混凝土面板堆石坝的渗漏

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1、混凝土面板堆石坝的渗漏Prof．PauloT．Cruz,Msc。DrRaaHaddockLobo，1663ap．18201414-003一S曩oPaulo。SP—Brasil55-1卜3088-5392摘要：文章中简要介绍了面板堆石坝工程中渗漏问题的一些实例和渗漏量的数据。通过有限元计算分析给出了堆石体和面板的允许渗流及比降。以及相关的工程建议。基于稳定性限制条件下的未保护的堆石体中所观测的渗流量达到了0．7-1．0m，／s／m，通过地基及面板的观测渗流量达到了2000L／s。经过工程修补后，残留的渗流量可以减小为30-400L／s。关键词；面板堆石坝；渗漏：有限元分析1概述在面板堆

2、石坝工程中，通过基础和混凝土面板的渗漏鲜有报道，无论这种渗漏被认为是正常的或是非正常的。只有当总的渗流量超过了1000L／s，才会有一些相关信息和修补工作的介绍。对于面板坝的渗漏问题，库克曾指出(1999)以下的一些要求是应该达到的：一“设计、施工和监测中对周边缝区域必须予以特别的关注：一设置两道周边缝止水一周边缝附近3m范围内采用平板振动碾压实一周边缝3m范围内设置颗粒尺寸为IK英寸的细料区(2A．区)一在周边缝较低的部位和河床区的周边缝部位填筑土料”其他的一些控制渗漏的措施有：适当的坝体分区、坝体堆石和过渡区的充分压实、面板配筋、面板厚度公式、基础处理和灌浆。面板坝的监测仪器主要

3、有：测斜仪、瑞典式沉降仪、电子水平仪、测缝计、渗压计和董水堰，主要的监测内容有：坝体沉降、水平位移、面板法向位移、周边缝位移、浸润线和总渗漏量。根据库克的观点，造成面板坝过高渗漏量的主要原因有：一面板周边缝止水安装失误和面板周边缝附近的面板铺设缺陷一周边缝附近堆石体压实欠缺，由此造成周边缝过大的位移量和止水的损坏一周边缝附近2区材料渗透性过大采用碾压堆石的施工方法取代抛填堆石使坝体的渗漏得到了很大的降低。基于以上考虑可以很明显地看出，在面板堆石坝的设计和旄工规范中，渗漏控制是一个重要的问题，但是目前的资料还相当缺乏，就作者所知，目前尚没有有关允许渗流和比降数值的设计准则。2历史上的工

4、程实例莱帕斯(Leps)在其一篇内容广泛的文章中给出了有关面板堆石坝或心墙堆石坝渗流或漫顶问题的成功实例。如果在施工期将遭遇洪水，而且水流会通过或翻越坝体，则应该在下游堆石区采取一些加强和保护措施。对于没有任何加强和保护措施情况下的堆石体，很多文章中都给出了一些工程实例，这些工程实例令人回味。’海尔霍(HellHole)坝(加利福利亚，1964年)，斜心培抛填堆石坝，坝高123m，坝顶长471m，填筑方量6，500，000m3。在大洪水期，通过坝体的流量为540m3／s，平均比降为0．28，大坝由于从坝脚到坝顶堆石的不断流失和坝坡的逐渐滑塌而发生破坏。初始的溃口为30m，随后逐渐加宽

5、，最后坝料总的流失量为5，100，000ms。相对于坝顶长度的比单宽流量为1．14mVs／m’，但是考虑到水流主要集中在一个狭窄的区域内，因此，这个区域内的实际比流量相当高。库克在评论海尔霍坝的失事时(1984年)提到：“同样的事件，如果不是抛填堆石而是碾压的堆石，渗漏量将会较小，而且可能不会造成大坝的溃决。”狄克斯河(DixRiver)坝(肯塔基，1924年)。抛填堆石混凝土面板坝，坝高82．5m。在施工期(坝高为30m，坝长为225m时)，坝体内的渗流为86mvs，比流量为0．38一，“m’，平均比降为0．057，未见有坝体不稳定迹象的报道。布朗尼(Brownlee)坝(爱达荷，

6、1956年)，玄武岩堆石斜心墙坝。75m宽的河道通过了1,400mVs流量的洪水并造成了漫顶溢流，下游坝体被淹没，因此堆石体中的平均比降仅为0．023，所造成的损失仅局限在较远处的下游围堰冲刷。另一个工程实例是由平托所披露的(1999年)。当艾塔面板堆在坝的堆石围堰(50m高)正在施工，上游堆石的保护措施刚剐进行到半高位置时，发生了流量为17，000m'／s的洪水，大量的水流通过了堆石，堆石体内的最大比降达到了0．45。当时所采取的降低堆石体内渗流的措施是在堆石上游面抛填泥土，在围堰坡面上部铺设塑料膜，在下游坡面发生渗流侵蚀的部位抛填堆石。经过这样的处理，围堰成功地抵挡了洪水，并一直

7、坚持到了上游水位的回落。通过坝体的流量可以粗略地由以下公式计算：q=k×i×As，As为浸润线以下坝体的面积。当k=10cm／s时，q=k×0．45×16=0．72mVs／m’考虑紊流情况下的一个更细致的计算公式为：q=C×i0，85XAs=O．098×0．450，85×16；0．79mVs／m’(马鲁兰达和平托，2000年)c值由d，o=O．30m和e=O．25(孔隙比)得出q=k．O．45．16=O．72mVs／m’fork=10cm／s．库克在198