透水堆石坝上游坡坡比(混凝土堆石坝) 防渗堆石坝
一、适用条件 （1）尾矿不能堆坝，并由尾矿库后部放矿经济时； （2）尾矿水含有毒物质，须防止尾矿水对下游产生危害时； （3）要求尾矿库回水，而坝水不经济时。 二、工程实例（表1）表1 不透水堆石坝实例表
项目名| 高度(米) | 大坝长度(米) | 主要设计指标 | 工程量(万立方米) | 大坝类型 | 图示 | 小龙矿 | 304 | 抗压强度r = 600kg/cm2孔隙率n≤40% | | 粘土斜墙堆石坝 | 图3-2-16a | 来赵庄10.5 | 370 | 抗压强度R≥500～600kg/cm2，孔隙率n≤40% | 石头:2.5粘土:1.8 | 土石混合坝 | 图3-2-16b | 江苏稷山12 | 120 | | 5.0 | 粘土斜墙废石坝 | 图3-2-16c | 东拨柴山14 | 五十六岁 | 堆石孔隙度n≤33%斜墙干容重RG = 1.5t/m3 | | 混合坝 | 图3-2-16d |
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1-粘土斜墙；2-过滤层(三层)；3-50号浆块石明沟1-壤土；2-d50 = 1 ~ 2mm粗砂厚度0.3m3-D50 = 5 ~ 20mm砾石厚度0.3m4块石头；5-D50 = 30 ~ 100mm反滤层图1防渗堆石坝实例图1-粘土斜墙；2-D = 1 ~ 2粗砂0.2m厚，D = 5 ~ 20碎石0.3m厚，干砌石0.5m厚；3-填石III。粘土斜墙的构造要求及稳定性计算[下]粘土斜墙和沥青混凝土斜墙可用于尾矿防渗堆石坝的防渗。前者具有塑性好、能适应大坝不均匀沉降、便于就地取材、节省投资等优点。(1)粘土斜墙的构造要求(1)当上游边坡变形时，斜墙应保持不透水；(2)在斜墙和堆石体之间，应铺设由砾石、碎石或细石制成的过渡层；(3)斜墙的截面应自上而下逐渐加厚。当斜墙用亚粘土或重亚粘土建造时，其顶部厚度(垂直于上游坡向的厚度)不应小于表2所列数值；底部厚度不小于水头的1/10，且不小于2m。斜壁厚度初步选定后，应根据允许的渗流流量和渗流梯度计算确定；表2斜墙顶坝料厚度坝高> 50米 | 大坝高30 ~ 50米。 | 坝高< 30米 | 砾石或块石1.03.0 | 0.752.5 | 0.52.0 | （4）在正常运用条件下，斜墙顶在静水位以上的超高，应不小于表3中规定的数值，在非常运用条件下，斜墙顶不得低于非常洪水位；表3 斜墙顶超高表大坝等级| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ~Ⅴ | 超级(米)0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 |
（5）土质斜墙上游必须设置砂土或砂砾石的保护层，保护层的外坡坡度应根据稳定计算确定，一般可取为1：2.5～1:3.0； （6）当地基为透水层时，斜墙应嵌入不透水层、或做铺盖延长渗径； （7）斜墙应放在用大石块精细地干砌起来的块石层上面，块石间的大孔隙用碎石填充，其孔隙率不大于20～30%。 （二）粘土斜墙的稳定计算 一般采用折线滑动法计算。滑动面位置可假定位于斜墙下卧层（如加拿大肯尼坝的假定）或通过斜墙的中心（如皮尔生麦司坝的假定）。我国东北水电院水科所所作试验表明：垂直于斜面的压力P＞4公斤/厘米2时，滑动画通过斜墙本身，P=1～3公斤/厘米2时通过斜墙和下卧层界面，P＜1公斤/厘米2时通过下卧层砂层。![]()
图2土墙稳定计算示意图为简化计算，根据滑动面位于土墙下层的假设，画出土墙滑动折线，如图2所示，沿滑动折线的转折点将滑动体分成若干个自由土体，分别计算滑动的水平分力和抗滑力的水平分力之和，从而得到土墙稳定安全系数。【接下来】图中IH的右滑力水平为:eh = w1 sinα1 cosα1+w2 sinα2 cosα2(1)IH的右滑力水平为:EK1 = w1si 2α1tgф1+w2 cos 2α2tgф+c1l 1 cosα1+c12 cosα2。(2)IH右侧滑动力水平如下:EK2 = W3TG (ф 2+α 3) (3)斜墙安全系数:其中W1，W2，W3-各块的重量；TGφ1——斜墙与下卧层之间的摩擦系数，tgφ 1 = f1，一般采用摩擦角较小的粘性土材料的摩擦系数f；TGφ——斜壁粘性土的摩擦系数f，f = tgφc——粘性土的粘聚力； tgΦ2-堆石的摩擦系数，tgΦ2=f2。 左侧抗滑力最小时的滑动面与水平面的夹角a3为破裂角，可按下式计算或由图3查得： ![]()
(4)公式中，m——坝上游的坡缘系数，即坡度为1: m，将公式(4)代入公式(3)，改变角度α2(角度间隔应为5°)，得到不同角度α2时的安全系数K，然后画出K与α2的关系曲线，如图4所示，由此可得最小安全系数Kmin。粘土斜墙堆石坝的整体稳定性分析是不必要的。上游坡系数与无堆石坝盖重的土坝相似，下游坝坡稳定计算与水堆石坝相同。【下一步】【例4】已知大坝横断面如图5所示，坝高h = 37.5m，坝料物理力学指标见表3。图3α3 = F (φ 2，m)曲线(m=1.75和m=2.00的α3均为负值)图4图图5坝K-α2曲线横断面图1-过渡层和滤层；2-水位突然下降；3-粘土斜墙；4-截止沟槽；5-堆石坝；表4筑坝材料的物理力学指标比重△ | 孔隙率n(%) | 干容重rg(吨/立方米) | 湿堆积密度rs(吨/立方米) | 饱和堆积密度rb(吨/立方米) | 浮动堆积密度rf(吨/立方米) | 渗透系数k(米/秒) | c凝聚力(吨/平方米) | 内摩擦角ψ(度) | 黏土2.71 | 孔隙比ε=0.81 | 1.50 | 1.85 | 1.95 | 0.95 | 6×10-9 | 1.50 | 23 | 砾石堆石2.45 | 35 | 1.60 | - | - | 0.95 | - | - | 38 |
500年一遇洪水最高库水位为154.81米，运用中之骤降水位148.50米，下游水位为雾，试进行斜墙稳定分析。 解：按施工终了期（未蓄水前）及运用过程中库水位骤降两种情况情况考虑。 Ⅰ、施工终了期斜墙稳定计算[next] 如图6，W1、W2、W3分别为面积GCBF、FBDE、及EDA之体积力，粘土部分用湿容重（即rs=1.25rg）计算，堆石部分用干容重rg计算，各面积由图量得，L1、L2为斜墙内部及斜墙与滤层交界处破裂面长度，亦由图量得。![]()
图6 斜墙稳定分析计算筒图 斜墙下游艺室面与水平线交角α1=ctg-11.16=40°14′，Ф2=38°时，由图3-2-18查得α3=6°； α2分别取5°、10°、15°、20°、26°、30°用公式（1）算出相应之稳定安全系数K，绘成α2－K曲线，从而找出最小安全系数Kmin=1.72，相应的α2=25°。 Ⅱ、运用期间库水位骤降情况下斜墙稳定计算 仍用公式（3）计算，仅分母增加渗透水压力u一项： u=ro·Ω·J·cosα1=1×31.73×0.846×0.763=20.5吨/米； 其中Ω为最高库水位与骤降水位之间的斜墙面积，由计算简图量得： 渗透水压力坡降J=tgα1。 计算各体积力W时，骤降水位线以上，粘土用饱和容重，堆石用干容重；骤降水位线以下，堆石和粘土均用浮容重。最后求得最小安全系数Kmin=1.605，相应的α2=25°。 对以上两种情况进行计算的结果，安全系数均大于1.5，故可认为斜墙是稳定的。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
