水工建筑物土石坝课程设计

6.4 排水体

排水设备是土石坝的一个重要组成部分。主要目的是:防止渗流溢出处的渗透变形;降低坝体浸润线及孔隙压力,改变渗流方向,增加坝体稳定;保护坝坡,防止冻胀破坏。坝体排水设备需保证充分地排水能力,能自由地向下游排出全部渗水,同时应按排水反滤原则设计,保证坝体及地基土不发生渗透破坏。

土石坝虽有防渗体,但仍有一定水量渗入坝体内。设置坝体排水设施,可以将渗入坝体内的水有计划的排出坝外,以达到降低坝体浸润线及孔隙水压力,防止渗透变形,增加坝坡的稳定性,防止冻胀破坏的目的。

排水设施应具有充分的排水能力,不至被泥沙堵塞,以保证自由地向下游排出全部渗水;同时能有效地控制渗流,避免坝体和坝基发生渗流破坏。此外,还要便于观测和检修。常用的坝体排水型式有:

(1)棱体排水。是一种可靠的,应用广泛的排水型式,可以降低浸润线,保护下游坡角不受尾水淘刷,且有支撑坝体增加稳定的作用是效果较好的一种排水型式,但石料用量大,费用高,与坝体施工有干扰,检修有干扰。

(2)贴坡排水。紧贴下游把破的表面设置,它由1~2层堆石或砌石筑成,在石块与坝坡之间设置反滤层。

贴坡排水构造简单,用料省,施工方便,易于检修,但不能降低浸润线,且易因冰冻而失效,多用于浸润线很低和下游无水的情况,当下游有水时还应满足波浪爬高的要求。

(3)褥垫排水。它是伸展到坝体内的一种排水设施,在坝基面上平铺一层厚约0.4~0.5m的块石,并用反滤层包裹。褥垫伸入坝体内的长度应根据渗流计算确定,对粘性土均质坝不大于坝底宽的1/2,对砂性土均质坝不大于坝底宽的1/3。

褥垫排水可有效降低浸润线,但对地基不均匀沉陷适应性差。

设计中应根据当地气候、土料、心墙型式等选择排水型式,也可以将几种不同的排水型式组合在一起,形成综合式排水。

贴坡排水不能降低浸润线,所以不采用:褥垫排水对地基不均匀沉降适应性差所以也不采用:虽然棱体排水用料大,费用高,但此处有丰富的土料矿石,而且棱体排水能降低浸润线和增加稳定,故选它。

按规范棱体顶面高程高出下游最高水位1m为原则,堆石棱体内坡取1:1.5,外坡取1:2.0,顶宽2.0m。取棱体排水体高8m。

结论:排水设备选择为棱体排水,内坡坡率1:1.5,外坡坡率1:2.0,顶宽2.0m,高8m。

20cm碎石护坡2.5710.0坝体1:1.51:2.01030cm厚20cm厚棱体排水 反滤层布置

6.5 马道

为了拦截雨水,防止坝面被冲刷,同时便于交通、检测和观测,并且利于坝坡稳定,下游常沿高程每隔10~30 m设置一条马道,其宽度不小于1.5 m,马道一般设在坡度变化处。本坝752m、732m处设2.0m马道。

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