瓦都水库粘土心墙坝分区设计与施工期原型观测

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1、第22卷第1期四　川　水　力　发　电Vol.22,No.12003年3月SichuanWaterPowerMar.,2003瓦都水库粘土心墙坝分区设计与施工期原型观测孙　陶,　何昌荣(四川大学水电学院,四川成都　610065)摘　要:通过瓦都水库粘土心墙土石坝分区的设计和原型观测,阐明了查明筑坝料的物理力学性质,并依据坝料性质进行坝体分区设计是土石坝设计的关键和保证其经济安全的根本所在,可为今后土石坝设计提供有益的例证。关键词:粘土心墙土石坝;分区设计;坝料性质;原型观测;瓦都水库中图分类号:TV64112;文献标

2、识码:B文章编号:100122184(2003)0120073204　　随着经济的发展,必须加快水利水电工程的建2　坝料性质与坝体分区设,而在水利水电工程中又以当地材料为主的土石211　坝料概况坝特别是心(斜)墙土石坝占有相当大的比例。筑坝冲洪积含砾粘土心墙防渗料位于泥姑河右岸坝材料试验研究的深入大大拓宽了土石坝用料范围和址区附近Ë级平台,地形平坦,层位稳定,储量约353用料模式,为土石坝更广泛地应用提供了有利条件,万m,岩性以更新统冲洪积砾碎石土为主;堆石料如泥岩防渗料的研究和利用,拓宽了土石坝防渗材位于坝址区下

3、游110～1.5km的泥姑河北支左岸,料调查利用的范围;全级配反滤过渡料的研究和利由二叠系峨眉山玄武岩组成,岩石坚硬完整,有用层3用,简化了施工工序;天然冲洪积扇碎石土的研究和厚50m,储量156128万m;反滤过渡料为泥姑河利用,节省了材料加工费用等。例如四川双溪水库、天然砂卵石料,料场位于坝址区下游泥姑河漫滩上,双河口水库、沉抗水库等水库心(斜)墙坝成功地研由第四系全新统冲积砂卵砾石层组成,距坝址约3究和利用了砂泥岩作防渗料;大桥水库混凝土面板210km,有用储量约12152万m;碎石土坝壳料为坝利用天然全级配

4、冲洪积扇碎石土作垫层料;瓦都第四系冲洪积扇,由含土砾碎石组成,砾碎石为呈棱水库心墙坝利用天然冲洪积扇碎石土作下游坝壳,角状2次棱角状的玄武岩,距坝址约210～3.0km,3天然全级配砂卵石作反滤过渡料;晃桥水库心墙坝储量约19135万m。利用天然全级配挤压破碎带石渣料作反滤过渡料。212　坝料性质因此,土石坝筑坝材料料场分布调查和工程性质研21211　粘土料性质究成为土石坝优化设计的首要条件。笔者通过瓦都粘土料小于5mm含量为6516%～86.1%,粘水库粘土心墙土石坝分区设计和原型观测,阐述了粒含量为2913%～

5、39.4%,属含砾粘土,分散度为查明筑坝料的物理力学性质对土石坝工程坝体分区1814%～50.5%,属非分散性到过渡性粘土。自由膨设计具有的重要意义。胀率为2210%～31.0%,属非膨胀性;塑性指数为1　工程概况1815%～36.7%。粘土料具有较明显的团粒结构特瓦都水库工程位于凉山州布拖县拖觉区境内,性,机械碾压条件下并不能完全破坏这种结构,因是一座以灌溉为主,结合发电并兼顾人畜饮水的综3此,其压实干密度较低,仅为1146～1.61göcm。由合利用工程,是布拖县牛角湾引水工程规划中的第于粘土料具一定的粘粒含量

6、、非膨胀性、团粒结构特二期开发项目,为引水工程的龙头水库。性等物理性质,因而它具有弱透水性、高抗渗性、中水库大坝为碾压式粘土心墙土石坝,坝高5015等压缩性和较高的抗剪强度等力学性质,其物理力m,坝顶高程235615m,坝顶宽9m,最大底宽学性质都能满足心墙防渗体用料的技术要求。190104m,坝顶长119m,防浪墙顶高程235717m。21212　堆石料性质坝体上游边坡1∶1.7～1∶1.8,下游边坡1∶213～堆石料根据连续级配理论和工程类比法进行级1∶2.5～1∶2.0;反滤过渡层宽度上游为410m,下配设计

7、,Dmax=400～600mm,小于5mm含量为游为610m;心墙顶宽510m,底宽29175m,边坡为510%～15.0%;室内采用表面振动法测定的最大干1∶0.25。根据《水利水电枢纽工程等级划分及标密度为2121～2.26göcm3。根据工程等级建议设计准》,该工程属三等工程,主要建筑物为三级。干密度为2114göcm3,实际施工碾压干密度为21173收稿日期:2001212215～2.24göcm,都达到设计要求。由于堆石料母岩为73坚硬的玄武岩,干湿抗压强度高、软化系数大,浸水3124～7.60倍,干湿抗

8、剪强度相差很大,但非饱和软化微弱,压实和浸水后级配变化不大,所以,堆石条件下洪积扇碎石土料场级配和细料性质分布的不料具强透水性、低压缩性和较高的抗剪强度等力学均匀对抗变形能力和抗剪强度的影响表现不明显。性,其物理力学性质都能满足堆石用料、特别是上游简言之,洪积扇碎石土料场分布不均匀,细粒部坝壳堆石用料的技术要求。分具强烈分散性和强烈的冲蚀性,其含量及性质严2