胶凝砂砾石设计准则及工程应用_（郑璀莹）.pdfVIP

郑璀莹 中国水利水电科学研究院 主要内容:  胶凝砂砾石坝设计准则及受 力特性研究  工程实例  导则：大坝设计（胶凝砂砾 石坝) 胶凝砂砾石筑坝技术沿革  1970年美国J.M. Raphael首先提出，使用胶 结堆石料(Cement-enriched rockfill ）筑坝 ，用高效率的土石方运输机械和压实机械施工  后期法国、日本等国专家和技术人员开展了进 一步研究，并在希腊、日本、土耳其等国家建 设了硬填料坝（hardfill dam)、对称梯型坝 (symmetrical trapezoid dam)、胶凝砂砾 坝（CSG dam ）等 胶凝砂砾石坝的提出  在国外硬填料坝和CSG坝等坝型发展的基础上，中国水利水电科学研 究院、中国大坝协会通过自主研发，在2004年提出了胶凝砂砾石坝的 概念  最大粒径由80mm扩展到150mm  母材由河床砂、砾和卵石拓展到天然料、人工料和混合料  提出新型的防渗材料和结构  研制新型拌合设备 胶凝砂砾石坝的概念获得国际 认可，由我国倡导并推动国际 大坝委员会成立了胶结颗粒料 坝专业委员会 我国工程应用  2004年，中国水利水电科学研究院、中国大坝协会指导建成 我国第一座胶凝砂砾石坝工程——福建街面水电站下游围堰 （H=16.3m ），成功实现了两面挡水  随后陆续指导建成了福建洪口水电站上游围堰（H=35.5m ）、 云南功果桥水电站上游过水围堰（H=56m ）、贵州沙沱水电 站二期下游围堰（H=14m ）、四川飞仙关水电站一期纵向围 堰（H=12m ）等围堰工程  目前指导建设的山西守口堡水库大坝(H=61.6m)、岷江防洪 堤（最大堤高14m ）等永久工程即将动工 胶凝砂砾石与胶凝砂砾石坝 • 胶凝砂砾石（Cemented Sand Gravel and Rock ） • 使用少量的胶凝材料和工程现场不筛分、不水洗的砂、砾、石料， 通过简易拌和，经摊铺、振动碾压后形成的具备一定强度和抗剪性 能的筑坝材料 • 胶凝砂砾石坝（Cemented Sand Gravel and Rock Dam ，CSGR Dam ） • 介于堆石坝与混凝土坝之间 • 强调“宜材适构”理念，根据当地材料的特点进行坝体结构设计 • 充分利用当地材料，减少弃料 • 大坝安全余度不低于同等坝高的其他坝型 胶凝砂砾石坝是介于碾压混凝土坝与混凝土 面板坝之间的一种新坝型 胶凝砂砾石坝 碾压混凝土坝 100.00 变态混凝土 变态混凝土 二级配混凝土 三级配混凝 20.00 土 常态配混凝土层 排水孔 帷幕 帷幕 面板堆石坝 与碾压混凝土坝相比的主要特点 • 坝体断面较大 ：应力分布相对均匀且应力水平低，因此 对材料强度的要求较低 • 对坝体的基础适应能力强 ，地基要求降低 • 对筑坝材料要求较低 ，骨料选择范围宽，充分利用天然 砂砾石、基岩开挖料等，做到零弃料或者少弃料，有利 于环境保护 • 水泥用量少 ，绝热温升低，可简化或不进行温度控制， 施工更加快速、简捷 • 胶凝砂砾石坝上游坝面设有防渗层，其它坝面设保护层 与面板堆石坝相比的主要特点 • 断面显著减小 • 筑坝材料中加入胶凝材料，经碾压后形成的是胶结体 • 坝体具有一定的抗冲能力和抗剪、抗压强度，抗漫 顶破坏的安全性大大提高 • 泄水建筑物可以直接布置在坝体上 • 胶凝砂砾石的变形模量大约是碾压堆石的10 ～100倍