• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      喀麥隆曼維萊水電站土石壩心墻反濾設(shè)計

      2017-11-13 11:40:23劉玉璽張忠輝吳昊潼
      水利水電工程設(shè)計 2017年3期
      關(guān)鍵詞:料場土料心墻

      劉玉璽 張忠輝 李 哲 吳昊潼

      喀麥隆曼維萊水電站土石壩心墻反濾設(shè)計

      劉玉璽 張忠輝 李 哲 吳昊潼

      反濾料的設(shè)計在心墻壩的設(shè)計中占有很重要的位置,是心墻壩設(shè)計的關(guān)鍵,反濾準(zhǔn)則在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。以喀麥隆曼維萊水電站工程為例,采用美國陸軍工程師團的設(shè)計規(guī)范,敘述了反濾料的設(shè)計過程和設(shè)計步驟,為其他工程的反濾設(shè)計提供參考。

      土石壩 心墻 反濾料

      1 工程概況

      曼維萊水電站工程位于喀麥隆南部大區(qū)恩特姆省境內(nèi),攔河壩位于恩特姆河上,工程總庫容為1.3億 m3,電站總裝機容量為211 MW。首部樞紐主要由攔河壩、主溢洪道、泄洪沖沙閘、輔助溢洪道及渠道進水口等建筑物組成。攔河壩為黏土心墻土壩,全長1 257 m,最大壩高28.3 m。二道壩為黏土心墻壩,最大壩高約24 m。

      黏土心墻壩壩頂寬10.0 m,壩頂高程395.0 m,壩殼用基坑開挖料或者料場開采料填筑,基巖面上的黏土心墻下部設(shè)截滲槽。上游壩坡為1∶2,下游壩坡為1∶1.8。在壩軸線上游側(cè)設(shè)置黏土心墻,心墻頂高程394.0 m,頂部寬度5.0 m,心墻上下游坡比均為1∶0.5,心墻上、下游側(cè)與壩殼料之間均設(shè)置反濾層和過渡層。在心墻防滲體土料與堆石料之間均設(shè)置反濾層及排水層。

      2 反濾料的作用及要求

      壩體上、下游壩殼堆石料與防滲料滲透系數(shù)相差較大,為防止在材料分界面發(fā)生滲透破壞,在心墻防滲體與上下游砂礫石層之間設(shè)兩層反濾層。

      反濾層的設(shè)計包括選定顆粒級配、層數(shù)、厚度,并滿足以下要求:被保護料不會流失,并不被細(xì)粒土淤堵;有足夠透水性,使?jié)B流順暢排泄;控制含泥量不超過5%;當(dāng)黏土心墻產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致集中滲流時,能防止黏土粒流失。

      選取質(zhì)地致密、抗水性和抗風(fēng)化性能滿足工程運用條件要求的材料作為反濾料,可利用天然或經(jīng)過篩選的砂礫石料,也可采用塊石礫石軋制或天然和軋制的摻合料,要求級配連續(xù),反濾料的滲透率大于受保護土壤的滲透率。粒徑小于0.075 mm的顆粒含量應(yīng)不超過5%。反濾層的填筑標(biāo)準(zhǔn):相對密度為0.7。

      3 反濾料料場資料

      反濾料主要來自于B1料場,B1料場共采取9組原狀土樣進行相關(guān)試驗分析。從試驗結(jié)果看,B1土料場有用層以黏土或粉質(zhì)黏土為主,顆粒級配不均一,顆粒組成主要是黏粒和小礫石,二者含量的平均值超過70%,而砂粒和粉粒的含量則很低。

      根據(jù)勘察試驗數(shù)據(jù),B1土料場共有9組土樣,每組土樣的顆粒組成累積百分比如表1。

      表1 B區(qū)土料顆粒組成累積百分比 %

      4 被保護土(心墻料)的分類

      這里的被保護土指的就是填筑心墻的土料,對于土料中不含有大于5 mm顆粒的情況,可以直接對被保護土進行分類。

      B1料場的黏土總共有9組試驗樣品,其中8組含有大于5 mm的顆粒,對含有大于5 mm粒徑的土樣進行以下調(diào)整:

      (1)用100除以小于5 mm顆粒的百分含量,得到一個調(diào)整系數(shù)。

      (2)將粒徑5 mm以下各粒組的百分?jǐn)?shù)乘以調(diào)整系數(shù)。

      (3)繪制調(diào)整后的百分?jǐn)?shù)得到新的級配曲線。

      (4)按照新的曲線,進行被保護土的分類。

      土料調(diào)整后的土料顆粒組成累積百分比見表2,土樣顆粒平均值曲線見圖1。

      表2 調(diào)整后的土料顆粒組成累積百分比 %

      圖1 土樣顆粒平均值曲線

      根據(jù)粒徑0.075 mm以下含量的百分?jǐn)?shù)為標(biāo)準(zhǔn),按照表3對被保護土進行分類。

      根據(jù)表2,土料中小于0.075 mm的顆粒含量平均百分比為79%,因此,根據(jù)規(guī)范規(guī)定,3個土樣的土料均屬于2類土。

      表3 被保護土分類表 %

      5 反濾設(shè)計準(zhǔn)則

      5.1 濾土準(zhǔn)則

      根據(jù)美國陸軍工程師團規(guī)范EM-1110-2-1901.D-4,為了被保護土不被流失,根據(jù)被保護土小于0.075 mm的顆粒含量的百分?jǐn)?shù)不同,采用不同的方法,這就是保護土的反濾準(zhǔn)則,即濾土準(zhǔn)則,見表4。

      表4 反濾準(zhǔn)則(濾土)

      根據(jù)表4,曼維萊水電站工程的料場土料屬于2類土,因此,可以確定反濾料的D15max≤0.7 mm。如果被保護土為d15=0.03~0.1 mm的細(xì)粒土,一般取D15max≤0.5 mm。在進行心墻反濾設(shè)計時,對于心墻下游反濾層以外的反濾料,D15max是可以適當(dāng)調(diào)整的。

      5.2 排水準(zhǔn)則

      反濾層的作用是濾土排水,因此,反濾料還需要滿足排水準(zhǔn)則:

      對于任何被保護土,反濾料的D15min都需要滿足:D15min≥4d15。

      為保證滲透性,一般情況下,D15min=(3~5)d15max,且不小于0.1 mm。

      從B1料場的土樣顆粒曲線看,d15<0.005 mm,因此,反濾料的D15min=(3~5)d15=0.015~0.025 mm,所以D15min≥0.1 mm。

      5.3 其他反濾設(shè)計準(zhǔn)則

      反濾料的設(shè)計級配上、下包線帶寬須相對地窄,以防采用間斷級配的反濾料,這可以通過調(diào)整確定的反濾料D15max、D15min來實現(xiàn),以使過篩率為60%粒料中的任一粒徑最大與最小值的比率不大于5,反濾料的級配范圍應(yīng)滿足不均勻系數(shù)小于等于6。

      6 反濾料級配曲線的繪制

      在完成了對被保護土的顆粒分析之后,要進行反濾料的級配曲線的繪制,可以按照以下幾個步驟,通過確定的控制點,來繪制反濾料的級配曲線。

      6.1 確定D15max和D15min

      (1)若為保證反濾層的排水功能,應(yīng)以V15max確定反濾料帶的設(shè)計。以D15max為控制點,D15min=D15max/5,確定D15min,分別作為控制點1,2。

      (2)對于非常細(xì)的被保護土或反濾處于最重要的功能區(qū)(如心墻),應(yīng)以D15min確定反濾范圍,D15max=5D15min,確定D15max,分別作為控制點1、2。

      (3)在確定D15max和D15min時,最重要的是確定D15max和D15min的合適粒徑范圍,以便于從人工料場得到標(biāo)準(zhǔn)級配或從施工現(xiàn)場附近的天然料場選出設(shè)計范圍內(nèi)的級配。最終確定的D15max和D15min,應(yīng)與料場材料相符,并確保其比率不大于5。

      從勘察資料看,B1料場的材料細(xì)粒含量多,反濾層處于黏土心墻和壩殼料之間,是壩體最重要的功能區(qū),因此按照上述原則(2)確定:

      D15min≥0.1 mm,D15max=5D15min=0.5 mm。把D15max和D15min分別作為控制點1和控制點2。

      6.2 確定D60max及D60min

      設(shè)計的反濾層級配不一定具有很寬的粒徑范圍,為了避免出現(xiàn)間斷級配,應(yīng)調(diào)整反濾層的設(shè)計粒徑范圍,使反濾層上下包線不均勻系數(shù)η≤6。反濾料帶的寬度還應(yīng)滿足過篩量60%粒料的任一最大與最小粒徑之比小于等于5。

      初始設(shè)計反濾層的不均勻系數(shù)η值為6,如果需要,最終設(shè)計時反濾料級配曲線可調(diào)整得陡一些,即η值可小于6,只要其濾土性和滲透性滿足要求即可。

      為了確定D60max及D60min,先計算D10max:D10max=D15max/1.2(1.2 的系數(shù)由假定η=6,D15與D10的連線坡度確定的)。

      計算得D10max=0.5/1.2=0.42 mm;

      D60max=6D10max,=2.5 mm作為控制點3;

      D60min=D60max/5=0.5 mm作為控制點4。

      6.3 D5min和D100max的確定

      對于反濾料的顆粒粒徑,應(yīng)該有個最大粒徑和最小粒徑的限制,對于所有被保護土,最小粒徑應(yīng)滿足D5min=0.075 mm,最大粒徑應(yīng)滿足D100max<75 mm,因此,可以把D5min=0.075 mm,D100max=75 mm作為控制點5、控制點6。

      6.4 D90max的確定

      寬級配的反濾料在鋪筑中產(chǎn)生分離現(xiàn)象,如果分離嚴(yán)重,反濾料將失去保護被保護土的功能。為減小施工中的分離,要防止反濾料分離,控制反濾料的D90max和D10min。用D10min=D15min/1.2=0.1/1.2=0.083 mm,作為初始的D10min,用表5確定D90max=20 mm,作為控制點7。

      表5 防止反濾料分離的準(zhǔn)則 mm

      注:被保護土類別為所有類別的土。

      6.5 級配曲線的繪制

      連接控制點5、2、4,確定反濾料的上包線,連接控制點1、3、7、6,確定反濾料的下包線。將上包線延伸到100%,即為所求反濾料的初步級配曲線。見圖2。

      7 排水層的設(shè)計

      排水層不但要保護反濾層,還要滿足排水要求。排水層位于心墻反濾料的外側(cè),排水材料可以采用質(zhì)地致密、抗水性和抗風(fēng)化性能好的材料,要求級配連續(xù),透水性好,必須有足夠的排水能力。

      7.1 被保護土分類

      按照被保護土分類原則,反濾料作為被保護土應(yīng)該屬于4類土——砂和砂礫石。

      圖2 反濾料級配上、下包線

      7.2 排水準(zhǔn)則

      根據(jù)排水準(zhǔn)則(濾土),一般要求D15max≤5d85min,D15min≥5d15max。可從圖4中查出d85min=1.1 mm,d15max=0.5 mm,故D15max≤5×1.1=5.5 mm,D15min≥5×0.5=2.5 mm。

      反濾料為4類土,對于排水層,以排水功能考慮其級配。則有:

      D15max≤5d85min=5.5 mm

      D15min≥D15max/5=1.1 mm

      以D15max和D15min作為排水層級配曲線的控制點1、2。

      7.3 不均勻系數(shù)的要求

      同樣,為了不出現(xiàn)間斷級配,上下包線的不均勻系數(shù)η≤6。反濾料帶的寬度還應(yīng)滿足過篩量60%粒料的任一最大與最小粒徑之比小于等于5。

      因此:D10max≤D15max/1.2=4.6 mm,D60max≤5D10max=23 mm;

      D60min≥D60max/5=4.6 mm;

      以D60max、D60min作為反濾料II級配曲線控制點3、4。

      7.4 繪制排水層材料級配曲線

      連接控制點1,3,確定反濾料的下包線,連接控制點2、4,確定反濾料的上包線。將上下包線延伸到100%,即為所求反濾料的初步級配曲線,見圖3。

      圖3 排水層材料上、下包線

      8 結(jié) 語

      本文反濾料的級配設(shè)計只能從總體上提出最需要的反濾特性,只是按照反濾準(zhǔn)則,結(jié)合被保護土的情況進行的一系列計算,可以作為最終確定反濾料級配的依據(jù),一般還要根據(jù)現(xiàn)場情況,經(jīng)反濾試驗驗證后最終選定反濾料的級配。反濾料的來源可以是天然的材料,也可以采用機械加工的材料。

      根據(jù)設(shè)計規(guī)范,對被保護土(黏土心墻)料進行顆粒分析,得出反濾料的上下包線,并把反濾料作為被保護土,得出排水層的上下包線。反濾料的設(shè)計主要依據(jù)土樣的試驗資料得出,現(xiàn)場反濾料的級配設(shè)計還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場級配試驗進行調(diào)整。

      TV641

      A

      1007-6980(2017)03-0046-04

      劉玉璽 男 工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

      張忠輝 男 教授級高級工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

      李 哲 男 助理工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

      吳昊潼 女 助理工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

      2017-07-06)

      猜你喜歡
      料場土料心墻
      水利工程土壩土料制備工藝及措施
      移動漏斗在玉鋼綜合料場中的運用
      昆鋼科技(2022年4期)2022-12-30 11:24:04
      某特高土石壩防滲礫石土料含水率特性及現(xiàn)場改良試驗研究
      鋼鐵企業(yè)無人化料場的設(shè)計與實現(xiàn)
      山東冶金(2022年1期)2022-04-19 13:40:44
      三維地質(zhì)建模在水利水電工程料場儲量計算中的應(yīng)用
      山西省任莊水庫筑壩土料分散性試驗研究
      淺析粘性均質(zhì)土壩土料質(zhì)量控制措施
      陜西水利(2017年2期)2017-08-01 00:21:39
      過渡層與瀝青混凝土心墻的相互作用研究
      組合式瀝青混凝土心墻壩初探
      ABH瀝青混凝土心墻壩應(yīng)力應(yīng)變分析
      鄯善县| 田东县| 呼和浩特市| 龙州县| 界首市| 龙井市| 东兰县| 玉屏| 阜新| 渭南市| 浦北县| 靖州| 福海县| 玛曲县| 措美县| 察隅县| 左贡县| 禄丰县| 大关县| 眉山市| 忻城县| 喀喇沁旗| 科技| 甘洛县| 东兰县| 抚远县| 叶城县| 双桥区| 武陟县| 定远县| 桐梓县| 育儿| 连平县| 东明县| 牡丹江市| 新竹县| 陆河县| 德化县| 云阳县| 右玉县| 上栗县|