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土石坝与支墩坝原理

2019-02-25

土石坝是土坝与堆石坝的总称,土石坝是最古老的坝型,也是最普遍使用的坝型,我国近十万多座坝中,土石坝占各种坝型总数的95%以上,不过国内高土石坝不多,在国外倒是有不少高土石坝。由于土石坝是由沙土堆成,其坝底宽度比坝高大得多,见图1截面图的(a)图,实际可能比图中所示还要宽得多。
土石坝较多采用分层填土、分层碾压的方法修筑,称为碾压式土石坝,主要有均质坝、分区坝、人工防渗材料坝。

   均质坝

坝体大部分采用同一种抗渗性能较好的土料修筑的称为均质坝,见图1截面图的(a)图。

  分区坝(多种土质坝)

坝体中用抗渗性能好的粘土设置专门的防渗体,坝壳采用沙石料筑成,防渗体可在坝体中间(称为心墙坝), 见图1截面图的(b)图。心墙也可由多层组成,中间是抗渗性能好的粘土,两面是抗渗性略差的粘土,坝壳采用沙石料,见图1截面图的(c)图。

 

1--心墙坝截面图

 

防渗体向上游倾斜(称为斜心墙坝),见图2截面图的(a)图。防渗体在坝体上游面或接近上游面(称为斜墙坝),见图2截面图的(b)图、(c)图。

 

2--斜心墙坝截面图

   人工防渗材料坝

采用混凝土、沥青混凝土或其他人工材料制作的防渗材料坝称为人工防渗材料坝,在坝体上游面铺设人工防渗材料的称为斜墙坝或面板坝,见图3左图。在坝体中间设人工防渗材料的称为心墙坝(人工防渗材料心墙坝),见图3右图。

 

3--人工防渗材料坝截面图

土石坝坝内还要敷设排水设备排除渗漏水,以增加坝体和下游坝坡的稳定性,降低扬压力。为防止波浪、冰层、温度变化、雨水和水流,人畜等对坝坡的破坏,坝面要设护坡,上游护坡可用砌石、堆石或钢筋混凝土等材料,下游护坡可草皮、砌石、堆石等。
土石坝的优点是:就地取材,减少运输成本;节省水泥、钢材、木材;结构简单,便于维修和加高、扩建;对地质条件要求较低,能适应地基变形;施工技术较简单,工序少,便于组织机械化快速施工。
缺点:由于土石坝是泥沙堆积而成,经不起水流冲刷,所以坝身不能溢流,需另设溢洪道,施工导流不如混凝土坝方便,也就是说发生漫坝则可能导致大坝崩溃,渗水产生管涌也会破坏大坝。坝体填筑工程量大,土料填筑受气候条件的影响大等也是缺点。

来源:水利家园

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