第七章土石坝的细部构造

第七章土石坝的细部构造7.1坝顶布置为了方便交通在坝顶上设置黄泥灌浆的碎石路面，同时坝顶坡度取2%，以便于坝顶面排水。在坝顶的上游侧加设1.4m高、0.4m厚且伸入坝体部分为1.6m的防浪墙。在其下游侧设置尺寸为25cm×25cm、10m布置一道的混凝土桩用以代替栏杆。在与下游坝坡连接处设置长4m，深1m的护肩。具体布置见图7-1。7.2防渗体及排水设施本设计采用黏土斜心墙。黏土斜心墙的上游跟下游均设置两道反滤层以便更好的防渗。地基防渗采取的方案是混凝土防渗墙，砼防渗墙与防渗体、地基的具体连接布置见图7-2。坝体排水是棱体排水。堆石棱体内坡取1:1，外坡取1:1.5，顶宽2.0m。棱体顶高程取为2775m。排水体与坝体、坝基之间设置一层反滤层。具体布置见图7-3。本设计中，除了干砌石或堆石护坡以外全部都设坝面排水。坝顶、坝坡、坝头及坝下游等部位的集水截水和排水措施都属于坝面排水系统。为了汇集雨水需要在在坝坡设置横向排水沟。为了防止雨水淘刷，在坝坡岸坡与坝坡交接处必须设置岸坡排水沟，同时也起到汇集雨水的作用。本工程采用浆砌石砌筑。上游为干砌石护坡，不用设置坝面排水，在下游坝面设置坝面排水。综上需要布置的坝面排水包括：横向排水、纵向排水以及岸坡排水。具体尺寸及布置见图7-4、图7-5、图7-6。7.3护坡设计土石坝的坝体在挡水时，波浪的淘刷、冰层和漂浮物的撞击、顺坡水流的冲刷等破坏作用会作用在土石坝的上游坝面上；雨水、大风、胀冻干裂、尾水的风浪等因素产生的破坏作用会作用在土石坝的下游坝面上。因此土石坝的上游坝面和下游坝面都必须设置护坡。1．上游护坡：（1）堆石抛石。（2）干砌石。（3）浆砌石。（4）预制或现浇的混凝土或钢筋混凝土板。（5）沥青混凝土。2．下游护坡：（1）干砌石。（2）堆石卵石或碎石。（3）草皮。（4）钢筋混凝土框格填石。以上是上下游护坡的各种形式。结合本工程坝址处的材料以及上述中上下游护坡承受的破坏作用，本设计的上游护坡采用干砌石护坡，下游采用草皮护坡。上游面上部自坝顶起如设防浪墙时应与防浪墙连接，下部至死水位以下不宜小于2.5m；上游面应由坝顶护至排水棱体无排水棱体时应护至坝脚；干砌石护坡的厚度t=1.36（Gmax/γk）1/3。Gmax=3~4G50(Gmax为最大块石料重量，γk为石块的容重)。由此来确定出护坡的范围。砌石护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换算球形直径和质量平均粒径平均质量及厚度可按下式（7-1），(7-2)确定：(7-1)(7-2)当Lm/hp≤15时，t=1.67D/Kt，当Lm/hp15时，t=1.82D/Kt。式中：D——石块的换算球形直径；Q——石块的质量；D50——石块的平均粒径；Q50——石块的平均质量；T——护坡厚度；kt——随坡率变化的系数按表查得，见《碾压土石坝设计规范》表A.2.1；ρk——块石密度；ρw——水的密度hp——累积频率为5%的波高，重要工程累积频率可适当提高。计算结果：换算直径：D=0.319m；质量：Q=0.052t；厚度：8.1087415；即t=1.67D/Kt=0.319m，取40cm。上游坡采用砌石层厚1.21m的干砌石护坡，下设0.2m碎石垫层以防水流淘刷；下游坝面直接铺上草皮作为护坡。上游坡上做至坝顶，下做到死水位以下6m，护坡厚度t=40cm；下游坡做到排水顶部；下游采用碎石护坡，按施工要求铺20cm碎石护坡。上游护坡的布置见图7-7。7.4细部构造详图20cm碎石垫层混泥土桩25×25@1000护肩400cm厚100cm混泥土截水沟40×401：2.25防浪墙i=2%d50=7.24mm,t=60cmd50=19.95mm,t=20cm20cm碎石护坡30cm碎石路面40cm干砌石护坡粘土斜心墙图7-1，坝顶布置柔性薄钢板沥青混凝土充填高塑性粘土80808030图7-2，混凝土防渗墙与心墙、地基的连接D50=10mm，t=50cm20cm碎石护坡27652775图7-3，棱体排水图7-4，坝坡横向排水浆砌石碎石图7-5，坝坡纵向排水岸坡浆砌石碎石垫层图7-6，岸坡排水1001:2.7520cm碎石护坡浆砌石图7-7，上游护坡