漿砌石壩
漿砌石壩
壩身主要用石料漿砌而成的壩。為了防止滲水,在迎水面設有防滲面板、防滲牆或用水泥砂漿勾縫防滲。
目錄
漿砌石壩的優點是:①就地取材、節約鋼材、木材、水泥;②壩頂可以泄流;③施工期允許壩體過水;④施工操作技術易於掌握,施工期安排較靈活。缺點是施工機械化較困難,施工速度較慢,使用勞力較多。
分類
漿砌石壩分為漿砌石重力壩(圖1)、漿砌石拱壩和漿砌石支墩壩。漿砌石重力壩又分為實體重力壩、硬殼壩、填碴壩和空腹重力壩。漿砌石支墩壩又分為連拱壩和大頭壩。硬殼壩(圖2)主要由硬殼和壩內填料兩部分組成,利用干砌石、堆石來代替實體重力壩內低應力部位的漿砌石壩體,外包以漿砌塊石和條石、混凝土或鋼筋混凝土的硬殼。填碴壩又分為在壩體寬縫內填以砂礫石或石碴的寬縫填碴壩和在壩的下游部設置漿砌石框格,在格內填以砂卵石的框格填碴壩(圖3)。
漿砌石壩
漿砌石壩
設計要點
漿砌石壩工作原理與同類型的混凝土壩相似。設計方法主要借用混凝土壩設計理論,按均質彈性體考慮。20世紀70年代以來雖進行了許多科學試驗研究,但尚未形成適合砌體特性的系統設計理論。各種漿砌石壩的結構大體相同,壩體多採用漿砌石。由於砌石體的透水性遠大於混凝土,因此在漿砌石壩體上游部位設置專門的防滲設施,常採用混凝土防滲面板、混凝土防滲牆或水泥砂漿勾縫防滲(用高標號水泥砂漿把質地良好的條石或料石砌築成一層防滲層,並在表面進行勾縫)。和混凝土重力壩一樣,為減少壩身和壩基滲透壓力,還要在壩體內設置排水系統,在兩岸岸坡和壩基下設置灌漿帷幕和基礎排水系統。
漿砌石壩的主要建築材料為石料和膠結材料。石料分為亂毛石(片石)、塊石(毛料石)和條石。膠結材料有由水、水泥、砂組成的水泥砂漿和由水、水泥、小石子組成的小石砂漿。此外還有兩種混合砂漿,一種是在水泥砂漿中滲入一定比例的粘土、石灰或殼灰(殼灰是用貝殼燒制而成);另一種是不用水泥而用石灰、粘土或用粘土燒製成代水泥。填料用的干砌石一般不用膠結材料,要求採用較大塊度的塊石,間錯砌築以增加相互的咬合力。
簡史和展望
中國、印度、西班牙用石塊修堤築壩歷史悠久。公元16世紀西班牙用灰漿、石料修建了阿爾曼察壩。1982年印度修建了世界最高的斯里賽勒姆漿砌石重力壩,壩高144m。中國山區面積廣大,石料豐富,早在2000多年以前就利用石塊修建水利工程。1927年在福建修建了上里漿砌石拱壩。1932年在四川嘉陵江支流龍溪河修建了漿砌條石溢流拱壩。1971年建成的河南群英壩,是世界最高的漿砌石重力拱壩,壩高100.5m。在20世紀60年代以前各國以興建漿砌石重力壩為主。60年代以後中國輕型漿砌石壩發展很快。70年代開始,在中小型水利工程中,輕型漿砌石壩在數量上逐漸趨於主導地位。輕型壩以拱壩為主,支墩壩和混合壩為輔,並且創造了硬殼壩和框格填碴壩等形式。
漿砌石壩的適用範圍較廣,一般中、小型工程中,凡是石料豐富能建混凝土壩的地方一般都能建造同類型的漿砌石壩。但由於漿砌石壩施工機械化較困難,發達國家較少採用。在發展中國家,尤其在中國漿砌石壩發展很快,設計、施工水平都日益提高。其發展趨勢是:①修建漿砌石壩的地形、地質限制條件和築壩材料的要求有所放寬;②壩高逐漸增加;③輕型壩日益增多,造價降低,砌石工藝水平提高;④壩型多樣化是中國漿砌石壩的特點,各地建成的漿砌石壩除實體重力壩外,還修建了空腹重力壩、硬殼壩、寬縫填碴壩、框格填碴壩、雙曲拱壩、重力拱壩、連拱壩、大頭壩、梯形壩,還有各種形式的混合壩。壩體的新型結構有鉸拱壩、平底縫拱壩和周邊縫拱壩。