计中提出从上游至下游渗透系数按照"垫层<过渡层<砂砾石主堆筑区<爆破堆石区"的要求,不设专门的排水体也可以确保坝体排水自由通畅;提出了利用天然砂砾料压缩模量高的特点合理提高坝料填筑标准,减少坝体沉陷量,可有效改善面板的应力变形状态;在高地震区、深覆盖层上修建高坝,为控制大坝和坝基变形、提高大坝抗震性能,对混凝土防渗墙结构及其施工程序的改进进行了探讨。更多还原     

开都河察汗乌苏水电站覆盖层上趾板结构设计

开都河察汗乌苏混凝土面板砂砾石坝建在覆盖层上，坝高110m，坝基砂砾石覆盖层最大厚度为46．7m，在河床覆盖层处设置一道混凝土防渗墙防渗。文章对已建类似工程覆盖层地基的趾板结构型式进行了分类分析，并对察汗乌苏水电站覆盖层上的不同趾板结构进行了应力应变分析比较，提出了合理可行的方案。     

黑泉混凝土面板砂砾石坝设计与施工

黑泉坝址地处高海拔严寒地区，地震设防烈度8度，坝基覆盖层深25－29m。坝址下游距省会西宁市仅75km，是国内在建的以砂砾石为主要筑坝材料的高混凝土面板砂砾石坝之一。设计中针对天然砂砾石分布不均，具离散性，易受冲蚀，在一定水力比降下有可能产生管涌破和丧失自由排水能力的特性，不仅考虑了面板坝的变形特点，充分发挥砂砾石变形模量高的特点，还特别注重坝体的抗渗稳定性，将渗流控制放在首位，以避免抗冲蚀能力差的缺点，确保大坝安全运行。这是有别于堆石混凝土面板坝的。另外，黑泉工程根据地形地质条件，在趾板上游做贴坡混凝土，下游做混凝土盖板或喷混凝土，以延长渗径；在河谷左岸段，左右坝肩做了高5．8－1．7m的高趾墙，在坝体填筑施工中，采取了超前填筑，周边与界面填筑，坝内设临时“之”字路施工等措施，保证了工程质量和进度。     

趾板置于覆盖层的那兰水电站面板砂砾石坝设计研究

那兰水电站面板堆石坝为我国第一座将趾板置于河床覆盖层上的百米级高坝，坝体筑坝材料大部分采用砂砾料。设计中针对覆盖层及筑坝砂砾料的工程性质进行了深入研究，对趾板与地基的连接形式进行了多方案比较论证，解决了覆盖层上建面板坝的关键技术，并经实践检验，效果良好。     

玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。     

新疆某面板坝高趾墙安全监测设计

新疆某面板坝,最大坝高125 m,坝顶长489 m,库区为20~30 m深厚粉土覆盖层,现代河床深切。为了做好坝体防渗工作,在现代河床74m宽度范围内做了高趾墙,该段既处最大坝高范围又是坝体防渗关键环节,因此也是大坝安全监测设计的重要环节。     

双江口水电站特高心墙堆石坝建设关键技术研究

双江口水电站300 m级心墙堆石坝是世界在建的第一高坝,在可研阶段开展了坝基覆盖层及筑坝材料特性、防渗土料改性、坝体结构型式及分区方案、抗震安全评价及抗震措施、智能大坝管控系统等一系列关键技术研究,取得了丰富的研究成果。而随着工程建设的推进和技术的不断发展,还需在河床覆盖层建基条件、坝体结构分区及坝料特性、特高土石坝长期变形特性、高海拔冬季土料冻融规律及大坝防渗土料施工措施、特高坝安全监测等方面的关键技术进行深入研究,以保证工程的科学建设。     

覆盖层上高面板坝连接板长度优化分析

建在深厚覆盖层上的高面板坝坝基防渗设施常采用混凝土防渗墙，坝体与覆盖层和趾板与防渗墙是质量与刚度相差很大的结构物，施工时和蓄水时各自的变形相差很大，为了协调各结构物的变形，建议用连接板将坝体、面板、趾板与防渗墙连接起来，以改善防渗墙和趾板的应力状态。用有限元法数值分析对连接板长度进行优化分析，应用于实际工程。