第3.3节视频 土石坝在线视频

同学们好

今天我们来共同学习

挡水和泄水建筑物中的土石坝

主要包括以下四个方面的内容

土石坝是利用坝址附近的土料

石料等当地材料

经过抛填或者碾压填筑而成的坝

所以又称为当地材料坝

是土坝

堆石坝

土石混合坝的总称

土石坝具有悠久的发展历史

早在5000年前古埃及就开始修建土坝

公元前600年

我国开始填筑土堤

防御洪水

蓄水兴利

图为我国古代四大水利工程之一的

安徽芍陂工程

迄今2600多年

一直发挥不同程度的灌溉效益

2015年入选世界灌溉工程遗产名单

土石坝数量众多

据不完全统计

世界土石坝数量占大坝总数的大约83%，

我国已建各类水库近10万座

其中中小型水库中

土石坝大约占95%

全世界所建的百米级以上的高坝中

土石坝所占比重逐年增长

我国近年来由于

设计理论和筑坝技术的不断发展

土石坝在百米以上高坝中

占据越来越重要的地位

目前世界上最高的土石坝

是1980年建成的

位于塔吉克斯坦的努列克心墙坝

最大坝高300m

我国已建成的最高土石坝

是位于云南澜沧江上的

糯扎渡心墙堆石坝

坝高261.5m

图示是世界第一高坝

双江口水电站心墙堆石坝

最大坝高315m

是我国在建的最高土石坝工程

双江口水电站

是大渡河干流梯级开发

上游控制性龙头水库电站

预计2024年首台机组开始发电

土石坝在实践中

之所以被广泛采用并得到不断发展

主要有以下几方面的原因

一

筑坝材料就地取材

可以节省大量水泥

钢材和木材

并可减少外线运输量

运输成本低

由于土石坝设计和施工技术的发展

放宽了对筑坝材料的要求

这使得土石坝具有了更好的适应性

二

土石坝对地形

地质的适应性强

几乎任何不良地基

经过适当的地基处理后

都可以修建土石坝

土石坝对地基的要求

在各类坝型中是最低的

三

土石坝结构简单

施工工序少

便于机械化快速施工

四

运用管理方便

后期加高维修较容易

同其它坝型相比

土石坝也有不足之处

一

土石坝颗粒间粘结力小

抗冲能力低

坝顶不能溢流

必须在坝体以外另设溢洪道

或开挖泄水隧洞泄水

与此同时

泄水建筑物需具有足够的泄流能力

以确保大坝安全

据统计在造成土石坝事故原因中

因洪水漫顶而垮坝的大约占到30%

由此可见

泄水建筑物对于土石坝安全尤为重要

现行规范对于土石坝枢纽泄水建筑物设计标准

要高于混凝土坝

二

土石坝的施工导流不如混凝土坝方便

不能像重力坝采用坝身设置的底孔

或预留坝块导流

施工期必须建造专门的导流建筑物

相应地增加了工程造价

三

土石坝坝体为梯形断面

坝体填筑工程量大

粘性土料填筑质量受气候影响较大

土石坝按坝高可分为

低坝

中坝和高坝

按施工方法可分为碾压式土石坝

水力冲填坝

水中填土坝和定向爆破堆石坝

碾压式土石坝采用适宜的土石料分层填筑

并用压实机械逐层碾压而成

工程中应用最广

水力冲填坝利用水力作用

和简易的水力机械

完成土料的开采

运输和填筑等主要工序而筑成的坝

我国西北地区创造的水坠坝

与这种坝型的施工原理基本相似

水中填土坝

是将易于崩解的土料分层倒入水中

依靠土体自身重量

和运输工具压实而成的坝

施工时

一般在施工仓面上用堤埝围埂分格

并在格中灌水倒土逐层填筑

定向爆破堆石坝

是利用炸药定向爆破作用

将两岸或一岸爆碎的岩石

按预定方向抛落在坝体位置堆筑成坝

并在上游筑黏土

或沥青混凝土斜墙等防渗层

而形成的堆石坝

碾压式土石坝按照防渗体型式可分为

均质坝

土质防渗体分区坝

非土质材料防渗体坝

均质坝坝体绝大部分

由均一的透水性较小的粘壤土

砂质壤土填筑而成

坝体同时起稳定和防渗作用

不需要另设专门的防渗设施

均质坝多用于中低坝

高坝很少采用

土质防渗体分区坝

由相对不透水或者弱透水土质做防渗体

坝体其余部分由若干透水性不同的土料构成

根据土质防渗体在坝体中位置的不同

可分为

心墙坝

斜墙坝

斜心墙坝

土质防渗体位于坝体中部的称为心墙坝

土质防渗体设在靠近上游面的称为斜墙坝

将心墙设在坝体中央

而下部向上游倾斜的称为斜心墙坝

土质防渗体分区坝

是中高坝最常用的坝型

被称为关中水塔的石头河水库

大坝为粘土心墙砂卵石坝壳土石混合坝

坝高114m

是亚洲最高的粘土心墙土石坝

素有燕山明珠之称的北京密云水库

其白河主坝为粘土斜墙土坝

坝高66m

黄河小浪底水库大坝为壤土斜心墙堆石坝

坝高154m

非土质防渗材料坝采用

钢筋混凝土

沥青混凝土

土工膜或其他非土质材料做防渗体

坝体其余部分由土石料填筑而成

防渗体的位置与土质防渗体分区坝相同

可设于坝体中部或者靠近坝体上游面

同样防渗体设在坝体中央的称为心墙坝

防渗体设在上游的称为斜墙坝或面板坝

沥青混凝土防渗体可做成心墙或斜墙

三峡工程的

副坝茅坪溪防护坝

为沥青混凝土心墙堆石坝

最大坝高104m

是我国第一座百米级沥青混凝土心墙坝

这张图是嫩江尼尔基水利枢纽主坝

沥青混凝土心墙施工的场景

沥青混凝土斜墙坝

又可称为沥青混凝土面板坝

相对于沥青混凝土心墙坝

在工程中应用较少

近年来修建的一些抽水蓄能电站

为了减少渗漏采用这种坝型

钢筋混凝土面板坝由于具有断面小

施工速度快等优点

已成为当今世界发展较快的坝型

我国从20世纪80年代开始引入这一坝型

图示为2000年建成的天生桥一级水电站

该电站位于珠江流域

西江水系上游南盘江干流红水河上

是红水河梯级开发的龙头水库电站

是西电东送的重点工程

其大坝采用面板堆石坝

坝高178m

该工程的兴建

使我国堆石坝的建设达到世界先进水平

目前世界最高的面板堆石坝为

清江上的水布垭面板堆石坝

坝高233m

土工膜做土石坝防渗体

在我国目前仍处于初期发展阶段

只用于3级低坝及大型工程的围堰防渗

近年来全国中小型水库

土石坝除险加固工程中

土工膜防渗加固方案应用也非常广泛

目前在碾压式高土石坝中

土质心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝

已成为两种主导坝型

土质心墙堆石坝

一般适用于深厚覆盖层上的高坝

混凝土面板堆石坝多建于岩基上

这是我们本节课所要学习的内容

同学们再见