沥青混凝土心墙砂砾石坝在新疆牧区水库建设中的运用.pdf

2 0 1 2年第 9期 ( 第 4 o卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ． 9 ． 2 0 1 2 ( T o d a l N o ． 4 o ) 文章编 号 ： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 20 1 2 ) 0 9— 0 0 6 2— 0 2 沥青混凝 土心墙砂砾石坝在 新疆 牧 区水库建设 中的运用 郭坚强 ( 塔城 地区水利水 电勘察设计院 ， 新疆 塔城 8 3 4 7 0 0 ) 摘要 ： 阿勒腾也木勒水库位于裕民县境内的阿勒腾也木勒河中游， 水库总库容 2 8 5 万 m ， 控制灌溉面积 0 ． 1 0 1 万 h m ， 为Ⅳ等工 程， 主要建筑物为4级， 次要建筑物为5 级， 水库具有灌溉、 防洪等综合效益。结合阿勒腾也木勒牧区水库工程实例， 介绍了 沥青混凝土心墙砂砾石坝的技术应用， 根据克拉玛依市沥青特性分析确定沥青混凝土配合比， 以改善沥青混凝土的特性。 关键 词 ： 新疆牧区水库； 沥青混凝土； 心墙； 砂砾石坝； 特性分析 中圈分类号 ： T V 6 4 1 文献标识码 ： B 1 工程概 况 阿勒腾也木勒水库位于裕民县境内的阿勒腾也木勒河中 游， 水库总库容 2 8 5万 m ， 控制灌溉面积 0 ． 1 0 1万 h m ， 为Ⅳ 等工程 ， 主要建筑物为 4级， 次要建筑物为 5级， 水库具有灌 溉 、 防洪等综合效益 。 2 水文气象及工程地质 2． 1 水文 阿勒腾也木勒河发源于巴尔鲁克山北坡， 坝址以上流域面 积 9 0 ． 8 k m 2 ， 多年平均年径流量 9 1 8 ． 1 万 m ， 工程区年平均气 温 6 ． 9℃， 多年平均年降水量 2 8 4 ． 1 n l r t l ， 多年平 均蒸发量 1 8 4 8 ． 2 ra i n ( 蚴c m口径蒸发皿 ) ， 无霜冻 日数 1 5 3 d ， 最大积 雪深 6 5 m i l l ， 最大冻土深 1 ． 3 1 m， 瞬时最大风速 4 0 m ／ s 。 2 ． 2 工程地质 工程区位于准噶尔盆地西缘， 塔额盆地西南部， 主要出露 的有上古界的泥盆系、 石炭系， 新生界第三系和第四系。坝址 区地震基本烈度为Ⅵ度。 左坝肩在 0— 0 5 0— 0+ 0 1 5段地层岩性为凝 灰质砂岩土 ， 0+ 0 1 5～ 0+0 8 0段上部为坡洪积碎石土； 下部的凝灰质砂 岩， 岩体属较软岩 ， 岩体强风化层厚度 1 — 3 m， 坝基岩体透水 率 <1 0 L u的界线在基岩面以下 1 7 ． 3～2 9 ． 9 m。 坝址河床段河谷呈⋯ U’ 型， 谷宽 1 6 ． 8 m， 河床覆盖层厚度 4 ． 6—7 ． 0 m ， 为级配较好 的砂砾石， 天然干密度 1 ． 8 9～ 1 ． 9 2 g ／ e ra ， 相对密度0 ． 7 8 ， 渗透系数 5 ． 21 0 ～c m ／ s 。下伏 基岩为凝灰质砂岩， 岩体强风化层厚度 1— 3 m， 岩体透水率 <1 0 L u的界线为 3 2 ． 5— 3 7 ． 6 m。 右坝肩上部为坡洪积碎石土、 冲积砂卵砾石， 坡洪积碎石 土厚度 1 ． 0—8 ． 2 m， 砂卵砾石层厚度 3 ． 3— 3 ． 7 m， 下部为凝 灰质砂岩， 岩体强风化层厚度 1— 3 m， 岩体透水率 ~O ． 8 O 。 大坝砂砾石区： 砂砾石相对密度 D r >~O ． 8 O 。 过渡料区： 采用级配连续 、 最大粒径为8 0 m m， <5 m m的 粒径含量为 3 0 ％左右的砂砾料， 含泥量( 粒径 < 0 ． 0 7 5 m m的颗 粒 ) 0 ． 7 5 。 沥青混凝土心墙区： 浇筑式沥青混凝土心墙采用垂直布 置型式， 心墙轴线位于坝轴线上游 I ． 9 m处， 与坝轴线平行。 高程 9 1 0 ． 5 1 m以下心墙厚 0 ． 4 0 m， 高程9 1 0 ． 5 1 m以上， 心墙 厚0 ． 3 0 m。沥青混凝土心墙顶部嵌人防浪墙底板 5 0 c m， 与 防浪墙紧密结合。沥青混凝土心墙与混凝土基座结合处处 理 ： ①在基座表面与沥青心墙交界处涂一层冷底子油； ②再涂 一 层厚 1 ． 5 c m的沥青马蹄酯； ③浇筑沥青混凝土心墙。 下游堆石区： 下游堆石区采用溢洪道爆破料 、 坝体清基等 填筑， 设计孔隙率≤ 2 3 ％。 4 ． 3 沥青混凝土心墙配合比设计 4 ． 3 ． 1 主要技术指标 根据 《 土 石 坝 沥青 混 凝 土 面 板 和 心 墙 设 计 规 范》 ( D I V T 5 4 1 1 — 2 0 0 9 ) 本工程对沥青混凝土心墙的技术要求见 表 1 。 表 1 青混凝土的主要技术指标 序号 项 目 指标 1 孔隙目 ％ 《3 2 渗透系 e m 8 — 1 《1 1 0— 8 3 水稳定系数 9 0 ． 9 0 4 分离度 《1 ． 0 5 5 施工黏度／ p a ． B l x1 0 2 一l xt o 4 6 容重／ t ( m 3 ) 一 1 > 2 ． 2 8 7 内摩擦角／ (。 ) > 2 5 8 凝 聚力／ MP a > O ． 2 9心墙垂直流变速度／ m m a 一 1 <I O 夏季／ 1 5 0— 1 7 0 出机温度 冬季／ ℃ 1 6 0— 1 8 0 l 0 流变结构黏度 、 异变指数根据 温度 、 工程 特点 和运用条件通过流变计算进行选择 4 ． 3 ． 2 初选沥青混凝土配合比 1 ) 沥青。结合本工程高寒、 强震 、 变形大的特点， 从针入 度、 软化点、 延伸度 、 含蜡量及价格上考虑 ， 借鉴已建工程成功 经验， 沥青选用 A一1 0 0甲道路石油沥青。 2 ) 混凝土骨料。因当地无符合技术要求的碱性骨料 ， 本 工程骨料选用当地水泥厂加工的成品料。 3 ) 填料。填料采用碱性岩石加工的石灰岩粉。填料应 不结团块、 不含有机质及泥土， 其技术标准见表2 。 3 初选沥青混凝土配合比 沥青混凝土配合比的选择结合当地工程材料性能和气温 条件， 通过实验研究选定。最大骨料粒径为 2 0 mm， 矿料级配 指数为 0 ． 3 5 ， 油石比为 1 2 ％， 填料浓度为 1 ． 4 5 。浇筑式沥青 混凝土配合比见表 3 。 表 2 填料的技术要求 表 3 阿腾也木勒水库浇筑式沥青混凝土配合比表 4基础处理 根据地质条件需将河床及两岸坝基碎石土全部清除( 砂 砾石层不清除) ， 沥青混凝土心墙处覆盖层全部清除 ， 基座坐 落于弱风化层上， 基座厚 1 ． 5 m， 采用 C 2 5 F 2 0 0 W6混凝土现 浇。坝肩沿沥青心墙轴线方向开挖基岩槽至弱风化层上， 然 后浇筑 c 2 O 混凝土基座， 以封闭岩石裂隙。 并可作为基础灌浆 的盖板 。 固结灌浆的深度为5 m， 孔排距均为 2 m。帷幕灌浆沿沥 青混凝土心墙轴线布置 ， 灌浆孔设置一排， 孔距为 2 m在两排 固结灌浆孔的中间， 深度按岩石吸水率 q<1 0 L u控制， 最大 帷幕灌浆处理深度为 3 8 ． 1 1 m。 本工程导流放水涵洞的设计采取了放水涵洞， 布置在大 坝左岸， 进口底板高程 9 1 3 ． 7 8 m， 放水涵洞由进口段、 上游洞 身段 、 闸井段、 下游洞身段 、 出口消能段组成 ， 放水洞全长 2 6 6 ． 8 m。溢洪道设计采取溢洪道位于大坝右端， 由进 口段、 宽顶堰段 、 渐变段、 泄槽段、 消能防冲段组成。全长4 1 0 ． 3 m， 采用 C 2 5 F 2 0 0 W4混凝土现浇。堰顶高程为 9 2 9 ． 4 4 m， 设计 泄量 3 6 ． 2 8 m3 ／ s ， 校核泄量 5 8 ． 44 n l ／ s 。水库建成后能够新 增牧民定居户数 2 2 7户， 改善灌溉面积 0 ． 1万 h m ， 同时提高 阿勒腾也木勒乡上游的防洪能力和水资源的综合利用率。 参考文献： [ 1 ] 鞠连义， 赵颖华， 刘清利， 等．尼尔基沥青混凝土心墙砂砾石主 坝设计 [ J ] ．水 力发电 ， 2 0 0 5( 1 1 ) ： 2 8—2 9 ． [ 2 ] 马品非．浇筑式沥青混凝土心墙防渗在多拉特水库扩建中的应 用[ J ] ． 新疆水利， 2 0 1 0 ( 0 2 ) ： 7 6- 7 9 ． [ 3 ] 王冲．预应力锚 固的施工 [ J ] ．水利技术监督 ， 2 0 0 1 ( O 1 ) ： 61—6 3 ． [ 4 ] 蒋元驹． 混凝土的砂石骨料[ J ] ． 水利技术， 2 0 0 1 ( 1 2 ) ： 7 8— 7 9 ． 一 63 —