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水工建筑物基础(第2版)
1.7.7.1 一、浆砌石重力坝
一、浆砌石重力坝

浆砌石重力坝是用胶结材料和块石砌筑而成的,其特点如下:①就地取材;②水泥用量少(比混凝土重力坝可节省50%左右),因而发热量低,可不采取温控措施,不设纵缝,可增加坝段宽度;③不需立模,施工干扰少;④施工技术易为群众掌握;⑤人工砌筑,施工质量难于控制;⑥砌体孔隙率较大,需另设防渗设备。

1.浆砌石重力坝的材料

(1)石料。石料是浆砌石重力坝的主要材料,一般要求上坝石料为质地均匀、无裂缝、不易风化、坚硬密实、表面清洁的新鲜岩石。石料抗压强度为(3~4)×104kPa。一般要求块石最小边长不小于20~30cm,长边尺寸不得大于短边的3倍。浆砌石坝的上、下游表面多用条石砌筑,条石长度一般约为高、宽的2~3倍。

(2)胶结材料。常用的胶结材料有水泥砂浆、细石混凝土和混合砂浆。

1)水泥砂浆常用于砌筑条石,砂浆强度等级有M7.5、M10等,通常采用的水泥标号约为砂浆强度等级的4~5倍。对于较重要的砌石坝,水泥砂浆的强度等级和相应的配合比应通过试验确定。

2)细石混凝土是由水泥、砂、细石和水按一定配合比拌和而成的。适用于砌筑块石,它可节省水泥,改善级配,提高砌体的密实度,但不易于捣实,一级配细石混凝土,石料粒径为0.5~2.0cm,细石用量约为砂石总量的30%~50%。

3)混合砂浆是在水泥砂浆中掺入一定比例的石灰或黏土等。它可以节约水泥,增加砂浆的和易性,但强度低,凝结时间长,易受侵蚀和风化。混合砂浆一般用于坝体的水上部分和次要部位。常用的混合砂浆有水泥石灰砂浆、水泥黏土砂浆等。

2.浆砌石重力坝的坝体防渗

浆砌石重力坝的砌体中存在孔隙和孔隙通道。这些缺陷易导致坝体渗水和漏水,因此,应采取专门的防渗措施。

(1)浆砌条石水泥砂浆勾缝防渗层。即在坝体迎水面砌筑一层浆砌条石进行防渗,如图4-39所示。其厚度一般为坝上水头的1/15~1/20,砌缝厚度不超过2~3cm,常用M7.5水泥砂浆砌筑,在迎水面上再用M10水泥砂浆勾缝。勾缝常采用平缝或凸缝,缝深2~3cm,勾缝应选在砌体砂浆开始初凝时进行,以使勾缝砂浆与砌体砂浆紧密结合。这种防渗体经济、简便,但防渗性较差,适用于中、低水头的浆砌石坝。

图4-39 浆砌条石重力坝

1—M7.5水泥砂浆条石;2、3—M2.5、M5水泥砂浆块石;4、5—多孔混凝土排水管;6—排水沟;7—集水沟;8—混凝土齿墙;9—坝基排水沟;10—混凝土垫层

(2)混凝土防渗层。在坝体迎水面浇筑一定厚度的混凝土,形成防渗面板,并与坝体结合在一起,如图4-40所示。面板需嵌入完整基岩内1.0~1.5m,并与坝基防渗设施连成整体。面板厚度一般为坝上水头的1/20~1/30,其顶部厚度不小于0.3m。可沿坝轴线方向每隔15~25m设一道伸缩缝,缝内设止水,板内一般布置φ6~φ8、纵横间距为20~30cm的温度钢筋,防渗面板多采用C15~C20混凝土,这种防渗层的优点是防渗效果好,面板位于坝体表面便于检修;但受气温变化影响大,且施工较复杂。另外,也可将混凝土防渗板布置在距上游面1~2m的坝体内,迎水面用浆砌石或浆砌预制混凝土块砌筑,如图4-41所示。

3.浆砌石重力坝溢流面的衬护

为防止溢流坝面产生气蚀和冲刷,浆砌石坝溢流面应加强衬护。当下泄单宽流量较大时,应采用厚0.6~1.5m的混凝土衬护,并加设温度筋,同时用锚筋与砌体锚固在一起。沿坝轴线方向每隔15~20m设一条伸缩缝;当下泄单宽流量不大时,可只在堰顶和反弧段用混凝土衬护,而直线段可采用细琢的条石衬护;当单宽流量较小时,除堰顶部位用混凝土衬护外,其他部位均可用细琢的条石衬护。

浆砌石坝因水泥用量少,故发热量小,加上分层砌筑,散热条件较好,故一般不设纵缝,横缝间距可加大到20~30m,但不宜大于50m,在基岩岩性变化或地形突变处应设横缝,以适应不均匀沉降。为使砌体与基岩紧密结合,在砌石前需先浇一层厚0.5~1.0m的混凝土垫层,垫层面应大致整平,以利砌筑。

浆砌石重力坝坝基的防渗和排水与混凝土重力坝相同。

图4-40 浆砌石混凝土防渗面板坝(高程单位:m;尺寸单位:cm)

1—C20混凝土防渗面板;2—水泥砂浆砌块石

图4-41 坝内混凝土防渗板(高程单位:m;尺寸单位:cm)

图4-42 宽缝重力坝