【摘 要】隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,不斷有新的施工技術(shù)被成功運(yùn)用在水利工程建設(shè)中,面板堆石壩就是這樣一種新型的堤壩結(jié)構(gòu),它是由防滲面板、防滲接地結(jié)構(gòu)和堆石壩體三部分組成,由于其施工技術(shù)具有簡(jiǎn)單易行,工程量較小,導(dǎo)流方便,安全性能高等特點(diǎn),在目前的水利工程建設(shè)中逐漸得到廣泛應(yīng)用。但是,面板堆石壩的結(jié)構(gòu)在大流量溢洪的問(wèn)題上還存在著一些缺陷,也是其施工技術(shù)需要完善的重點(diǎn)內(nèi)容。現(xiàn)本文就通過(guò)介紹面板堆石壩的主要特點(diǎn)和溢流式面板堆石壩的發(fā)展現(xiàn)狀,論述在面板堆石壩上建筑溢洪道的可行性,并提出相關(guān)建議?!娟P(guān)鍵詞】面板堆石壩;溢流技術(shù);壩體溢洪道;設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 面板堆石壩是近年來(lái)興起的一種新型堤壩結(jié)構(gòu),是以堆石壩體為主體支撐結(jié)構(gòu),在壩體上游修筑防滲面板,并使防滲面板與防滲接地結(jié)構(gòu)相連接,共同達(dá)到阻水防滲的效果。在不斷的應(yīng)用于發(fā)展過(guò)程中,面板堆石壩的施工技術(shù)得到很大的提高與改進(jìn),其設(shè)計(jì)理論也逐漸成熟完善,是目前最具發(fā)展前景的堤壩施工技術(shù)。溢流面板堆石壩就是在其基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,由于溢流面板堆石壩能夠充分利用施工中產(chǎn)生的廢料,降低工程成本,加快施工進(jìn)度,因此對(duì)面板堆石壩壩上溢流技術(shù)的應(yīng)用逐漸成為行內(nèi)研究的焦點(diǎn)?! ?、面板堆石壩的特點(diǎn) 面板堆石壩的迅速發(fā)展,并非偶然,這是由其自身在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)所決定的??傮w上說(shuō),它有如下一些特點(diǎn): ?。?)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,基本上不使用防滲土料,因此避免了占用農(nóng)田耕地?! 。?)即使面板壩發(fā)生某些裂縫、漏水,但堆石不會(huì)產(chǎn)生管涌,而且面板下部設(shè)置有級(jí)配良好的弱透水性的墊層,因此不會(huì)發(fā)生大的滲漏。面板壩具有良好的抗凍性,且不存在防滲體與反濾料的滲漏沖蝕問(wèn)題。 ?。?)壩體僅采用堆石或砂礫料填筑,施工簡(jiǎn)單,受氣候條件影響較小,故可全年高速施工,具有明顯的經(jīng)濟(jì)性?! ?、溢流式面板堆石壩的發(fā)展?fàn)顩r 堆石壩在水壩中的比重日益增大,在高壩領(lǐng)域中堆石壩的數(shù)量也超過(guò)了混凝土重力壩和拱壩,這并非是因?yàn)槭S嗟膬?yōu)良?jí)沃芬押苌伲饕且驗(yàn)槎咽瘔斡惺┕た?、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn),而溢流面板堆石壩更因其顯著的特點(diǎn)而受到水利工程技術(shù)人員的重視。溢流式面板堆石壩適合于河谷地形隘窄、山高坡陡難以修建獨(dú)立溢洪道的場(chǎng)地。根據(jù)國(guó)內(nèi)外一些面板壩的工程實(shí)踐,這種壩在技術(shù)上并不十分復(fù)雜,工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)節(jié)省,對(duì)環(huán)境影響較小,具有較好的應(yīng)用前景。根據(jù)現(xiàn)有資料分析,溢流式面板堆石壩對(duì)于中等壩高的工程,技術(shù)難度低,應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)較小,而且有一定類(lèi)似工程的技術(shù)手段、設(shè)計(jì)方法和實(shí)測(cè)資料,從而對(duì)工程的可靠性有了一定保證?! ?、堆石壩壩體上建溢洪道的可行性 在堆石壩壩體上開(kāi)展溢流技術(shù),修筑溢洪道是溢流式面板堆石壩工程的主要技術(shù)方法。由于這是一種新型的施工技術(shù),其施工技術(shù)還不夠成熟完善,因而沒(méi)有得到大面積的推廣與應(yīng)用。在經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員的仔細(xì)研究和精確的計(jì)算下,得出了在堆石壩上建立溢洪道是可行的這一結(jié)論,并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)和實(shí)際工程的施工應(yīng)用,為其可行性提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)?! ≡诙咽瘔螇误w上建溢洪道時(shí),其單寬泄流量要滿足技術(shù)規(guī)范的要求,只要單寬泄流量值達(dá)到技術(shù)人員精確計(jì)算后得出的數(shù)據(jù)值,在堆石壩壩體上建溢洪道就不妨礙到壩體的穩(wěn)定。堆石壩壩頂溢流主要的不安全因素是溢流壩段的穩(wěn)定及壩體的應(yīng)力、變形,而不安全因素的大小主要是由下泄流量和下泄水頭決定的。只要在設(shè)計(jì)中注重加強(qiáng)對(duì)下泄流量的控制,就能很好的實(shí)現(xiàn)溢流技術(shù)在堆石壩體上的應(yīng)用?! ?、溢流式面板堆石壩壩體溢洪道的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 壩體溢洪道是建筑在以松散介質(zhì)為材料,人工碾壓填筑的堆石體上,同時(shí)又經(jīng)受高速水流的作用。所以,在建立堆石壩壩頂溢洪道時(shí)應(yīng)遵循以下基本準(zhǔn)則: 4.1精心選擇作為溢洪道基礎(chǔ)持力層的堆石筑壩材料,不能用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)偏低的石料,填筑標(biāo)準(zhǔn)也不能降低,應(yīng)按上游支撐面板的墊層來(lái)設(shè)計(jì),控制級(jí)配、填筑干密度和孔隙率等物性指標(biāo),以盡可能提高堆石體的抗剪強(qiáng)度和變形模量,最大限度地使其變形量不超過(guò)溢洪道底板的允許值。 4.2壩身溢洪道有集中和分開(kāi)布置兩種形式,集中布置即是將溢洪道集中布置在壩體中部的某一位置;分開(kāi)布置是將溢洪道分為兩部分,分別布置在壩體的左右兩側(cè)。由于布置在壩體兩側(cè),不均勻沉降較大,運(yùn)行時(shí)可能導(dǎo)致溢洪道較大的變形,而且分段施工困難較多,一般多采用集中布置方案?! ?.3對(duì)溢洪道的平面布置和縱橫向體型應(yīng)力求緩變、平順和規(guī)整,并做好接縫止水,以防止折沖水流的發(fā)生,并減小動(dòng)水荷載對(duì)設(shè)置在堆石體上的泄槽的不利影響,防止結(jié)構(gòu)失穩(wěn)情況的出現(xiàn)。 4.4合理設(shè)計(jì)堆石體的排水能力,以消除泄槽底板下的浮托力,提高泄槽斜坡穩(wěn)定性。強(qiáng)化溢洪道與堆石體錨固聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu),以增加其間的連接強(qiáng)度,加大系統(tǒng)的整體性?! ?、壩體溢洪道設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)建議 雖然在堆石壩壩上進(jìn)行溢洪道的施工已經(jīng)被不少水利工程的實(shí)際應(yīng)用而驗(yàn)證了其可行性,但在壩體溢洪道的具體施工設(shè)計(jì)中,仍然有很多方面的考慮不夠周全,還存在很多問(wèn)題需要進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)而進(jìn)行解決。筆者通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的溢
HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹(shù)脂為原料生產(chǎn)的一種防水阻隔型材料。(密度為0.94g/cm3或以上的土工膜)。HDPE土工膜全稱(chēng)“高密度聚乙烯膜”,具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長(zhǎng)的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱(chēng)“高密度聚乙烯土工膜”,具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長(zhǎng)的使用壽命50年,廣泛使用在生活垃圾填埋場(chǎng)防滲,固廢填埋防滲,污水處理廠防滲,人工湖防滲,尾礦處理等防滲工程。
流式面板堆石壩的施工情況進(jìn)行深入研究分析,結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn),提出了以下幾點(diǎn)壩體溢洪道施工設(shè)計(jì)的建議,以供同行參考。 5.1壩身溢洪道的經(jīng)濟(jì)性是不容置疑的,但因其直接建筑在堆石體上,如果失事,后果將比岸邊式溢洪道要大的多,因此,應(yīng)認(rèn)真考慮工程的具體條件和可能承受的風(fēng)險(xiǎn),經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,然后做出慎重的選擇。 5.2應(yīng)注意壩身溢洪道位置選擇問(wèn)題。有條件的,要盡量布置在左岸或右岸壩段,以降低溢洪道在壩體部分的落差,并盡可能使出口遠(yuǎn)離壩腳。應(yīng)避免在下游堆石體超過(guò)60m斷面上布置溢洪道,因?yàn)橐3忠绾榈雷畲罅魉俨怀^(guò)30m/s,則需采用挑流消能,且鼻坎下要修建10m以上高度的混凝土擋墻,從而需要解決帶來(lái)的消能、防沖、防淘刷等相關(guān)問(wèn)題。 5.3在高速水流情況下,除對(duì)泄槽的橫縫結(jié)構(gòu)給予重視外,尚應(yīng)研究完善縱縫止水結(jié)構(gòu),做好縫下排水系統(tǒng),避免由于滲漏和高速水流對(duì)底板的不利影響,為避免產(chǎn)生縱縫而產(chǎn)生滲漏,在施工中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)防滲面板施工材料的質(zhì)量管理,并嚴(yán)格要求施工人員按照技術(shù)要求的規(guī)范程序進(jìn)行防滲面板施工,防止縱縫滲漏現(xiàn)象的發(fā)生?! ?.4應(yīng)重視溢洪道所處位置的壩體填筑設(shè)計(jì)。為減少溢洪道的變形,應(yīng)全部采用主堆石區(qū)的填筑標(biāo)準(zhǔn),在泄槽底板下,應(yīng)設(shè)置透水料并進(jìn)行碾壓,使之對(duì)底板混凝土提供平坦和堅(jiān)實(shí)的支撐,并起到排除滲水的作用?! ?、結(jié)語(yǔ) 通過(guò)研究與分析以及實(shí)際工程的驗(yàn)證,可以得出在面板堆石壩上進(jìn)行溢流技術(shù)的施工應(yīng)用是可行的。因其施工簡(jiǎn)便,成本低廉,節(jié)約環(huán)保,性能優(yōu)良,溢流式面板堆石壩是一種極具發(fā)展前景的堤壩施工技術(shù),在未來(lái)的水利工程建設(shè)發(fā)展中具有很高的研究?jī)r(jià)值。