一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法。本发明专利技术的目的是提供一种设计简单、施工便捷，同时具有较高可靠性的特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法。本发明专利技术的技术方案是：该堆石坝坐落于斜坡上，斜坡内具有由若干排水洞和排水孔组成的坝基排水系统；堆石坝施工时开挖形成台阶状的建基面，建基面的顶部为堆石坝的主堆石区，建基面斜坡侧依次铺设有顶部高程均与建基面顶部平齐的过渡层和增模区；过渡层和增模区顶部为与主堆石区相接的次堆石区，增模区与次堆石区的表层设有浆砌石结构的坡面防护；堆石坝坝体下游坡脚处设有衡重式的挡墙，挡墙内水平向埋设有与挡墙的衡重台同高的排水管，挡墙前端设置与挡墙的钢筋搭接的抗滑桩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法，主要适用于水利水电工程中特殊地形上建造的混凝土面板堆石坝等类似工程。
技术介绍
在水利水电工程中，当坝址区地形复杂、冲沟发育、横向沟梁相间、地形起伏差较大时，建造混凝土面板堆石坝一般会遇到堆石体坝坡稳定的控制难题。国内外混凝土面板堆石坝工程中建设在特殊地形上的案例较少，特别是斜坡上的混凝土面板坝工程；巴西、墨西哥等国家对斜坡上建设混凝土面板堆石坝均有过试探性的研究，但最终均被其它方案所代替；我国斜坡上建设的混凝土面板堆石坝工程极少，仅江苏宜兴抽水蓄能电站上水库已建成投产，该工程上水库为混凝土面板堆石坝，最大坝高75m，自运行以来各项监测指标良好。特殊地形中，特别是斜坡上建设混凝土面板堆石坝坝坡稳定控制为设计中的难点，大多数工程中均因此最终选择调整坝型坝线，或者选择基础大开挖的方式；上述调整不仅影响枢纽的整体布置，同时也增加工程投资。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种设计简单、施工便捷，同时具有较高可靠性的特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征在于：该堆石坝坐落于斜坡上，斜坡内具有由若干排水洞和排水孔组成的坝基排水系统；所述堆石坝施工时开挖形成台阶状的建基面，该建基面的顶部为堆石坝的主堆石区，建基面斜坡侧依次铺设有顶部高程均与建基面顶部平齐的过渡层和增模区；所述过渡层和增模区顶部为与主堆石区相接的次堆石区，增模区与次堆石区的表层设有浆砌石结构的坡面防护；所述堆石坝坝体下游坡脚处设有衡重式的挡墙，挡墙内水平向埋设有与挡墙的衡重台同高的排水管，挡墙前端设置与该挡墙的钢筋搭接的抗滑桩。所述排水洞设置于斜坡内地下水位线以下、并在高程上相对错开布置；所述排水孔由排水洞洞壁或洞顶向上打入斜坡内地下水位线以上。所述建基面的每级台阶的高度H＝8～15m，每级平台宽3～5m。所述抗滑桩的深度为10～20m，断面尺寸优选3×3m，布置间距为3～5m；抗滑桩的钢筋外露长度为0.5～1.0m，并与上部挡墙的钢筋充分搭接。所述排水管采用直径为150mm的PVC管，布置间距为3～5m，排水管与过渡层相接触的一端采用土工布包裹。所述过渡层采用微风化的新鲜岩石，厚度D＝3～5m，最大粒径为30cm，直径为0.075mm的颗粒含量<4.5％，直径为4.75mm的颗粒含量<20％，施工控制孔隙率<20％，渗透系数≥1～5×10-2；所述增模区采用压缩模量较大的石料填筑而成，最大粒径为60cm，直径为0.075mm的颗粒含量<5％，直径为4.75mm的颗粒含量<20％，施工控制孔隙率<20％，渗透系数≥1～5×10-1。所述坡面防护采用浆砌石结构，浆砌石厚度≥40cm，浆砌石下部设置碎石垫层料，厚度为20cm。一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：a、坝基排水系统的实施：坝基排水系统由排水洞和排水孔组成，排水洞设置于斜坡内地下水位线以下、并在高程上相对错开布置，通过在排水洞洞壁或洞顶向上打排水孔，使排水孔通入斜坡内地下水位线以上；b、建基面的开挖：斜坡段建基面开挖成台阶状，每级台阶的高度H＝8～15m，每级平台宽3～5m；c、挡墙的浇筑：堆石坝坝体下游坡脚处浇筑衡重式的挡墙；d、抗滑桩的施工：在混凝土挡墙的前端设置抗滑桩，抗滑桩的钢筋外露长度为0.5～1.0m，便于与挡墙的钢筋充分搭接，抗滑桩的深度为10～20m，断面尺寸为(2～3.5)×(2～3.5)m，布置为间距3～5m；e、挡墙内排水管埋设：在挡墙内埋设排水管，该排水管采用直径为150mm的PVC管，布置间距为3～5m；排水管与挡墙的衡重台同高程；在排水管端部采用土工布能包裹防止排水管与过渡区接触部位堵塞；f、降低坝体沉降措施实施：降低坝体沉降变形措施，包括在斜坡段设置过渡层和增模区；在建基面的斜坡侧设置过渡区与增模区；过渡层采用微风化的新鲜岩石，厚度D＝3～5m，最大粒径为30cm，直径为0.075mm的颗粒含量<4.5％，直径为4.75mm的颗粒含量<20％，施工控制孔隙率<20％，渗透系数≥1～5×10-2；增模区采用压缩模量较大的石料填筑而成，最大粒径为60cm，直径为0.075mm的颗粒含量<5％，直径为4.75mm的颗粒含量<20％，施工控制孔隙率<20％，渗透系数≥1～5×10-1；g、下游坝坡及坡面防护：建基面顶部为堆石坝的主堆石区，过渡层和增模区顶部为堆石坝的次堆石，在次堆石区与增模区的表层设有坡面防护，该坡面防护采用浆砌石结构，浆砌石厚度≥40cm，浆砌石下部设置碎石垫层料，厚度为20cm。本专利技术的有益效果是：本专利技术鉴于斜坡上建设混凝土面板堆石坝坝坡稳定控制的难题，结合相关类似工程的成功经验，以及试验的研究成果，提出了一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法；本专利技术设计简单、施工便捷，同时具有较高的可靠性，整个方法系统详实，可为类似工程提供借鉴。附图说明图1是本专利技术的剖面布置图。具体实施方式如图1所示，本实施例为一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法，该堆石坝坐落于斜坡上、并具有由若干排水洞1和排水孔2组成的坝基排水系统，排水洞1设置于地下水位线以下、并在高程上相对错开布置，排水孔2由排水洞1洞壁或洞顶向上打入地下水位线以上；该堆石坝施工时开完形成台阶状的建基面3，该建基面的顶部为堆石坝的主堆石区101，建基面斜坡侧依次为过渡层7和增模区8，过渡层7和增模区8顶部高程均与建基面3顶部平齐、为与主堆石区101相邻的次堆石区102；在次堆石区102与增模区8的形成的堆石坝斜坡表层设有浆砌石结构的坡面防护9；堆石坝坝体下游坡脚处设有衡重式的挡墙4，挡墙内埋设有与挡墙的衡重台同高的排水管6，排水管6与过渡层7相接触的一端采用土工布能包裹；采用挡墙前端置有与该挡墙的钢筋搭接的抗滑桩5。本实施例中，建基面3的每级台阶的高度H＝8～15m，每级平台宽3～5m；抗滑桩5的深度为10～20m，断面尺寸为(2～3.5)×(2～3.5)m，布置为间距3～5m，抗滑桩的钢筋外露长度为0.5～1.0m，并与上部挡墙4的钢筋充分搭接；排水管6采用直径为150mm的PVC管，布置间距为3～5m；过渡层7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征在于：该堆石坝坐落于斜坡上，斜坡内具有由若干排水洞(1)和排水孔(2)组成的坝基排水系统；所述堆石坝施工时开挖形成台阶状的建基面(3)，该建基面的顶部为堆石坝的主堆石区(101)，建基面斜坡侧依次铺设有顶部高程均与建基面顶部平齐的过渡层(7)和增模区(8)；所述过渡层(7)和增模区(8)顶部为与主堆石区(101)相接的次堆石区(102)，增模区(8)与次堆石区(102)的表层设有浆砌石结构的坡面防护(9)；所述堆石坝坝体下游坡脚处设有衡重式的挡墙(4)，挡墙内水平向埋设有与挡墙的衡重台同高的排水管(6)，挡墙前端设置与该挡墙的钢筋搭接的抗滑桩(5)。

【技术特征摘要】
1.一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征在于：该堆石坝坐落于
斜坡上，斜坡内具有由若干排水洞(1)和排水孔(2)组成的坝基排水系统；
所述堆石坝施工时开挖形成台阶状的建基面(3)，该建基面的顶部为堆石坝的
主堆石区(101)，建基面斜坡侧依次铺设有顶部高程均与建基面顶部平齐的过
渡层(7)和增模区(8)；所述过渡层(7)和增模区(8)顶部为与主堆石区(101)
相接的次堆石区(102)，增模区(8)与次堆石区(102)的表层设有浆砌石结
构的坡面防护(9)；所述堆石坝坝体下游坡脚处设有衡重式的挡墙(4)，挡墙
内水平向埋设有与挡墙的衡重台同高的排水管(6)，挡墙前端设置与该挡墙的
钢筋搭接的抗滑桩(5)。
2.根据权利要求1所述的一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征
在于：所述排水洞(1)设置于斜坡内地下水位线以下、并在高程上相对错开布
置；所述排水孔(2)由排水洞(1)洞壁或洞顶向上打入斜坡内地下水位线以
上。
3.根据权利要求2所述的一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征
在于：所述建基面(3)的每级台阶的高度H＝8～15m，每级平台宽3～5m。
4.根据权利要求3所述的一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征
在于：所述抗滑桩(5)的深度为10～20m，断面尺寸优选3×3m，布置为间距
3～5m；抗滑桩的钢筋外露长度为0.5～1.0m，并与上部挡墙(4)的钢筋充分搭
接。
5.根据权利要求4所述的一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征
在于：所述排水管(6)采用直径为150mm的PVC管，布置间距为3～5m，排水
管与过渡层(7)相接触的一端采用土工布包裹。
6.根据权利要求5所述的一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其特征
在于：所述过渡层(7)采用微风化的新鲜岩石，厚度D＝3～5m，最大粒径为30cm，

\t直径为0.075mm的颗粒含量<4.5％，直径为4.75mm的颗粒含量<20％，施工控
制孔隙率<20％，渗透系数≥1～5╳10-2；所述增模区(8)采用压缩模量较大的石
料填筑而成，最大粒径为60cm，直径为0.075mm的颗粒含量<5％，直径为
4.75mm的颗粒含量<20％，施工控制孔隙率<20％，渗透系数≥1～5╳10-1。
7.根据权利要求5所述的一种特殊地形上混凝土面板...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆素洁，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33