四川某水电站砾石土心墙堆石坝基础廊道变形渗水原因研究

瀑布沟大坝采用砾石土心墙坝,为了保证砾石土料源质量,在开采前,通过料场复查和土料物理力学指标等室内实验,确定了施工参数和开采范围;在开挖过程中,采取了一系列开采方案调整及工艺质量控制措施。为提高砾石土料生产效率,加强了砾石土开采、筛分、运输等环节的管理,并由专人控制表层剥离料厚度和剥离工艺,通过以上措施,使砾石土料开挖和供料质量达到了设计要求,为满足大坝填筑强度和质量要求提供了供料保证。

坝高186m的大渡河瀑布沟水电站堆石坝采用砾石土心墙,针对心墙料砾石级配范围宽、料源性质变化大、施工难度高的特点,在施工中制定了土料的压实质量控制标准和检测方法,并对检测结果进行了分析,详情予以介绍。

硗碛水电站砾石土心墙堆石坝是国内最早开建砾石土心墙坝中的第一高坝,国内施工经验较少。介绍了该工程的心墙土料通过可行的碾压试验取得了合理的施工碾压参数。

1 xxx砾石土心墙堆石坝施工技术 一、工程概况 xxx水电站位于大渡河中游、是大渡河流域水电开发的控制性水库之一，是一座 以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。电站总装机容 量3300mw，安装6台单机容量550kw的混流式水轮机，保证出力926mw，多年平均发 电量145.85kw·h。电站正常蓄水位850.00m,水库总库容53.9亿m3,其中防洪库容8.43 亿m3，调节库容38.8亿m3,水库干流回水长72km，库水面积84km2，具有季调节能力。 电站枢纽由砾石土心墙堆石坝、左岸地下厂房系统、左岸岸边开敞式溢洪道、左岸泄 洪洞、右岸放空洞及尼日河引水工程等工程项目和建筑物组成。工程等别为ⅰ等工程， 主要水工建筑物为1级。 二、大坝结构 xxx水电站大坝为砾石土心墙堆石坝，由心墙防渗料区、上下游反滤料区、上下 游过渡

以瀑布沟水电站砾石土心墙堆石坝施工期变形、应力监测资料为基础,对其主要监测断面的变形特征和应力分布进行了探讨。分析表明,心墙和堆石区最大沉降均位于1/3坝高上下;拱效应最强烈的部位也在1/3坝高处,与心墙坝壳沉降差最大的位置一致;孔隙水压力主要与土料含水量和施工进度有关。

泸定水电站坝基覆盖层深达148.6m,结构较为复杂,坝基防渗为该工程基础处理的主要技术难题,其施工难度在国内已建工程中也较为罕见。经过各设计阶段的不断深化研究,结合防渗处理的现场试验,提出了防渗墙下接帷幕的联合防渗设计方案。

在硗碛水电站的建设过程中,通过对砾石土心墙料的物性、渗透、级配、施工参数、施工措施、质量检测及监测等方面的系列研究,发现砾石土具有设计指标易控制、施工便捷、施工质量易保证的特点。作者根据自身经验,就硗碛水电站宽级配砾石土心墙料特性、施工技术、质量控制及监测运行情况等方面进行了一些分析、研究、总结,对同类工程有一定的借鉴作用。

瀑布沟水电站拦河大坝为砾石土直心墙堆石坝,最大坝高186m,具有防渗材料新颖、填筑工程量大、施工强度高和施工技术复杂等特点。在施工过程中,采取了合适的填筑方法和施工工艺,并在各种填筑材料的生产、加工和坝面作业全过程中进行了认真的质量控制。检测结果表明,原材料的质量合格,坝体填筑工艺合理,填筑质量良好。

硗碛水电站位于四川省宝兴县东河上游，为高坝引水式龙头水库电站。电站共装机3台，总装机容量240mw。电站拦河大坝为砾石土直心墙堆石坝，最大坝高125.5m，是国内较早建成的同类坝中的第一高坝。工程施工区内气候条件恶劣，年最低气温-12℃，多年平均气温8.9℃，多年平均降雨量为1000～1400mm，多年平均降雨日为146.7d，属典型的高寒多雨气候。在这样恶劣气候条件下建设超100m高的砾石土心墙堆石坝，其施工技术难度极大。

介绍了硗碛水电站大坝施工技术特点和设计技术要求,以及填筑施工监理质量控制措施和质量检查情况。

土石坝在施工过程中会在大坝心墙中产生超静孔隙水压力。对于高土石坝,施工期心墙防渗体内产生的超静孔隙水压力难以有效消散,因此坝体内部可能会出现较高的孔隙水压力。结合监测资料分析了填筑料的含水量和施工进度对心墙内孔隙水压力的影响。坝体内的高孔隙水压力对大坝的稳定性和安全性会产生重要影响。因此,加强施工期孔隙水压力的监测与分析工作,对于指导施工与设计,保证大坝的安全具有重要意义。

徐村水电站粘土心墙堆石坝施工——介绍了云南徐村水电站粘土心墙堆石坝建筑施工进度和质量控制，施工中，合理地布置施工道路以及依据土工试验作为监测手段是促进大坝填筑得以顺利进行的重要保证。　　

瀑布沟水电站砾石心墙堆石坝,最大坝高186m,根据施工期监测砾石土孔隙水压力、土压力及沉降变形,说明在砾石土心墙施工时,必须适度地控制含水量和填筑进度。

结合工程实例,采用duncan-chang的e-υ模型和abaqus软件分析了心墙土石坝在竣工期和蓄水期的应力变形规律。结果表明,土石坝蓄水后,由于水压力和托浮力的作用,蓄水期较竣工期在上游水平变形减小,下游增大;坝体的沉降与竣工期相差不大。坝体的应力水平有所提高,尤其是上游坝坡面出现了的拉应力。

古水水电站大坝为粘土心墙堆石坝，最大坝高305m。本文主要从坝体结构布置、坝体分区、坝料研究及坝基处理等方面，阐述古水水电站心墙堆石坝设计研究成果。

砾石土心墙堆石坝是采用砾石土料为防渗料的土石坝,因筑坝材料就地取材成本低廉而被广泛应用。通过瀑布沟大坝施工技术的归纳总结,阐述了砾石土心墙堆石坝的施工方法、步骤,为今后砾石土心墙堆石坝施工积累了经验,可资借鉴。

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糯扎渡水电站心墙堆石坝最大坝高261．5m，为在建的强震区超高土石坝，抗震设防烈度为9度，100年超越概率1％的基岩缝制加速度达0．436g。本文系统介绍了糯扎渡大坝的防震抗震研究成果及采取的抗震措施，可供其它类似工程参考。

其宗水电站大坝为300m级超高心墙堆石坝，防渗心墙采用掺砾土料，推荐心墙基础置于基岩，通过总结已有工程经验，对其宗心墙坝的设计进行了分析研究。根据大坝技术发展水平与工程实践，在深厚覆盖层上建设300m级心墙堆石坝是可行的。

对于高堆石坝,施工期心墙内部是否会出现过低的竖向土压力或较高的孔隙水压力对施工期以及蓄水期大坝安全稳定具有重要意义。以施工期砾石土心墙应力监测资料为基础,结合施工进度和过程资料,分别从时间、空间和影响因素分析砾石土心墙施工期竖向土压力和孔隙水压力,以期对土质心墙高堆石坝的设计理论和施工措施的完善具有促进作用。竖向土压力主要和土重度、土柱厚度和拱效应有关,沿坝轴线基本为对称分布;心墙拱效应最强烈的部位大约在1/3坝高处坝轴线附近;存在拱效应的高程土压力呈驼峰状分布,坝轴线附近土压力最小。孔隙水压力主要和竖直土压力、含水率有关。在大坝填筑过程中,应加强心墙土料和上下游坝壳含水率的控制,避免过高孔隙水压力的产生,并降低拱效应的影响。

本文主要介绍了西藏直孔水电站碎石土心墙堆石坝施工工艺和质量控制,施工中采用了合理的试验和检测方法,是大坝填筑顺利进行的重要保证,为高海拔心墙堆石坝施工提供了参考依据。

在水利工程中,挡水建筑物大多采用粘土心墙坝、粘土斜墙坝、粘壤土均质坝等坝型防渗挡水。黑龙江省水利水电勘测设计研究院设计采用浇筑式沥青心墙防渗堆石坝的型式还不多见。为此通过呼玛县团结水电站沥青混凝土心墙防渗堆石坝的实施,简要地介绍了其基础处理的设计和应用,以利于同行参考。