一种堆石混凝土坝垫层结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及建筑工程施工技术领域，公开了一种堆石混凝土坝垫层结构及施工方法。堆石混凝土坝垫层结构，包括：设置在坝基上的垫层以及设置在垫层上的堆石层，垫层、堆石层均由块石与高自密实性能混凝土胶结而成；堆石层的上表面、垫层与堆石层之间的层间结合面均设置为凹凸不平的毛面。本堆石混凝土坝垫层结构采用堆石混凝土取代常态混凝土浇筑大坝河床段垫层，利用堆石混凝土水泥用量少、堆石参与具有阻断裂缝发展的优势，在坝基垫层结构中取消了施工缝的设计；同时在垫层中使用块石，吸收了部分混凝土水化热，降低了裂缝产生的几率，垫层采用整体浇筑，施工进度更快、坝体与垫层结合面胶结效果更好，而且可有效减少人员与材料的投入成本。的投入成本。

【技术实现步骤摘要】
一种堆石混凝土坝垫层结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程施工
，尤其涉及一种堆石混凝土坝垫层结构及施工方法。

技术介绍

[0002]近年来国内中小型水利工程建设中广泛使用堆石混凝土技术，因其工艺流程少、机械化程度高，温控措施简单，施工速度快及良好的工程质量，受到多方建设单位的青睐。
[0003]在建设水坝时，通常在大坝河床段建基面先浇筑一层常态混凝土垫层后，再于常态混凝土垫层上浇筑堆石混凝土。大面积使用常态混凝土会产生裂缝，所以大部分都需要分区分仓施工或采用分缝、分块浇筑的结构设计，虽然大体积混凝土浇筑过程中配合人工振捣和有效的温控措施，一定程度上减少了温度裂缝的产生，但该施工方式需要大量人员、材料和时间的投入，存在施工工序较复杂、人员成本高、施工周期较长，而且常态混凝土垫层与堆石混凝土体胶结程度较差等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种堆石混凝土坝垫层结构及施工方法，解决上述问题。
[0005]一种堆石混凝土坝垫层结构，包括：设置在坝基上的垫层以及设置在垫层上的堆石层，垫层、堆石层均由块石与高自密实性能混凝土胶结而成；堆石层的上表面、垫层与堆石层之间的层间结合面均设置为凹凸不平的毛面。
[0006]进一步地，上述坝基的上游一侧设置有防渗层，防渗层分别与垫层、堆石层胶结连接。
[0007]进一步地，上述块石与坝基之间垫有粗砂层。
[0008]进一步地，上述垫层采用堆石混凝土整体浇筑，厚度大于1.0m，块石的粒径为0.3～1.0m。
[0009]进一步地，上述垫层顶部的堆石外露高度为50～150mm，堆石外露投影面积与总表面积之比不低于30％。
[0010]进一步地，上述防渗层的厚度范围为0.5～1.0m。
[0011]本专利技术还提供了一种堆石混凝土坝垫层结构施工方法，其特征在于，采用上述任一项技术方案，包括以下施工步骤：
[0012]S1：清理并冲洗坝基底面岩层的软弱部分及风化碎石；
[0013]S2：在坝基上游一侧浇筑高自密实性能混凝土形成防渗层；
[0014]S3：将冲洗干净的块石堆放至坝基的上部，形成有自然空隙的堆石体；
[0015]S4：将高自密实性能混凝土浇筑至堆石体上，并利用高自密实性能混凝土的自流性填充满堆石体的空隙，形成垫层；
[0016]S5：坝基垫层浇筑完成后，进行洒水养护，混凝土初凝后对堆石混凝土表面进行凿毛处理；
[0017]S6：在垫层上完成堆石层的浇筑成型；
[0018]S6.1：清理干净垫层表面的碎屑后，放置块石形成堆石体；
[0019]S6.2：将高自密实性能混凝土浇筑至堆石体上，并利用高自密实性能混凝土的自流性填充满堆石体的空隙，形成堆石层。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021](1)从使用的材料上，坝基垫层由常态混凝土替换为堆石混凝土，可以减少混凝土的用量，堆石参与吸热可有效降低混凝土水化热温升，阻断了混凝土产生裂缝；
[0022](2)从施工方式上，坝基垫层与上方的堆石层均使用块石加高自密实性能混凝土胶结，整个过程采用整体浇筑，无需振捣，加快了施工进度，节省了人员投入；
[0023](3)常态混凝土垫层与堆石层之间的接触面因材料不同，胶结效果不佳，现采用的一体化浇筑方式在垫层顶部露石及仓面凿毛处理，增加了胶结能力，更加稳固且不容易产生裂缝。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的混凝土坝垫层结构横剖示意图；
[0025]图2为本专利技术的混凝土坝垫层结构局部放大图。
[0026]图中：1
‑
坝基；2
‑
堆石层；3
‑
层间结合面；4
‑
垫层；5
‑
防渗层；6
‑
块石。
具体实施方式
[0027]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0028]参考图1与图2，本专利技术提供了一种堆石混凝土坝垫层结构，包括：设置在坝基1上的垫层4以及设置在垫层4上的堆石层2；坝基1与垫层4之间的接触面先进行凿毛处理，并将凿落的碎石进行清扫，使两者的接触面保持干净；
[0029]在坝基1的垫层4部位铺设块石6，块石6与坝基1之间垫有粗砂以增强结合能力；垫层4部位的块石6粒径在0.3m至1.0m之间，大块块石6之间可以通过人工填充小粒径的石块，将垫层4的堆石率控制在40％至45％之间；垫层4的堆石放置完成后，采用高自密实性能混凝土一体化浇筑，浇筑厚度需要大于1.0m，浇筑过程不需要分块、分缝、分仓施工，利用高自密实性能混凝土的自流性填充满堆石间的空隙，整个过程不需要振捣，减少了施工人员和工艺流程。
[0030]此外，垫层4顶部的堆石外露出混凝土面，露出高度范围在50～150mm之间，露出的堆石在混凝土面上的竖直投影面积与总表面积之比不低于30％，以保证上方的堆石层2可以与垫层4有良好的胶结效果。
[0031]堆石层2的上表面、垫层4与堆石层2之间的层间结合面3均使用凿毛工具对平整面进行凿毛，形成凹凸不平的毛面，增大接触面积。
[0032]在坝基1的上游一侧设置有防渗层5，防渗层5采用高自密实性能混凝土浇筑，厚度范围为0.5～1.0m，与垫层4、堆石层2胶结连接，防渗层5可以阻挡上游的水浸入堆石层2与垫层4，增加坝体的使用年限。
[0033]垫层4、堆石层2均由块石6与高自密实性能混凝土胶结而成，使用材料相近，层间
结合面3部位的温度变化幅度相近，减少了温度不均匀引起的裂缝产生，同时对层间结合面3进行了堆石外露和凿毛处理，可以使胶结体结合更加紧密。
[0034]一种堆石混凝土坝垫层结构施工方法，采用权利要求1至6任一项所述的技术方案进行施工，包括以下步骤：
[0035]S1：清理并冲洗坝基1底面岩层的软弱部分及风化碎石；坝基1的垫层4部位开挖至设计高程后，对坝基1岩层存在的软弱部位进行清理、冲洗。
[0036]S2：在坝基1上游一侧浇筑高自密实性能混凝土形成防渗层5；利用基岩为边界，在靠近坝体上游一侧的基岩位置预留合适的宽度用于设置防渗层5，防渗层5采用高自密实性能混凝土浇筑成型。
[0037]S3：将冲洗干净的块石6堆放至坝基1的上部，形成有自然空隙的堆石体；将块石6运送至垫层4部位形成堆石体，堆石时应防止破坏基岩面，同时还应避免堆石与基岩面直接接触；堆石体空隙较大的部位采用人工辅助堆石，提高堆石率；需要注意的是，不同粒径大小的块石6需要合理摆放，避免较小或较大粒径块石6集中堆放，同时也应避免块石6之间的面面接触。
[0038]S4：将高自密实性能混凝土浇筑至堆石体上，并利用高自密实性能混凝土的自流性填充满堆石体的空隙，形成垫层4；高自密实性能混凝土浇筑前应进行现场试验，控制塌落扩展度在650mm～750mm范围内，利用混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆石混凝土坝垫层结构，包括：设置在坝基(1)上的垫层(4)以及设置在所述垫层(4)上的堆石层(2)，所述垫层(4)、所述堆石层(2)均由块石(6)与高自密实性能混凝土胶结而成；所述堆石层(2)的上表面、所述垫层(4)与所述堆石层(2)之间的层间结合面(3)均设置为凹凸不平的毛面。2.根据权利要求1所述的堆石混凝土坝垫层结构，其特征在于：所述坝基(1)的上游一侧设置有防渗层(5)，所述防渗层(5)分别与所述垫层(4)、所述堆石层(2)胶结连接。3.根据权利要求1所述的堆石混凝土坝垫层结构，其特征在于：所述块石(6)与所述坝基(1)之间垫有粗砂层。4.根据权利要求1所述的堆石混凝土坝垫层结构，其特征在于：所述垫层(4)采用堆石混凝土整体浇筑，厚度大于1.0m，所述块石(6)的粒径为0.3～1.0m。5.根据权利要求1所述的堆石混凝土坝垫层结构，其特征在于：所述垫层(4)顶部的堆石外露高度为50～150mm，堆石外露投影面积与总表面积之比不低于30％。6.根据权利要求2所述的堆石混凝土坝垫层结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全意，闭忠明，罗键，张喜喜，曾旭，何涛洪，李玲玉，乔志超，
申请(专利权)人：北京华石纳固科技有限公司，
类型：发明
国别省市：