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西藏大学农牧学院
题 目： 科技写作论文
学 院：
专 业 班 级：
学 号：
学 生 姓 名：
2013年05月27 日
关键词： 水工建筑物土石坝的地基处理及施工要点 土石坝基础工程施工
土石坝是利用当地土料、砂砾、卵砾石渣、石料等建筑而成。按施工方法不同可以分为碾压式土石坝、水中填土石坝和水力冲填坝，现代土石坝多由碾压而成。按筑坝材料、坝内的配置又可分为均质土坝、分区坝和人工防渗材料坝。土石坝设计的总体要求是，大坝在正常和非正常工作条件的荷载组合条件下，必须保证完成它能长期安全运用和充分发挥经济效益，满足稳定变形、渗流以及规定的超高等要求。因此，对土石坝的地基处理与裂缝控制不容忽视。
土石坝的地基处理
土石坝的底面积大，坝基应力较小，坝体具有一定的适应变形的能力，坝体断面分区和材料的选择也具有灵活性。因此，土石坝对天然地基在强度和变形方面的要求以及处理措施、应达到的标准等，均可比混凝土坝相对较低，但防渗要求上则与混凝土坝基本相同。土石坝对不同的地基有不同的处理方法，着重对土石坝地基处理与软土地基处理的方法作以介绍。
一、砂卵石地基处理
许多土石坝建在砂卵石地基上，对于砂卵石地基的处理主要是解决渗流控制问题。处理的主要措施有垂直防渗措施、水平防渗措施和下游排水设施及盖垂等，垂直防渗措施可有效地截断坝基渗流，在技术条件许可且较经济合理时，应优先采用。
1、垂直防渗设施 。垂直防渗设施包括黏性土截水槽 、混凝土防渗墙和灌浆帷幕等。
（1）黏性土截水槽 。当坝基砂砾石层深度不大时 ，可开挖深槽直达不透水层或基岩，槽内回填黏性土，与坝内防渗体连成整体，称之为截水槽。它结构简单、工作可靠、防渗效果好、应用较广，适用于砂砾石层深度在 15m 以内，最大深度一般不超过 20m。截水槽底宽根据回填土的容许渗透坡降及施工条件而定。为防止截水墙与基岩间可能出现的集中渗流，常在基岩上设置混凝土齿墙或垫座，必要时还需要进行灌浆。
（2）混凝土防渗墙 。当坝基砂砾石层较深时 ，采用混凝土防渗墙是经济而又有效的防渗措施。施工时用冲击钻分段在土层中造成圆孔或槽形孔，以泥浆固壁，然后在槽孔内浇筑混凝土，最后连成整体，形成混凝土防渗墙。墙底嵌入弱风化基石，深度不少于 0.5~1.0m，墙顶插入防渗体内的深度 1/10 坝高。墙厚一般为 0.6~1.3m，多采用 0.8m 左右。混凝土防渗墙一般适用砂砾石层深度在 80m 以内的情况。
（3）灌浆帷幕 。当砂砾石层深度很大时 ，可采用灌浆的方法进行防渗处理。也可在
土层采用黏土截水槽或混凝土防渗墙，下部采用灌浆帷幕。砂砾石地基是否适合于灌浆，取决于它的可灌性，其可灌性可根据砂砾料的性质和级配，用可灌比和渗透系数来判别。根据反滤原理，一般认为 M＜5时，可灌性很小；M＝5~10 时，可灌性差；M＞10 时，可灌水泥黏土浆；M＞15 时，可灌水泥浆。渗透系数 K＞40m/d，可灌水泥黏土浆；K＞80m/d 时，可灌水泥浆。当可灌性不好时，可考虑采用化学灌浆。砂砾层的帷幕灌浆大多采用水泥黏土浆，它不仅耗费水泥量少，比较经济，而且还有浆液性能好、不易深沉、防渗效果好等优点。帷幕的厚度按容许坡降确定，而帷幕厚度 T＝H/J（H 为最大设计水头，J 为帷幕容许坡降），对于水泥黏土浆，帷幕的渗透坡降可采用 3~4。1.1.2 水平防渗铺盖 。 防渗铺盖是一种水平防渗设备 ， 可由斜墙、心墙等防渗体或均质坝体向上游水平延伸而成。其结构简单，防渗可靠，造价较低廉。铺盖通常采用黏性土料铺筑，也可以采用土工膜作铺盖，铺盖不能完全截断渗流，但能增加渗径，可将坝基渗透坡降和渗流量控制在容许范围内。当河床透水层很厚时，采用垂直防渗设施有困难时，可以考虑采用铺盖防渗，有时还可以利用天然透水地基中的 1层不透水层作铺盖。如果地基是渗透性很大的砾石层或渗透稳定性很差的粉细砂，不宜采用铺盖。铺盖的渗透系数应小于 1×10-5cm/s，并至少比地基渗透系数小 100 倍 ，铺盖长度应根据地基特性和防渗需要由计算确定，一般为 4~6 倍水头，铺盖厚度由土料的容许渗透坡降而定，由上游端向下游端逐渐加厚。上游端最小厚度可以取 0.5~1.0m，铺盖顶面要有保护层，以防蓄水发生干裂及运用期间的波浪作用和水流冲刷而导致破坏。
2、排水减压等措施 。 一般而言 ， 当坝下游表层土较薄时，可开挖排水沟深入到下部透水层、排水沟底和边坡设反滤层；当表层土较厚或深部有强透水层时，设排水减压井比较有效，有时也可采取减压井加盖的方法。盖一般采用透水料，盖重与被保护土之间应设反滤层。
二、软土地基处理
1、 淤泥层地基处理 。淤泥夹层天然含水量大 、容量小 、抗剪强度低、承截力小。当分布范围不大，埋藏较浅时，一般应全部挖除；当埋藏较深，分布范围较广时，常采用压重法或采用砂井加速排水固结。
2、 细砂地基处理 。均匀饱和细砂地基在地震或其他突然荷载作用下易于液化，常采取措施加以处理。当厚度不大土石坝的地基处理与裂缝成因及控制丁延超
土坝的裂缝成因及控制
一、裂缝成因
由于土石坝的不均匀沉降、地基处理不当、设计和施工过程中的问题，使土石坝产生形
态各异的裂缝，大致可以分为以下几类。
1 、变形裂缝。它是由于坝的不均匀沉降所引起的 ，是破坏坝体完整性的主要裂缝，危害性较大。根据裂缝的走向和位置，又分为 3 种：一是纵向裂缝。缝的走向与坝轴线平行，主要出现在坝顶，有时出现于坝坡或坝体内部。这是由于坝体或坝基各部位沿横向的不均匀沉降所引起的。二是横向裂缝。裂缝的走向与坝轴线垂直，这是由于坝体沿坝轴线方向不均匀沉降所引起的，多出现于坝体或岸坡接头处。三是水平裂缝。水平裂缝多出现在较薄的心墙坝中。
2、 干缩和冻融裂缝 。它是黏土表面由于失水和冻融而产生的裂缝，呈龟裂状，纵横交错，但深度不大，一般从几厘米到 1m。缝宽常小于 1cm，而且上宽下窄，在浅层处逐渐尖灭，所以这种裂缝一般对土坝的危害性不大。
3 、滑坡裂缝。它是坝坡失稳以前产生的裂缝 。它不是一般的变形缝，而是因滑移土体开始发生位移而出现的裂缝。这种缝多发生在滑坡顶部，在平面上是成形，方向大致与坝轴线平行。滑坡下部隆起处，也可能出现一些细小的裂
缝，这种裂缝是滑坡的前兆。
4 、水力甓裂缝 。它是由于水压力所引起的水平或垂直裂缝，水力劈裂缝多发生在水库多次蓄水时，危害性很大。
二、土石坝裂缝的控制
控制土石坝裂缝的途径，首先是要合理地计算坝体应力和压力的大少及分布，根据试验测定的土体强度特性，分析和估计坝体可能产生裂缝的危险部位、裂缝的性质以及裂缝的几何参数，据此采取相应的地基处理措施；合理地设计土石坝剖面和细部结构；选择适宜的土料并采用合理的设计参数；严格控制施工质量，明确运行管理上的要求，并精心进行管理等。土石坝一旦出现裂缝，应及时查明性状进行处理。如处理不当或不及时，常会造成坝的失事。国内外处理土石坝裂缝常采用挖除回填和灌浆的方法。
1 、挖除回填。此法简单可行，比较彻底可靠 ，对纵向 、横向裂缝均可使用。对于表面干缩或冻融裂缝，因深度不大可不必挖除，可用砂土填塞，再用低塑黏土封填夯实，以防雨水渗入冲蚀。深度不大的裂缝可按干缩缝处理，也可挖除裂缝部位土体，回填稍高于最优含水率的土料，严格分层夯实，并采用洒水刨毛等措施，以保证新老土体结合良好。
2 、灌浆处理。当裂缝位于深部或延伸至深部时 ，常用黏土浆或黏土水泥浆处理。浅层缝可用自流式灌浆，深层缝应采用低压灌浆，以防产生水力劈裂。当裂缝严重不能用上述方法处理时，可采用泥凝土或黏土防渗墙，从坝顶开始，直达基岩。对于滑坡裂缝，应采用
反压盖重，加强排水及至放缓坝坡等措施。 土石坝是历史最为悠久的一种坝型。近代的土石坝筑坝技术自20世纪50年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。 类型
土石坝常按坝高、施工方法或筑坝材料分类。
土石坝按照坝高分类，土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。我国《碾压式土石坝设计规范》（SL 274-2001）规定：高度在30米以下的为低坝；高度在30米～70米之间的为中坝；高度超过70米的为高坝。
土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向爆破堆石坝等。应用最为广泛的是碾压式土石坝。
按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，碾压式土石坝可分为以下几种主要类型：
1、均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。
2、土质防渗体分区坝。即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性极小的黏土作防渗体的坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝。防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型。
3、非土料防渗体坝。防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝。
优缺点
优点
（1）就地取材，节省钢材﹑水泥﹑木材等重要建筑材料，同时减少了筑坝
材料的远途运输。
（2）结构简单，便于维修和加高﹑扩建。
（3）坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求低。
（4）施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。
缺点
（1）坝身不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便。
（2）粘性土料的填筑受气候等条件影响较大，影响工期。【免费水工实习论文】
（3）坝身需定期维护，增加了运行管理费用。【免费水工实习论文】
坝顶高程
坝顶高程根据正常运行和非正常运行时的静水位加相应的超高d予以确定。 d按下式计算： d=ha+e+A
实习报告书写格式
1. 封面要求
各实践环节报告封面统一由教务处设计制作，请到水利学院教务员李嫱老师处领取；
2. 内容要求
1）实习报告内容应包括实习项目、指导教师、目的与要求、实习内容、实习日记、实习报告和总结等方面；
2）具体内容格式可参照附表，要求字迹工整，填写认真，实习报告字数4000-5000字。（填写时括号中的说明内容应删除）
3.评阅要求
各实践环节报告均应有教师评语，批阅教师签名，批阅日期，教研室主任意见，评语要有针对性，书写工整，红笔批阅；
4.格式与装订
各实践环节报告内容均用A4纸填写，内容手写打印均可，左侧装订。如打印：一级标题字体黑体，字号四号；二级以下标题和内容字体宋体，字号小四号；单倍行距。
注明：本页不打印，供学生自己看。从下一页开始直至最后一页需要打印，作为实习报告的主要内容。
实 习 日 记
三峡水利水电工程实习报告
学院：水利与生态工程学院
专业：水利水电工程
姓名：周业添
学号：2015102062
班级：水利水电工程6班
一、前言
1、实习目的
进一步加固和加深课堂多学过的理论知识，了解主要建筑物的施工特点、施工方法等，培养我们分析问题和解决实际问题的能力，提升自我的专业知识和现场操作技能。
2、实习任务
通过理论知识回顾、资料搜集，以及老师讲解、学生提问，实地观察、现场记录参与实验等等方式，对水利枢纽工程情况进行现场实习，掌握一定的施工技艺。
3、实习时间安排
这次野外实习为期一周，实习早期召开实习动员会，4月16号到4月20日实习，其中，16下午听专家的讲座，17号上午到三峡坝区以及库区参观，下午整理参观报告；
18号自由活动，期间同学自发组织到参观葛洲坝；十九号下午由张老师和蔡老师给我们讲解有关对水的认识和水工建筑物知识；20号上午组织参观隔河岩大坝（由于当天雾气较大，参观不清晰，对隔河岩认识较浅，此次报告不做详细说明）。
4、实习地点
宜昌市夷陵区三峡水利枢纽区域
二、实习内容
2.1三峡水利工程
2.1.1工程概况
三峡水电站，全称为长江三峡水利枢纽工程。整个工程包括一座混凝重力式大坝，泄水闸，一座堤后式水电站，一座永久性通航船闸和一架升船机。三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成，位于中国重庆市到湖北省宜昌市之间的长江干流上。大坝位于宜昌市上游不远处的三斗坪，并和下游的葛洲坝水电站构成梯级电站。三峡大坝为混凝土重力坝，大坝坝顶总长3035米，坝高185米，水电站左岸设14台，右岸12台，共装机26台，前排容量为70万千瓦的小轮发电机组，总装机容量为1820万千瓦时，年发电量847亿千瓦时。通航建筑物位于左岸，永久通航建筑物为双线五包连续级船闸及早线一级垂直升船机，它是世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设最大型的工程项目。
俯瞰三峡工程水电站大坝高185米，蓄水高175米，水库长600余公里，安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组，是全世界最大的（装机容量）水力发电站。三峡电站初期的规划是26台70万千瓦的机组，也就是装机容量为1820万千瓦，年发电量847亿度。后又在右岸大坝"白石尖"山体内建设地下电站，建6台70万千瓦的水轮发电机。在加上三峡电站自身的两台5万千瓦的电源电站。总装机容量达到了2250万千瓦，年发电量约1000亿度（5倍于葛洲坝，10倍于大亚湾核电，约占全国年发电总量的3%，水力发电的20%）三峡工程分三期，总工期18年。一期5年（1992一1997年），主要工程除准备工程外，主要进行一期围堰填筑，导流明渠开挖。修筑混凝土纵向围堰，以及修建左岸临时船闸（120米高），并开始修建左岸永久船闸、升爬机及左岸部分石坝段的施工。二期工程6年（1998-2015年），工程主要任务是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建设及机组安装，同时继续进行并完成永久特级船闸，升船机的施工。三期工程6年（2015一2015年），本期进行的右岸大坝和电站的施工，并继续完成全部机3组安装。届时，三峡水库将是一座长远600公里，最宽处达2000米，面积达10000平方公里，水面平静的峡谷型水库。
2015年7月，三峡电站机组实现了电站1820万千瓦满出力168小时运行试验目标。（日发电量可突破4.3亿度电！占全国日发电量的5%左右）。1949年，中国总发电量仅为43亿度。
2.1.2三峡主要建筑物
三峡水利枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物等三大部分组成，具体如下：
（1）大坝
大坝的形式为混凝土重力坝，坝顶高程185米，最大坝高181米，轴线全长2309.47米。
（2）水电站
三峡水电站的型式为坝后式水电站，其总装机容量为18200兆瓦，单机容量为700兆瓦。
（3）通航建筑物
三峡的通航建筑物为双线五级船闸和垂直升船机，其中双线五级船闸的闸室有效尺寸为280×34×5，过闸的船队吨位为万吨级船队，年单向通过能力为5000万吨，三峡垂直升船机的型式为单线单级垂直提升式，承船厢有效尺寸（米）120×18×3.5，最大过船吨位3000吨级客货轮。
三峡双线五级船闸，规模举世无双，是世界上最大的船闸。它全长6.4公里，其中船闸主体部分1.6公里，引航道4.8公里。船闸的水位落差之大，堪称世界之最。三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程，而坝下通航最低水位62米高程，这就是说，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度。已入选中国世界纪录协会世界最大的船闸世界纪录。此前，世界水位落差最大的船闸也只有68米，永久船闸共有24扇人字闸门。三分之二的人字门高38.5米，宽20米，厚3米，重达850吨，面积接近两个篮球场，其外形与重量均为世界之最，号称"天下第一门"。
三峡五级船闸是世界上规模最大，水头和技术难度最高，它要解决的问题都远远超过了一般的船闸。三峡船闸的建成，表明我国在这方面的技术已达到世界领先水平。(
2.1.3三峡枢纽建筑物的布置
枢纽建筑物总体布置格局为：河床中部布置泄洪建筑物，两侧布置电站坝段和坝后式厂房，左、右厂房分别设置14台和12台单机容量70万千瓦的水轮发电机组，通航建筑物均布置在左岸。另在长江右岸白岩尖山体中，与右岸电站相毗邻处预留扩建6台机组的5地下电站厂房位置。地下电站将安装6台70万千瓦的水轮发电机组，装机容量420万千瓦。因此，三峡电站全部建成后，共装有32台70万千瓦的水轮发电机组，总装机容量将达到2240万千瓦。
2.1.4三峡工程的效益
三峡工程主要有三大效益，即防洪、发电和航运，其中防洪被认为是三峡工程最核心的效益。
历史上，长江上游河段及其多条支流频繁发生洪水，每次特大洪水时，宜昌以下的长江荆州河段（荆江）都要采取分洪措施，淹没乡村和农田，以保障武汉的安全。在三峡工程建成后，其巨大库容所提供的调蓄能力将能使下游荆江地区抵御百年一遇的特大洪水，也有助于洞庭湖的治理和荆江堤防的全面修补。
三峡工程的经济效益主要体现在发电。它是中国西电东送工程中线的巨型电源点，非常靠近华东、华南等电力负荷中心，所发的电力将主要售予华中电网的湖北省、河南省、湖南省、江西省、重庆市，华东电网的上海市、江苏省、浙江省、安徽省，以及南方电网的广东省。三峡的上网电价按照各受电省份的电厂平均上网电价确定，在扣除相应的电网输电费用后，约为0.25元。由于三峡电站是水电机组，它的成本主要是折旧和贷款的财务费用，因此利润非常高。
（1）防洪效益
"万里长江，险在荆江"。荆江流经的江汉平原和洞庭湖平原，沃野千里，是粮库、棉山、油海、鱼米之乡，是长江流域最为富饶的地区之一，属国家重要商品粮棉和水产品基地。荆江防洪问题，是当前长江中下游防洪中最严重和最突出的问题。三峡水库正常蓄水位175米，有防洪库容221.5亿立方米。对荆江的防洪提供了有效的保障，对长江中下游地区也具有巨大的防洪作用。
（2）发电效益
三峡水电站装机总容量为1820万kW，年均发电量847亿千瓦时，三峡水电站若电价暂按0.18——0.21/千瓦时计算，每年售电收入可达181亿——219亿元，除可偿还贷款本息外，还可向国家缴纳大量所得税。，峡地下电站布置于枢纽右岸，利用弃水发电，可以提高工程对长江水能资源的利用率。地下电站６台机组投产后，加上大坝左、右电站２６台机组，三峡电站总装机容量将达2250千瓦，年最大发电能力达1000亿千瓦时。
三峡输电系统工程是１９９２年全国人大批准建设的国家能源重点项目，总投资３４８。５９亿元。线路总长度６５１９千米，跨越华中、华东、华南、西南等地区的１６０多个县级行政区，被誉为目前世界上规模最大、技术最复杂的交直流混合输电系统。至２０１０年底，三峡输电工程已累计安全送出电量４４９２。３亿千瓦时，相当于１。６２6亿吨标准煤的发电量。到２０１１年３月，历时近２０年论证和建设的三峡电站输电线路工程全部完工。
（3）航运效益
三峡工程位于长江上游与中游的交界处，地理位置得天独厚，对上可以渠化三斗坪至重庆河段，对下可以增加葛洲坝水利枢纽以下长江中游航道枯水季节流量，能够较为充分地改善重庆至武汉间通航条件，满足长江上中游航运事业远景发展的需要。三峡升船机布置在枢纽左岸，主要用于为大型客轮提供一个"电梯式过坝"的快速通道，将成为三峡双线五级船闸"楼梯式过坝"的有效补充，大大提高船舶过坝效率。
2.1.5三峡工程带来的问题
（1）移民
移民是三峡工程最大的难点，在工程总投资中，用于移民安置的经费便占到了45%。当三峡蓄水完成后，将会淹没129座城镇，其中包括万州、涪陵等两座中等城市和十多座小城市，会产生113万移民，在世界工程史上绝无仅有，并且如果库尾水位超出预计，还会再增加新的移民数量。移民的安置主要通过就地后靠或者就近搬迁来解决，但后来发现，水库淹没了大量耕地，从而导致整个库区人多地少，生态环境趋于恶化，于是对农村人口又增加了一种移民方式，就是由政府安排，举家外迁至其他省份居住，目前
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