土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計規(guī)范_第1頁
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附件1NB附件1NBICS27.ICS27.140P59中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/Txxxxx-202xP替代DL/T5411—2009土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計規(guī)范CodeforDesignspecificationofasphaltconcretefacingsandcoresforembankmentdams(征求意見稿)20xx-xx-xx發(fā)布20xx-xx-xx實施國家能源局發(fā)布前言根據(jù)《國家能源局綜合司關(guān)于印發(fā)2017年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂計劃及英文版翻譯出版計劃的通知》(國能綜通科技〔2017〕52號)的要求,規(guī)范編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究,認(rèn)真總結(jié)實踐經(jīng)驗,并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,修訂本規(guī)范。本規(guī)范的主要技術(shù)內(nèi)容包括:總則、術(shù)語、瀝青混凝土原材料、瀝青混凝土的技術(shù)要求及配合比、碾壓式瀝青混凝土面板設(shè)計、碾壓式瀝青混凝土心墻設(shè)計、澆筑式瀝青混凝土心墻設(shè)計、計算與分析、安全監(jiān)測、施工要求、初期蓄水和運行維護。本次修訂的主要內(nèi)容有:——增加了規(guī)范“術(shù)語”;——增加了附錄“水工瀝青混凝土的瀝青技術(shù)要求”;——增加了瀝青混凝土心墻土石壩過渡層技術(shù)要求;——增加了“計算與分析”、“施工要求”和“初期蓄水與運行維護”三章;——修訂了碾壓式瀝青混凝土面板瀝青混凝土技術(shù)要求;——修訂了土石壩瀝青混凝土原材料的技術(shù)要求;——修訂了瀝青混凝土及其配合比的技術(shù)要求;——修訂了碾壓式瀝青混凝土面板后墊層的技術(shù)要求;——修訂了土石壩瀝青混凝土心墻適用范圍;——修訂了澆筑式瀝青混凝土心墻瀝青混凝土的技術(shù)要求;——完善了碾壓式瀝青混凝土心墻布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)要求;——完善了瀝青混凝土心墻土石壩過渡料設(shè)計要求;——完善了土石壩瀝青混凝土心墻與岸坡剛性建筑物連接要求、壩基廊道與基座設(shè)計、心墻頂部設(shè)計的技術(shù)要求;——完善了土石壩瀝青混凝土面板與心墻監(jiān)測整理與分析要求;——刪除了水工瀝青標(biāo)準(zhǔn);——刪除了富勒級配公式;——刪除了澆筑式瀝青混凝土面板設(shè)計。本規(guī)范由國家能源局負(fù)責(zé)管理,由水電水利規(guī)劃設(shè)計總院提出并負(fù)責(zé)日常管理,由能源行業(yè)水電勘測設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(NEA/TC15)負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見或建議,請寄送水電水利規(guī)劃設(shè)計總院(地址:北京市西城區(qū)六鋪炕北小街2號,郵編:100120)。本規(guī)范主編單位:中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司本規(guī)范參編單位:本規(guī)范主要起草人:本規(guī)范主要審查人員:目次1總則 DL/TDL/T5411—2009過渡層料既可采用天然砂礫石料,也可采用人工砂石料或摻配料。如MPX、HJP、NEJ、KEQ采用天然的砂礫石料,YL、QX、GMZ、DT采用人工加工料。心墻兩側(cè)過渡層材料的質(zhì)量要求與一般土質(zhì)心墻過渡料不同,材料的級配要滿足瀝青混凝土心墻對過渡層功能的要求。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗和試驗成果表明,當(dāng)過渡層材料最大粒徑小于80mm時,易保證過渡層非線性模量與心墻非線性模量的匹配和過渡層的勻質(zhì)性。限制5mm、0.075mm粒徑含量目的在于提高過渡層的排水性,故過渡層骨料級配要通過試驗確定。NEJ工程壩殼砂礫石料的最大粒徑60mm,要求小于5mm的顆粒含量不大于40%,過渡料僅要求在心墻附近剔除50mm以上的顆粒,故小于5mm的含量有所增加。MPX筑壩料主要為石渣混合料(最大粒徑500mm)和石渣料(最大粒徑600mm),過渡料小于5mm的顆粒含量占20%~30%。TT筑壩料主要為料場開采料及開挖利用料(最大粒徑為400mm~600mm),過渡料最大粒徑為60mm或80mm,小于5mm的顆粒含量控制在35%左右?,F(xiàn)代堆石壩由于大型振動碾壓機具的采用,堆石體粒徑往往較大(最大粒徑一般80cm或120cm),堆石區(qū)的模量也較高,為保證壩料之間的變形平緩過渡,多在上下游心墻與壩殼堆石料之間設(shè)置兩層過渡層,如YL、HJP、QX等工程。YL工程壩殼堆石料最大粒徑800mm,過渡Ⅰ區(qū)厚度1.3m~1.6m、最大粒徑80mm、小于5mm粒徑的含量20%~40%,小于0.075mm粒徑含量不超過10%;過渡Ⅱ區(qū)厚度2m~4m、最大粒徑150mm,小于5mm粒徑的含量為10%~20%,小于0.075mm粒徑含量不超過5%。LTS工程壩殼堆石料最大粒徑800mm,過渡Ⅰ區(qū)厚度1.4m~1.65m、最大粒徑80mm、小于5mm粒徑的含量20%~45%,小于0.075mm粒徑含量不超過10%;過渡Ⅱ區(qū)厚度3m、最大粒徑150mm,小于5mm粒徑的含量為10%~30%,小于0.075mm粒徑含量不超過5%。HJP工程壩殼堆石料最大粒徑800mm~1000mm,過渡Ⅰ區(qū)厚度1.5m、最大粒徑80mm、小于5mm粒徑的含量25%~40%,小于0.075mm粒徑含量不超過4%;過渡Ⅱ區(qū)厚度3m、最大粒徑150mm,小于5mm粒徑的含量為15%~35%,小于0.075mm粒徑含量不超過5%。有的工程對過渡層還提出壓實度(密度或相對密度)、變形模量、滲透系數(shù)等要求,這要根據(jù)各工程的具體情況確定,如有的工程規(guī)定過渡料的相對密度要比壩殼的相對密度低0.05~0.1。6.3心墻與基礎(chǔ)、岸坡及其它建筑物的連接6.3.1瀝青混凝土心墻與基座連接處是防滲的關(guān)鍵部位。在瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)、岸坡和剛性建筑物的連接結(jié)構(gòu),是協(xié)調(diào)心墻變形及防滲設(shè)計的關(guān)鍵部位。一般巖基上多設(shè)置混凝土基座,也有在基座內(nèi)設(shè)置廊道的工程,如奧地利Finstertal壩、SXMPX防護壩;心墻與地基混凝土防滲墻的連接,有的采用混凝土基座,如YL和XBD大壩,有的采用混凝土廊道,如HJP和JP大壩。基座的主要作用表現(xiàn)在兩個方面:(1)為心墻施工提供平整的工作面,以保證連接部位的施工質(zhì)量;使心墻與基礎(chǔ)防滲處理工程形成一個完整、封閉的防滲體系;為灌漿施工提供良好的工作面。(2)表面平整、順直的基座,能防止因地形突變在防滲體軸線方向引起的壩體不均勻沉降導(dǎo)致心墻產(chǎn)生破壞。位于巖石地基上的基座寬度要滿足滲流控制的要求,基座寬度按容許水力梯度確定,可采用現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》NB/TXXXXX中的趾板下巖石地基的容許水力梯度的有關(guān)規(guī)定,且要滿足灌漿施工要求。對于非巖石基礎(chǔ)上的混凝土基座,如混凝土防滲墻頂基座,到目前為止還沒有一套完整的設(shè)計方法,可根據(jù)已建工程實踐經(jīng)驗或經(jīng)計算分析確定。心墻與岸坡、基礎(chǔ)等剛性建筑物連接部位要做好止水設(shè)計。以往工程多在基座頂面設(shè)置凹槽并設(shè)置金屬止水片,如MPX、XBD、LTS等工程;鑒于設(shè)置凹槽、止水片在施工時較為困難且與心墻碾壓存在施工干擾,可能降低連接部位的心墻質(zhì)量,在開展專項研究的基礎(chǔ)上,YL、HJP工程在該部位采用平面連接且不設(shè)止水的型式,工程建成后的監(jiān)測成果表明運行情況良好。因此,岸坡較緩時,心墻在自重的作用下適應(yīng)變形較好,基座表面可不設(shè)止水銅片,也便于機械化施工;岸坡較陡時,設(shè)置止水銅片,有利于防止心墻與基座之間拉裂形成滲透通道,但要做好止水埋設(shè)工作,確保止水部位瀝青混凝土的施工質(zhì)量。止水銅片的設(shè)置要根據(jù)各工程變形等具體情況確定。位于混凝土防滲墻上的基座要做好防滲墻與基座之間的接縫處理工作。圖6-4~圖6-19為碾壓式瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)、岸坡及其它建筑物的連接圖,供參考。1碾壓式瀝青混凝土心墻與巖基的連接碾壓式瀝青混凝土心墻在底部設(shè)置混凝土基座與基巖連接。心墻在接近基座時要適當(dāng)加厚。心墻與基座的連接面宜做成平面,也可做成弧面。連接面上可設(shè)或不設(shè)止水槽或金屬止水帶?;鶅?nèi)可設(shè)或不設(shè)廊道?;炷粱勺鳛榛A(chǔ)帷幕灌漿的蓋重和工作平臺。圖6-4為不設(shè)廊道和滲漏監(jiān)測系統(tǒng)的心墻與基座的連接,適用于河床無覆蓋層或覆蓋層很薄的高、中、低壩。圖6-5為挪威90m高的Storvatn斜心墻壩心墻與基座的連接。涂刷在基座表面的砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂是指由砂、填料和熱瀝青按適當(dāng)比例拌和而成的混合物。圖6-6為設(shè)有滲漏監(jiān)測系統(tǒng)的心墻與基座的連接。圖6-7所示的心墻與基座的連接,適用于河床有覆蓋層的中等高度的壩。圖6-4瀝青混凝土心墻與基座的平面連接1一瀝青混凝土心墻;2一砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;3一過渡層;4一混凝土基座;

5一灌漿帷幕;6一基巖:7一回填砂卵石或低標(biāo)號混凝土。尺寸單位:mm圖6-5瀝青混凝土斜心墻與基座的連接1—瀝青混凝土心墻;2—過渡層1;3—過渡層2;4—壩殼;5—混凝土基座;

6—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;7—帷幕灌漿:8—基巖面。尺寸單位:mm圖6-6底部設(shè)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)的瀝青混凝土心墻與基座的連接1—瀝青混凝土心墻;2—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂層;3—過渡層;4—混凝土基座;

5—帷幕灌漿;6—基巖;7—排水管;8—導(dǎo)墻圖6-7中部設(shè)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)的心墻與基座的連接1一瀝青混凝土心墻;2一過渡層;3一截水槽;4一排水管;5一混凝土基座;

6一灌漿椎幕;7一砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;8一堆石;9一回填黏土;10一砂卵石圖6-8為中國香港GD瀝青混凝土心墻及其監(jiān)測廊道的布置。有兩道心墻,下游側(cè)心墻擋海水的滲漏,廊道布置在基座以上,監(jiān)測上下游滲漏情況。這種布置適用于河床覆蓋層較厚,下游側(cè)水位較高的壩基。圖6-9為奧地利Finstertal斜心墻壩(心墻高96m)瀝青混凝土心墻與廊道基座的連接。廊道內(nèi)可進行滲漏監(jiān)測和帷幕灌漿。圖6-10為MPX防護壩瀝青混凝土心墻與廊道基座的連接。適用于河床覆蓋層較薄、中等高度以上的壩。圖6-8兩道瀝青混凝土心墻與混凝土基座及廊道的連接1一瀝青混凝土心墻;2一砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;3一過渡層;4一監(jiān)測廊道;5一混凝土基座;

6一上、下瀝青混凝土防滲蓋板;7一反濾料;8一上、下排水管;9一帷幕灌漿;

10一基巖。尺寸單位:mm圖6-9瀝青混凝土斜心墻與混凝土廊道基座的連接1一有排水管的混凝土導(dǎo)墻;2一瀝青混凝土心墻;3一監(jiān)測廊道;4一排水口;

5一心墻滲水的排水管;6一雨水及地下滲水的排水管。圖6-10垂直瀝青混凝土心墻與混凝土廊道基座的連接1一瀝青混凝土心墻;2一過渡層;3一壩殼;4一砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;5一混凝土基座;

6一廊道;7一帷幕灌漿;8一基巖。尺寸單位:mm2瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)防滲墻的連接瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)混凝土防滲墻的連接如圖6-11、圖6-12和圖6-13所示,適用于覆蓋層較厚的中等高度以上的壩。圖6-11為MPX防護壩岸坡壩段瀝青混凝土心墻與混凝土防滲墻的連接,圖6-12為125.5m高的四川YL壩瀝青混凝土心墻與深混凝土防滲墻的連接。圖6-11瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)混凝土防滲墻的連接1—瀝青混凝土心墻;2—過渡層;3—壩殼;4—混凝土底梁;

5—基礎(chǔ)混凝土防滲墻;6—強風(fēng)化巖。圖6-12瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)混凝土防滲墻的連接1—瀝青混凝土心墻;2—過渡層1;3—過渡層2;4—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;

5—堆石壩殼;6—混凝土基座;7—混凝土防滲墻;8—開挖線。圖6-13瀝青混凝土心墻與混凝土防滲墻的連接1—心墻軸線;2—瀝青混凝土心墻;3—下游過渡層;4—上游過渡層;5—壩體砂礫料;

6—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂槽;7—止水片;8—混凝土防滲墻。尺寸單位:mm3瀝青混凝土心墻與岸坡基巖的連接在岸坡基巖面上開挖凹槽,槽內(nèi)澆筑混凝土基座。在平面上心墻厚度局部加厚與基座連接,接觸面宜做成弧形,也可做成平面,在接觸面上設(shè)或不設(shè)止水片。岸坡混凝土基座在立面上宜具有緩于1:0.25的斜坡,以保持心墻與接觸面為壓力接縫。高、中壩、陡岸坡心墻與基座的接縫宜設(shè)止水片,如圖6-14和圖6-15所示。中低壩、平緩岸坡可不設(shè)止水片。圖6-14瀝青混凝土心墻與岸坡基座的連接平面示意圖1—瀝青混凝土心墻;2—混凝土基座;3—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;4—岸坡基巖;

5—錨筋;6—止水片;7—過渡層。圖6-15瀝青混凝土心墻與岸坡基座的連接平面示意圖1—瀝青混凝土心墻;2—過渡層;3—壩殼;4—混凝土基座;5—開挖線;6—基巖。4瀝青混凝土心墻與剛性建筑物的連接瀝青混凝土心墻與混凝土邊墻的連接,要在邊墻的平面上設(shè)置凹槽,心墻局部加厚直接與邊墻凹槽連接。邊墻在立面上宜具有緩于1:0.25的斜坡,以保持心墻與邊墻為壓力接縫。接縫面不設(shè)置止水片的連接如圖6-16所示,適用于中、低壩;接縫面設(shè)置止水片的連接如圖6-17所示,適用于中等高度以上的壩。圖6-16瀝青混凝土心墻與混凝土建筑物連接1一瀝青混凝土心墻;2—心墻底部和側(cè)面的加厚部分;3—過渡層;

4一混凝土建筑物;5—混凝土基座;6—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;7—基巖。圖6-17瀝青混凝土心墻與混凝土建筑物的連接1一瀝青混凝土心墻;2—心墻側(cè)面加厚部分;3—過渡層;4一混凝土建筑物;

5—止水片;6—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂。尺寸單位:mm5瀝青混凝土心墻頂部與防浪墻的連接圖6-18、圖6-19為瀝青混凝土心墻與壩頂防浪墻的連接。圖6-18垂直瀝青混凝土心墻與壩頂防浪墻的連接1一原壩軸線;2—瀝青混凝土心墻;3—防浪墻;4一機械填筑;5—瀝青瑪蹄脂;

6—干砌石;7—護坡;8—人工填筑。尺寸單位:mm圖6-19瀝青混凝土心墻與壩頂防浪墻的連接1一混凝土防浪墻;2—瀝青混凝土心墻;3—瀝青瑪蹄脂;4一壩頂路面;

5—壩頂路面基層;6—過渡料;7—壩殼料;8—護坡。6.3.2心墻基座(尤其是兩岸岸坡部位)沿軸線方向的臺階、緩變陡部位,可能會在該部位出現(xiàn)應(yīng)力集中而拉開,而坡度過陡以及反坡將導(dǎo)致該部位處于受拉狀態(tài),不利于心墻的應(yīng)力變形和防滲性能;因此需要對基座沿防滲軸線方向的形態(tài)、坡比進行合理控制。對基座表面坡比提出控制要求的目的是防止因兩岸坡不均勻沉降導(dǎo)致壩體產(chǎn)生橫向裂縫,其變坡角的要求與土質(zhì)防滲體分區(qū)壩的要求相同。目前國內(nèi)已建瀝青混凝土心墻壩岸坡坡比最陡的是新疆XBD工程,右岸坡比為1:0.35,在建的HYD水庫大壩左岸坡比采用1:0.3。德國有一項工程,瀝青混凝土心墻與一座僅8m高的水泥混凝土墻連接,其坡比為1:0.125,防滲效果較好。但我國對某些工程三維計算表明,1:0.25(垂直:水平)的坡比連接,連接面不會出現(xiàn)拉應(yīng)變,防滲是有保證的。根據(jù)目前國內(nèi)工程經(jīng)驗,本規(guī)范推薦心墻與基座或其它剛性建筑物連接部位的表面坡比宜緩于1:0.25。瀝青混凝土心墻的混凝土基座(廊道)不宜高出基巖面很多,因混凝土與瀝青混凝土兩種材料剛度不同,如基座高出巖面很多,基座(廊道)將會出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。奧地利Finstertal壩等工程,有廊道的基座設(shè)置在基巖開挖的基槽內(nèi),其頂面與基巖面齊平,安全監(jiān)測表明情況良好。6.3.3為保證瀝青混凝土心墻底部與基座相連接,提高連接之間的防滲性,一般都在基座表面與心墻連接處設(shè)擴大段,加大瀝青混凝土心墻與基座連接面的寬度。已建工程在河床部位垂直擴大段的高度一般為2.0m~3.0m,擴大段的擴大系數(shù),即擴大段下部的心墻厚度與擴大段上部厚度之比,大致為2~3。心墻與岸坡及其它剛性建筑物連接要設(shè)水平擴大段,擴大段的長度根據(jù)工程情況確定。擴大段推薦采用線性漸變連接。6.3.4壩基帷幕灌漿占大壩施工直線工期,影響大壩填筑施工,會加大壩體防洪度汛斷面的填筑強度,在壩基布置廊道,壩體填筑和帷幕灌漿可同步施工,使得帷幕灌漿不再占大壩施工直線工期,對提前發(fā)電有益,經(jīng)濟效益明顯,同時壩基廊道在運行期可用于心墻變形觀測以及做為壩基防滲補強施工的平臺。心墻與基礎(chǔ)混凝土防滲墻采用廊道連接型式,以往多用于土心墻壩,目前HJP工程瀝青混凝土心墻與河床壩基混凝土防滲墻采用了廊道連接的方式。廊道結(jié)構(gòu)尺寸在滿足灌漿、檢查等要求的基礎(chǔ)上,宜盡量小,以改善廊道及下部防滲墻的應(yīng)力變形狀態(tài);廊道通常采用城門洞型,凈空尺寸(2.5m~3.0m)×(3.0m~4m)(寬×高)。根據(jù)多個工程對廊道結(jié)構(gòu)進行的有限元分析結(jié)果,廊道不同部位承受了較大的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力,需要通過加強配筋解決結(jié)構(gòu)的強度問題。需要說明的是,與土心墻壩不同,瀝青心墻壩廊道周邊沒有土料的保護,承受很大的滲透比降,要求其具備足夠的抗?jié)B強度,滿足耐久性要求。圖6-20為85.5m高的四川HJP瀝青混凝土心墻與深混凝土防滲墻的連接。圖6-20瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)混凝土防滲墻的連接1—瀝青混凝土心墻;2—過渡層1;3—過渡層2;4—砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂;5—堆石壩殼;6—壩基水平反濾層;7—混凝土廊道;8—基礎(chǔ)混凝土防滲墻;9—壩基覆蓋層;10—開挖線7澆筑式瀝青混凝土心墻設(shè)計7.0.1澆筑式瀝青混凝土可人工澆筑,澆筑后稍加插搗靠自重壓密而不必機械碾壓。澆筑溫度較高且采用模板施工,保溫條件較好,澆筑上一層時下層瀝青混凝土不需要烘熱,可在低溫條件下進行施工。已建工程實踐表明,在-30℃的情況下所澆筑的瀝青混凝土心墻質(zhì)量可以得到保證,但最好避開一年中最冷的月份,以提高施工效率,避免施工人員在惡劣條件下操作以確保工程質(zhì)量。心墻結(jié)構(gòu)和施工工藝簡單,澆筑速度快,可與主體工程同步進行。在寒冷地區(qū)可以簡化施工導(dǎo)流,縮短工期。我國在東北、新疆等地已建澆筑式瀝青混凝土心墻壩或圍堰近20座,壩高大多在20m~40m之間,超過50m以上的僅有3座。另外,中壩、高壩的瀝青混凝土心墻多采用碾壓式施工。所以,在寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)、又需冬季施工的條件下多采用這種壩型。目前國內(nèi)對高土石壩澆筑式瀝青混凝土心墻缺乏工程實踐經(jīng)驗,故規(guī)定澆筑式瀝青混凝土心墻用于不超過50m的土石壩工程。7.0.4澆筑式瀝青混凝土心墻靠自重流變和適當(dāng)振搗密實,故適合豎垂直布置。7.0.5澆筑式瀝青混凝土心墻的厚度從防滲考慮,只需幾厘米即可滿足要求,從流變變形的角度考慮,也是厚度小有利。但是考慮壩體剪切變形或受震動而發(fā)生相對錯動,必須有一定防滲厚度,同時為了便于施工,保證施工質(zhì)量,心墻厚度也不能過??;如果心墻厚度過大,則自重流變壓力和流變量隨之增大,這會導(dǎo)致心墻產(chǎn)生側(cè)向膨脹,影響壩殼的穩(wěn)定。國內(nèi)已建澆筑式瀝青混凝土心墻壩見表7-1,綜合考慮上述各種因素,總結(jié)已建工程經(jīng)驗,心墻厚度可按壩高的1%控制,但心墻的最小厚度不宜小于20cm。心墻從頂部至基座宜設(shè)成臺階式逐級加厚。

表7-1國內(nèi)已建澆筑式瀝青混凝土心墻壩特性表編號工程名稱完成年份壩殼料庫容(萬m3)壩高(m)心墻厚度(cm)副墻1吉林BH1972堆石35624.512~1540cm渣油砂漿砌筑塊石2遼寧GTZ1977砂礫石63220.515~3030cm瀝青砂漿砌塊石3北京YJT1980堆石231530上游側(cè)20cm、下游側(cè)40cm瀝青砂漿砌塊石4河北EDH1981堆石6203020~255遼寧BLH副壩1983堆石9310032.340~506黑龍江KEB1984堆石3900023.520上、下游各15cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊7黑龍江XG1991堆石1900033.812~22上、下游各15cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊8黑龍江XS1996堆石3020050.716~40上、下游各15cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊9黑龍江SK1998堆石8590035.718~22上、下游各15cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊10黑龍江BS1999堆石420039.816~24上、下游各15cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊11黑龍江FDYZ2002堆石960029.918~20上、下游各12cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊12黑龍江JB2003堆石570044.822~28上、下游各15cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊13黑龍江TJ2005堆石42.320~40上、下游各15cm瀝青砂漿砌混凝土預(yù)制塊14新疆QFQH上游圍堰2003堆石4930~40無近期新疆等地新建的澆筑式瀝青混凝土心墻多采用鋼模板施工,施工速度快,技術(shù)經(jīng)濟效果好。東北的NEJ工程采用耐高溫的柔性布基材料(如無紡布)取代剛性的瀝青砂漿混凝土預(yù)制塊副墻,利用提模和滑動模板倉技術(shù)施工澆筑式瀝青混凝土新型復(fù)合防滲心墻,取得了較理想的效果。前蘇聯(lián)鮑谷昌大壩澆筑式瀝青混凝土心墻采用多種形式的模板配合使用,即在心墻縱向傾斜的基礎(chǔ)部分采用與心墻軸線垂直布置的拼裝式模板,在心墻基座部位采用提升一拆移模板,心墻其它部位采用提升式模板,貼近模板段的過渡層填筑和壓實質(zhì)量可以得到保證。故條文中予以推薦。為了防止瀝青混凝土黏結(jié)模板,模板上可涂刷脫模劑,或在模板內(nèi)壁加設(shè)一層三元乙丙橡膠卷材,使其更好地起到脫模的作用,最終與心墻成為一個整體,增加心墻的可靠性。7.0.6設(shè)置保護層主要目的是為了防止壩頂受凍或者受其它因素影響產(chǎn)生破壞,避免心墻產(chǎn)生裂縫、漏水。寒冷地區(qū)凍深大,心墻頂部和上游側(cè)埋深(包括過渡層及護坡等)一般都小于凍結(jié)深度,東北地區(qū)修建的澆筑式瀝青混凝土心墻壩大都在壩上游坡頂部專門用于砌石砌筑保護體,心墻頂部增設(shè)一層5cm~10cm聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫(或瀝青珍珠巖預(yù)制塊)作為保溫層。7.0.7由于施工期洪水主要由壩體預(yù)留的導(dǎo)流缺口宣泄,因此導(dǎo)流缺口部位的瀝青混凝土心墻,相對于兩側(cè)心墻一般會滯后較長一段時間施工。導(dǎo)流缺口部位等心墻分期澆筑段的斜立面,在施工前處理困難,時間又緊,工作量大,對斜立面部位可在前期澆注瀝青混凝土?xí)r埋設(shè)止水銅片,以保證接縫處的防滲效果。7.0.8心墻兩側(cè)過渡層使用材料的質(zhì)量要求與一般土質(zhì)心墻過渡料(反濾料)基本一樣,但材料的級配要滿足瀝青混凝土心墻對過渡層功能的要求。工程實踐經(jīng)驗和試驗成果表明,當(dāng)過渡料最大粒徑小于60mm時,易保證過渡層與心墻的變形過渡。限制5mm、0.075mm顆粒含量在于保證過渡層的密實性排水性。為使心墻、過渡層、壩殼料的變形平緩過渡,要充分考慮澆筑式瀝青混凝土的變形模量較小的特性。7.0.9近20年來,隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展和煉油技術(shù)的提高,減壓渣油亦很少生產(chǎn),多采用中、輕交通道路瀝青或重交通道路瀝青,選取黏度適當(dāng)?shù)娜芤荒z型、延度大的直餾瀝青。澆筑式瀝青混凝土瀝青針入度多為40~100(0.1mm,25℃),針入度指數(shù)在±2之間,瀝青含量較大,一般在9.5%~13%之間,屬于無孔隙型瀝青混凝土。澆筑式瀝青混凝土具有很高的防滲性能,其滲透系數(shù)一般小于1×10-12cm/s;澆筑式瀝青混凝土具有較高的密實性,可以認(rèn)為是不透氣的,杜絕了與空氣中的氧發(fā)生老化作用;澆筑式瀝青混凝土具有較好的抗裂性能,一般不易出現(xiàn)裂縫,當(dāng)有裂縫產(chǎn)生時,可以在自重壓力作用下自愈。已建工程澆筑式瀝青混凝土撓曲試驗成果見表7-2。從表中可知,澆筑式瀝青混凝土在低溫下彎曲應(yīng)變一般在1%以上,可以適應(yīng)土石壩的變形要求。但澆筑式瀝青混凝土存在離析問題,且流變變形較大。

表7-2已建工程澆筑式瀝青混凝土撓曲試驗成果表工程名稱完成年份試驗溫度(℃)極限拉應(yīng)變(%)瀝青混凝土配合比吉林BH19720~31.3大慶堿壓渣油10%+蘭煉(10號)5%、摻2%石棉,石灰石粉25%、砂子29%和碎石29%黑龍江KEB19847~81.3大慶堿壓渣油8.5%+大慶瀝青(10號)8.5%、摻4%石棉,石灰石粉12%、石灰石碎屑67%-400.12黑龍江XG1991209.29勝利瀝青(60號)10.7%,石灰石粉7.1%、石灰石碎屑45.6%和石灰石碎石36.6%75.88黑龍江BS1999235.08摻配瀝青(大慶堿壓渣油:錦西10號=2:1)12%、摻2%石棉(7級),石灰石粉11%、石灰石碎屑38%和石灰石碎石37%-1~01.45-291.16黑龍江SK1998203.33摻配瀝青(大慶堿壓渣油:錦西10號=1.3:1)12.5%,石灰石粉15.5%、石灰石碎屑36%和石灰石碎石36%51.58-160.88-280.69黑龍江FDYZ2002109.321號瀝青混凝土:勝利瀝青(100號)10.7%,石灰石粉13.4%,細(xì)骨料(石灰石碎屑0.08~5mm)35.7%,粗骨料(石灰石碎石5~20mm)40.2%-23.62-151.41-250.891011.412號瀝青混凝土:道路瀝青(100號)9.1%、石灰石粉20%,細(xì)骨料36.4%,粗骨料34.5%-29.29-153.19-250.92澆筑式瀝青混凝土心墻對瀝青混凝土的要求主要有:密實防滲,對瀝青含量較大的澆筑式瀝青混凝土而言一般不存在問題;流變速度與流變壓力小,因而需要選擇針人度較小的瀝青,且瀝青用量不宜過大;施工流動性好,因而需要選擇針人度不宜過小的瀝青,且瀝青用量不宜過??;質(zhì)量均勻不分離,因而要求骨料粒徑和骨料級配指數(shù)不能過大。瀝青混凝土配合比要通過試驗確定。澆筑式瀝青混凝土心墻的沉降量和沉降速度反映心墻的流變特性。若沉降量和沉降速度大,表明瀝青混凝土心墻抗流變性差,心墻混凝土在自重作用下產(chǎn)生的流變會引起較大的側(cè)向壓力,有可能導(dǎo)致心墻的失穩(wěn),故要予以限制。根據(jù)實際工程觀測值和中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司科學(xué)研究院的試驗成果,澆筑式瀝青混凝土只要選擇合適的瀝青,心墻頂部的沉降速度很小。BH大壩運行10年后,實測大壩心墻最大沉陷為39cm,人工拋石與心墻的沉陷基本上是同步的,心墻頂部向下游方向最大水平位移為9.5cm,大壩運行30年后,又進行了系統(tǒng)觀測,心墻沒有出現(xiàn)新的沉陷和水平位移。KEB大壩運行一年多進行了系統(tǒng)觀測,實測到心墻頂部最大沉陷為4.1cm,頂部向下游方向水平位移1.7cm;大壩運行18年左右又進行了觀測,心墻頂部沒有出現(xiàn)新的沉陷和水平位移。XG大壩運行5年后進行了觀測,其心墻頂部的沉陷為20.4cm,頂部向下游方向的水平位移為27.5cm,大壩蓄水后,出現(xiàn)了滲漏問題,滲漏量為0.13m3/s,采取堵漏措施后滲漏量減少了30%。BS大壩1999年蓄水,2002年10月對心墻運行情況進行了觀測,心墻頂部的沉陷和向下游方向的水平位移都很小,兩者均為2cm~3cm。一般心墻頂部流變沉降速度在完工后第一年限制在1cm左右,對心墻的穩(wěn)定是有保證的。如流變沉降速度過大,則瀝青可改用凝膠型瀝青。關(guān)于澆筑式瀝青混凝土心墻頂部的流變沉降速度根據(jù)《水工瀝青與防滲技術(shù)》1987年第2期中王為標(biāo)等《瀝青防滲結(jié)構(gòu)計算公式的推導(dǎo)和應(yīng)用》提出:(7-1)(7-2)(7-3)式中:v———心墻頂部流變沉降速度(m/s);β———無因次的變異指數(shù),由流變試驗確定;η———結(jié)構(gòu)黏度,由流變試驗確定,pab———心墻平均厚度(m);H———壩高(m);γa———瀝青混凝土的容重(N/m3);γw———水的容重(N/m3);γg'———壩殼料的浮容重(N/mλ———壩殼料在飽和狀態(tài)下的側(cè)壓力系數(shù),按式(7-3)計算。K———壩殼料的變形系數(shù)(m/Pa);t———時間(s)?!舅憷磕碀仓綖r青混凝土心墻砂礫石壩,高50m,心墻平均厚度50cm,當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟?℃,通過試驗,采用瀝青混凝土配合比為:瀝青含量12.5%,礦粉含量15.5%,粒徑小于5mm的細(xì)骨料含量36%,粒徑為5mm~20mm粗骨料含量36%,容重γ=20kN/m3。通過剪切流變試驗得異變指數(shù)β=2.2,結(jié)構(gòu)黏度[η]=9×l015Paβ·S。壩殼料在飽和狀態(tài)下的容重γ’=12kN/m3,壩殼料在飽和狀態(tài)下的摩擦角φ’=30°,壩殼料的變形系數(shù)K=8×l0-9m/Pa,壩坡平均坡度1:2.5。按上述方法計算的流變沉降速度:v=2.52mm/a。根據(jù)近十年的研究和實際工程的觀測,上述計算方法考慮了時間t和壩殼料的變形系數(shù)K,比較合理,量綱正確,計算結(jié)果與試驗和觀測比較符合。關(guān)于瀝青混凝土心墻的流變沉降速度計算在國內(nèi)實際工程應(yīng)用的經(jīng)驗還不十分成熟,故暫不列入條文或附錄,在此只加以介紹說明,便于今后應(yīng)用時研究參考。對高于30m的澆筑式瀝青混凝土心墻土石壩,心墻可按線彈性模型計算。計算所需參數(shù),對于重要的工程要通過試驗得到,試驗時的溫度宜采用當(dāng)?shù)氐亩嗄昶骄鶜鉁?,試驗加荷速度盡量接近心墻的施工速度并考慮水庫的運行工況;其它工程可用工程類比法確定。我國東北地區(qū)已建的壩高超過30m的澆筑式瀝青混凝土心墻土石壩大部分都用有限元方法進行了變形和應(yīng)力應(yīng)變分析(二維計算),采用非線性雙曲線模型(E-μ或E-B模型),心墻和過渡料之間一般設(shè)置接觸(摩擦)單元;為配合計算,對瀝青混凝土和壩殼料都進行了三軸試驗,以確定計算參數(shù);有的工程(例如XS工程)利用原型觀測資料進行了反演分析。但由于工程實例不多,計算參數(shù)的選取不一定合理、符合實際,尤其對分析成果影響最顯著的澆筑式瀝青混凝土的K、n等參數(shù),很不穩(wěn)定,缺乏規(guī)律性。澆筑式瀝青混凝土心墻土石壩的有限元計算、試驗和研究工作有待進一步探索,故條文中未作要求。7.0.10澆筑式瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)、岸坡、剛性建筑物的連接,與碾壓式瀝青混凝土心墻的要求相同。圖7-1~圖7-5為澆筑式瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)、岸坡及其它建筑物連接圖,供參考。圖7-1澆筑式瀝青混凝土心墻與基巖的連接示意圖1一瀝青混凝土心墻;2—混凝土基座;3—過渡層;4一基巖。尺寸單位:mm圖7-2澆筑式瀝青混凝土心墻與剛性建筑物的連接示意圖1一瀝青混凝土心墻;2—溢洪道邊墩;3—止水銅片;4一過渡層;5一引渠導(dǎo)墻。圖7-3澆筑式瀝青混凝土心墻與剛性建筑物的連接示意圖1一瀝青混凝土心墻;2—涵管;3—止水銅片;4一混凝土齒墻。尺寸單位:mm圖7-4澆筑式瀝青混凝土心墻與防浪墻的連接示意圖1一瀝青混凝土心墻;2—混凝土防浪墻;3—止水銅片;4一干砌石;5一過渡層;

6一壩體堆石;7一干砌石護坡。尺寸單位:mm圖7-5澆筑式瀝青混凝土心墻與岸坡的連接示意圖1一瀝青混凝土心墻;2—岸坡混凝土齒墻;3—止水銅片。8分析與計算8.0.1碾壓式土石壩和混凝土面板壩在抗滑穩(wěn)定、滲流、應(yīng)力應(yīng)變分析方法、參數(shù)取值、穩(wěn)定安全評價標(biāo)準(zhǔn)方面有完整的體系,因此,瀝青防滲體自身有關(guān)計算在滿足本規(guī)范要求的基礎(chǔ)上,瀝青混凝土面板和心墻土石壩的穩(wěn)定與安全計算與分析評價要按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》NB/Txxxxx和《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》NB/Txxxxx的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。瀝青混凝土面板堆石壩一般不需進行滲流計算分析,但存在一些特殊情況時,滲流問題將成為影響大壩安全的關(guān)鍵,需按照《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》NB/TXXXXX進行相應(yīng)的滲流計算分析:1當(dāng)采用壩體臨時斷面擋水度汛,需對壩體滲流量及不同土層(壩料)的滲透坡降、壩體浸潤線等進行分析。2當(dāng)大壩建基于覆蓋層上,需分析壩體和壩基滲流量及各土層(壩料)的滲透坡降,核算其滲透穩(wěn)定性。3采用懸掛式防滲系統(tǒng),以及兩岸未接至相對不透水層或蓄水前地下水位線的防滲系統(tǒng)時,需對壩體和壩基滲流量及各土層(壩料)的滲透坡降進行分析。4斷層或破碎帶易產(chǎn)生其中集中滲漏或滲透破壞,需對壩體和壩基滲流量、各斷層帶及其周邊土層(壩料)的滲透坡降進行分析。5壩基內(nèi)地下洞室會加大地基的滲透坡降,故地下洞室分布密集時,要結(jié)合地下洞室的防滲、排水措施對壩體和壩基滲流量及各土層(壩料)的滲透坡降進行分析。8.0.3《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》NB/TXXXXX中已明確土石壩的粗粒料采用非線性抗剪強度指標(biāo)進行穩(wěn)定分析??够€(wěn)定與應(yīng)力應(yīng)變計算中瀝青混凝土的參數(shù)要通過試驗確定。由于瀝青混凝土材料對溫度和加載速度極為敏感,試驗確定的參數(shù)受溫度和加載速度影響較大,故本規(guī)范對試驗的條件提出了要求,即試驗的溫度、加載速度控制要接近環(huán)境條件和施工、運行情況,試驗溫度宜采用當(dāng)?shù)囟嗄昶骄鶜鉁兀岳谟嬎憬Y(jié)果能夠反映心墻的實際工作狀態(tài),但要完全符合心墻的工作條件也很難做到。大量的瀝青混凝土三軸試驗表明,按非線性雙曲線模型確定的參數(shù),對分析成果影響很大的K、n等參數(shù)很不穩(wěn)定,有時缺乏規(guī)律性,這說明Janbu提出的初始切線模量與圍壓關(guān)系對瀝青混凝土并不完全適應(yīng)。其影響因素較多:如瀝青原材料性質(zhì)、配合比、試件成型和脫模方法、試驗采用的圍壓大小、加載變形速度、試驗溫度等,對于鉆芯取樣,受瀝青混凝土冷卻時間、鉆取時受到的損傷等因素影響,試驗中更難得到真實的較有規(guī)律的初始模量值。這些問題有待于在今后的工程中進一步研究。目前為了獲得較好的試驗成果,要統(tǒng)一試驗方法,嚴(yán)格執(zhí)行試驗操作規(guī)程,并且在同一條件下多做一些試件的試驗,以取得較為合理的試驗數(shù)據(jù)。近年的試驗還表明,心墻瀝青混凝土的值大致在~范圍,n值較小,大致在~范圍。而Φ、則較有規(guī)律。泊松比μ基本為一常數(shù),約為~。采用E-B模型計算時,瀝青混凝土的體變模量參數(shù)、可利用三軸試驗資料按下述方法計算:在不同圍壓下測得的軸向應(yīng)變與體應(yīng)變的關(guān)系中,取體應(yīng)變曲線由壓縮轉(zhuǎn)變到回脹時的體應(yīng)變及其相對應(yīng)的偏應(yīng)力,計得平均應(yīng)力σm=σ1+2σ3/3和該圍壓下的體變模量E我國YL、MPX、XBD等瀝青混凝土心墻壩都進行了動力分析,在動力分析中,對心墻瀝青混凝土進行了動三軸試驗。8.0.4對于1級高壩或地質(zhì)條件、壩料條件較為復(fù)雜的瀝青混凝土防滲體土石壩,需要分析研究瀝青防滲體不均勻受力與變形特性以及關(guān)鍵部位的安全性,因此,有必要開展三維應(yīng)力應(yīng)變分析。近年來,我國在土石壩有限元應(yīng)力和變形計算分析方面取得了很大的進步,積累了豐富的資料和經(jīng)驗。雖然尚難于得到準(zhǔn)確的應(yīng)力和變形值,但計算成果可以給出壩體應(yīng)力和變形的近似值,顯示其變化趨勢,可為壩體設(shè)計提供重要參考依據(jù)。由于計算機能力快速提高,計算方法日趨完善,瀝青混凝土計算所需參數(shù),可進行試驗提出,故高于30m的中等高度以上的壩都要進行變形和應(yīng)力應(yīng)變分析,這也是完全能做到的。國內(nèi)的MPX、YL、NEJ、TT、KEQ及XFD等瀝青混凝土心墻壩,JR抽水蓄能電站上水庫瀝青混凝土面板壩等,都采用有限元法進行了應(yīng)力和變形分析,有的采用二維進行計算,也有采用三維進行計算,MPX還進行反饋分析計算。有些工程不僅進行了靜力分析,而且進行了動力分析。8.0.5瀝青混凝土面板和心墻土石壩分析與計算在滿足壩體穩(wěn)定、滲流、應(yīng)變要求和瀝青防滲體自身應(yīng)力與變形特性的同時,還要根據(jù)瀝青防滲體類型、防滲體系結(jié)構(gòu)特點、地質(zhì)條件、壩料特性等重點分析評價瀝青混凝土面板與壩體接觸面、壩體與岸坡以及面板接縫界面、瀝青混凝土心墻基座或廊道與心墻連接部位、心墻與岸坡基礎(chǔ)接觸部位的受力與變形特性。8.0.6國內(nèi)試驗研究表明,瀝青混凝土孔隙率大于3.0%時可發(fā)生水力劈裂。由于瀝青混凝土質(zhì)量控制中要求孔隙率不大于3.0%,因此心墻設(shè)計時應(yīng)使其在運行中不發(fā)生剪脹。對于可能發(fā)生剪脹的部位,應(yīng)調(diào)整瀝青混凝土配合比,以消除剪脹對孔隙率的影響。8.0.7對瀝青混凝土的本構(gòu)關(guān)系,有的采用鄧肯-張非線性的雙曲線模型(E-μ或E-B)以及改進模型(K-G),也有采用黏彈性、彈性、彈塑性模型,這幾種模型在一定程度上反映了瀝青混凝土在各種工況下的安全性,解決了一定的實際問題。近年來對瀝青混凝土面板的計算模型作了多種探索,一般采用非線性雙曲線模型計算或黏彈性四元流體模型或彈塑性或線彈性計算等。計算表明,由于面板相對較薄,對整個壩體或庫體的變形和應(yīng)力應(yīng)變影響很小,為方便計,可采用與壩體相同的非線性雙曲線模型進行計算。但對瀝青混凝土面板來說,在壩體計算的基礎(chǔ)上,得出面板基礎(chǔ)的變形和應(yīng)力應(yīng)變后,再按黏彈性進一步分析瀝青混凝土面板的應(yīng)力應(yīng)變,以應(yīng)變來判斷面板的安全性是比較合理的。對于大面積沉陷變形,瀝青混凝土的允許應(yīng)變可按彎曲受拉應(yīng)變控制,對于不均勻沉陷變形可按受拉應(yīng)變控制。經(jīng)驗表明,瀝青混凝土心墻厚度甚薄,在整個壩體斷面中所占比例很小,對壩的變形和應(yīng)力應(yīng)變影響較小,心墻采用長期蠕變穩(wěn)定模型和壩殼料一間采用非線性雙曲線模型還是比較合理、簡便、接近實際的。故推薦采用這種方法。對重要工程,可采用兩種以上的方法計算,以便對比分析。用有限元法分析瀝青混凝土心墻壩的應(yīng)力應(yīng)變時,根據(jù)壩高的不同,自重荷載至少分8~10級加載,水壓力荷載至少分3~4級加載,可以反映出壩體施工和蓄水過程中應(yīng)力應(yīng)變的變化過程。安全監(jiān)測表明,心墻與過渡料之間有位錯存在,所以計算中宜在心墻和過渡料之間設(shè)置接觸(摩擦)單元,可以反映這種位錯現(xiàn)象。此外,心墻上游側(cè)壩殼砂石料在初次蓄水時的浸水濕陷在分析中也要予以考慮。9安全監(jiān)測9.0.1 瀝青混凝土面板和心墻都是土石壩的防滲結(jié)構(gòu),與土石壩一起發(fā)揮效用,因此對瀝青混凝土防滲面板和心墻的監(jiān)測,是土石壩施工期、運行期安全監(jiān)測不可或缺的組成部分。瀝青混凝土面板和心墻的土石壩監(jiān)測設(shè)施的布置原則,.基本上與普通混凝土面板土石壩和土質(zhì)心墻土石壩監(jiān)測布置相同,但要考慮瀝青混凝土防滲墻的特點,要增設(shè)一些溫度、變形監(jiān)測項目。特殊的或復(fù)雜的地段,如壩肩斷層破碎帶、壩的合龍段、防滲墻與埋管或廊道的連接部位等,要增設(shè)一些必要的監(jiān)測項目。9.0.3目前國內(nèi)尚沒有專用的、很好地適應(yīng)瀝青混凝土的高溫狀態(tài)和彈性模量的監(jiān)測儀器。在選擇監(jiān)測儀器時,可結(jié)合瀝青混凝土特性和施工特點選用經(jīng)過改制的非瀝青混凝土的監(jiān)測儀器,但這些儀器須經(jīng)過必要的試驗研究,論證其“適用、可靠、耐久、經(jīng)濟、先進性”。埋設(shè)于瀝青混凝土內(nèi)的常用監(jiān)測儀器參見表9-1,但均需改裝以適應(yīng)瀝青混凝土的彈模和施工期的高溫。儀器在安裝埋設(shè)前要進行高溫檢驗、率定,檢驗合格的儀器才能使用。表9-1常用監(jiān)測儀器表序號項目名稱監(jiān)測儀器1溫度監(jiān)測電阻式溫度計、電熱偶式溫度計、分布式光纖2應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測差阻式測縫計(CF-40)、弦式測縫計(GK-4400)3壓應(yīng)力計差阻式壓應(yīng)力計、弦式壓應(yīng)力計4接縫監(jiān)測差阻式測縫計(CF40、20)、弦式測縫計(GKW400、4420)監(jiān)測儀器埋設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。目前瀝青混凝土都是高溫施工,為防止監(jiān)測儀器因高溫而損壞或失靈。必須采取防護設(shè)施,并在監(jiān)測設(shè)計時加以規(guī)定。9.0.5、9.0.6條文中提出的監(jiān)測項目主要是針對瀝青混凝土防滲體的,不能因此忽略或減少土石壩整體安全監(jiān)測設(shè)計要求。選擇瀝青混凝土面板或心墻監(jiān)測項目時,對條件復(fù)雜或特殊的部位,如壩基斷層破碎帶、壩的合龍段、防滲體與岸坡和廊道連接部位等,可根據(jù)工程重要性及特點結(jié)合土石壩整體安全監(jiān)測項目布置,設(shè)置必要的監(jiān)測項目,如變形、滲流等。因我國地域遼闊,南北差異很大,對3級及3級以下土石壩的面板或心墻的監(jiān)測項目設(shè)置很難做出具體的規(guī)定,其項目設(shè)置要根據(jù)工程的具體特性和要求,在保證工程運行安全的前提下,按本規(guī)范對1級、2級土石壩確定的監(jiān)測項目進行選取,有針對性地選擇基本的監(jiān)測項目。瀝青混凝土面板和心墻是近十幾年來采用較多的防滲結(jié)構(gòu),其特有的性能需要進一步研究、掌握,有特殊要求時增設(shè)的專門性觀測項目大多屬于從理論研究范疇提出的。如:面板的應(yīng)力應(yīng)變、日照輻射熱、寒冷地區(qū)的面板冰推力,心墻的應(yīng)力應(yīng)變,瀝青混凝土材料的耐久性等。面板或心墻防滲體為薄壁結(jié)構(gòu),布設(shè)儀器的基本原則是要防止對結(jié)構(gòu)的防滲性能產(chǎn)生破壞,避免因埋設(shè)儀器產(chǎn)生滲漏通道。對于瀝青混凝土面板表面變形監(jiān)測,可將測點設(shè)在面板表面,進行水平位移和垂直位移觀測,但測點的埋設(shè)不能破壞面板的防滲結(jié)構(gòu)。面板撓度可采用斜坡測斜儀進行監(jiān)測,測斜管道宜布置在面板下的墊層中。有的工程采用傾角計監(jiān)測面板撓度,其精度有待進一步驗證。面板撓度亦可采用布置在墊層中的水平及垂直位移計間接測量。瀝青混凝土心墻水平變形,可采用水平位移計(鋼絲或桿式)監(jiān)測,采取必要的措施將固定端錨固在心墻上,如三峽MPX壩。水平變形也可采用測斜儀進行監(jiān)測,測斜管布置在心墻下游側(cè),如NEJ瀝青混凝土心墻砂礫石壩,采取了“導(dǎo)向環(huán)”法施工,避免了與心墻的施工干擾。對于垂直位移可用沉降儀,測點錨固在心墻上。瀝青混凝土心墻與兩側(cè)過渡料位錯變形是重要的監(jiān)測項目,主要是反映心墻與兩側(cè)過渡料協(xié)調(diào)變形能力,位錯變形通常由測縫計改裝來監(jiān)測,如NEJ瀝青混凝土心墻砂礫石壩。滲流監(jiān)測包括滲透壓力和滲流量監(jiān)測。條件許可時,可專門監(jiān)測心墻和面板的滲漏量,如設(shè)有廊道的心墻、采用復(fù)式斷面的面板等。對于面板或心墻內(nèi)的溫度監(jiān)測,可用弦式溫度計或電阻式溫度計。瀝青混凝土高溫持續(xù)時間不是很長,24h后可以降到70℃左右。因此,若要監(jiān)測運行期溫度,其溫度計可不考慮高溫量程,只要選擇能夠經(jīng)受埋設(shè)時瀝青混凝土溫度儀器即可。圖9-1~圖9-5列舉了一些已建工程的安全監(jiān)測設(shè)計圖,供參考。圖9-2中瀝青混凝土心墻土石壩心墻變形監(jiān)測儀器布置詳細(xì)說明見表9-2。a)平面布置圖b)剖面布置圖圖9-1瀝青混凝土防滲面板監(jiān)測布置圖1—排水溝;2—排水棱體軸線;3—堆渣平臺;4—排水廊道軸線;5—壩后堆渣范圍線;

6—排水廊道軸線;7—瀝青混凝土面板;8—黏土鋪蓋;9—水平測斜儀固定端;

10—分層碾壓區(qū);11—堆渣。圖9-2瀝青混凝土心墻土石壩心墻斷面監(jiān)測儀器布置圖1—石渣料;2—風(fēng)化砂;3—石渣土心墻;5墻應(yīng)變裂縫監(jiān)測區(qū);7—清基后地面線;8—帷幕灌漿;9—基座;10—排水墊層;11—排水體表9-2瀝青混凝土心墻土石壩心墻變形監(jiān)測儀器布置詳細(xì)說明位錯計:(符號)JW水平位錯計樁號0+3400+H344.40+H5460+5800+7000+7050+8160+850壩軸距m0.50.50.70000.50.5高程m135.2135.210493.891.291.2100.2115垂直位錯計樁號.70S704m-0.6(墻前)0.6(墻后)高程m95100…135140…180185(5m遞增)滲壓計:(符號)P樁號0+5800+7000+850髙程m94.1,94.191.4,91.4,100.1115.7,115.6,127.1壩軸距m-3,3-3,3,1-1.0,1.0,1.0壓應(yīng)力計和界面土壓力計:(符號)C和M樁號0+5800+7000+850高程mC01,E01,E02C02,M03,M04C03壩軸距m0,-3,30,-3,30應(yīng)變計:(符號)S樁號0+7000+701壩軸距m-0.6(1?27奇數(shù))0.6(1?28偶數(shù))高程m9598…131134(3m遞增)溫度計:(符號)T樁號0+5800+7000+850高溫溫度計m103112…139103112…176185115*121131139常溫溫度計m*在0+850斷面髙程115處補增的溫度計銦鋼水平位移計:(符號)GS樁號0+5800+7000+850高程m137.6測斜兼沉降管:(符號)IN樁號0+5800+7000+850壩軸距m-2.5,2.5-2,2.52.5水管式沉降儀:(符號)WS樁號0+5800+5800+7000+7000+8500+850高程m120.6137.6120.6137.6120.6137.6壩軸距m666666圖9-3瀝青混凝土心墻變形監(jiān)測豎井布置圖1—集水溝;2—堆石;3—瀝青混凝土心墻;4—圍堰;5—碾壓黏土;6—回填砂礫石;7—帷幕灌漿;8—瀝青混凝土心墻;9—監(jiān)測豎井;10—鋼管;11—集水溝;12—排水管;13—瀝青混凝土心墻;14—鋼板;15—尺子;16—固定點;17—鋼管;18—鋼筋混凝土預(yù)制環(huán);19—梯子;20—平臺。高程單位:m,尺寸單位:mm圖9-4瀝青混凝土心墻土石壩心墻監(jiān)測儀器布置圖1—監(jiān)測廊道;2—交通廊道;3—排水廊道;4一灌漿廊道;5—帷幕灌漿底線;6—防滲墻底線;7—基巖表面線;8—監(jiān)測廊道;9—防滲墻底線;10—廊道防滲墻底線;11—防滲墻與廊道接頭灌漿;12—測壓管、沉陷標(biāo)點間隔布置;13—監(jiān)測廊道;14—沉降縫、沿廊道全線布置。高程單位:m,尺寸單位:mm平面布置圖b) 剖面圖圖9-5瀝青混凝土心墻土石壩心墻監(jiān)測儀器布置圖1—瀝青混凝土心墻,厚500mm,600mm,700mm;2a、2b—過渡層;2c—排水層;3a、3b、3c—壩殼區(qū);4—塊石護坡;5—覆蓋層;6—上游壩址;7—基巖;8—帷幕灌漿;9—水電站進水口與泄水底孔進水口;10—監(jiān)測井。高程單位:m,尺寸單位:mm10施工要求10.0.1工程前期設(shè)計階段,中小工程往往按照規(guī)范或工程類比進行瀝青混凝土配合比及指標(biāo)、壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)及壓實參數(shù)的設(shè)計。對于高壩工程,一般都開展了室內(nèi)試驗,部分開展了現(xiàn)場攤鋪和碾壓試驗。瀝青混凝土防滲體設(shè)計要提出瀝青混凝土原材料、配合比、攤鋪碾壓或澆筑、分縫止水、以及質(zhì)量控制等施工技術(shù)要求并按相關(guān)施工規(guī)范進行建設(shè)。為確保設(shè)計參數(shù)符合工程實際,應(yīng)提出開展瀝青混凝土現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗和必要的物理力學(xué)試驗要求。施工期要根據(jù)檢測成果,復(fù)核瀝青混凝土設(shè)計指標(biāo)、控制標(biāo)準(zhǔn)及計算分析成果。10.0.2墊層區(qū)上游坡面易被雨水或波浪沖刷,需要及時保護。為了給瀝青混凝土面板施工提供堅固的作業(yè)面,也需坡面保護。用砂礫石料作墊層料時,及時的坡面保護尤為重要。坡面保護措施可按各工程具體條件選用。為減小壩體變形對面板應(yīng)力變形的影響,從壩體變形控制要求出發(fā),應(yīng)明確面板施工前壩體預(yù)沉降期、上游坡面變形速率,以及壩頂結(jié)構(gòu)施工時序安排等相關(guān)要求,減小面板施工后的壩體變形和不均勻變形。10.0.3高強度的快速填筑不利于蓄水后瀝青心墻的變形,因此,壩體施工期,對中、高壩,需明確心墻碾壓填筑層高、上升速率、填筑高差和瀝青混凝土施工溫度控制等要求,并嚴(yán)格控制。10.0.4隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字傳感技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng))的發(fā)展,近年來多采用數(shù)字化全過程實時監(jiān)控系統(tǒng)對施工參數(shù)進行控制。大壩施工的實時監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,為以施工參數(shù)控制為主、適當(dāng)減少現(xiàn)場檢測頻次、加快施工進度提供了技術(shù)保障。10.0.5瀝青混凝土面板和心墻土石壩填筑施工與安全監(jiān)測儀器埋設(shè)、保護、監(jiān)測同步進行,為確保儀器埋設(shè)成活率、監(jiān)測基礎(chǔ)資料的采集、記錄完整和準(zhǔn)確,為施工期間及后期大壩安全評價提供數(shù)據(jù)支撐,提出了施工期安全監(jiān)測與資料整編要求。在碾壓式土石壩實際施工中,設(shè)計需要跟蹤了解施工質(zhì)量檢查和安全監(jiān)測成果,發(fā)現(xiàn)異常時,要及時分析研究,提出處理要求。由于特高壩的重要性,提出了適時開展反演分析的要求,復(fù)核與設(shè)計要求的符合性。10.0.6、10.0.7實際施工中,設(shè)計需跟蹤了解施工質(zhì)量檢查和安全監(jiān)測成果,發(fā)現(xiàn)異常情況或缺陷時,要及時分析研究,復(fù)核與設(shè)計要求的符合性,提出缺陷檢查及處理要求。11初期蓄水與運行維護11.0.1初期蓄水要做好蓄水規(guī)劃,提出下閘蓄水前工程要完成的形象面貌和封堵要求,包含下列內(nèi)容:1擋水建筑物、泄水建筑物、消能防沖建筑物、滲控工程、工程邊坡及近壩庫岸、環(huán)保水保以及庫區(qū)移民搬遷和相關(guān)設(shè)施的形象面貌要求。2導(dǎo)流洞封堵規(guī)劃及影響蓄水的施工支洞、交通洞、探洞和探孔的封堵要求。11.0.2瀝青混凝土具有黏彈性,在溫度較高和緩慢加載條件下,具有較大的變形能力。為了防止填筑體初次蓄水時水位上升速度過快而產(chǎn)生較大的變形,避免其變形超過瀝青混凝土的承受能力而產(chǎn)生破壞,因此初次蓄水宜選擇在較高溫度季節(jié)并控制水位上升速度,以發(fā)揮瀝青混凝土的黏彈性特性。同時,蓄水過程中加強監(jiān)測,以免由于填筑體的沉降變形超過瀝青混凝土的承受能力而出現(xiàn)裂縫。國內(nèi)THP工程經(jīng)過幾年的運行實踐,已經(jīng)在這方面積累了許多的經(jīng)驗。瀝青混凝土面板工程初期蓄水過程中,除了要

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