【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水利工程，涉及适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构。
技术介绍
1、黄土高原地区大型拦沙坝建设大多就地取材，采用当地土料筑坝。分散性土在黄土高原地区普遍存在，具有遇水分散流失的特性。直接采用分散性土筑坝容易引起管涌、流土、接触冲刷、接触流失等渗透破坏，对水库大坝安全产生威胁，对人民生命财产和农业生产造成了巨大的威胁。尤其是大型拦沙坝，库容大、储存洪水量大，一旦发生事故，后果十分严重。
2、分散性土筑坝一般多采用就近挖取土料，分层进行碾压形成均质土坝，在黄土高原区大型拦沙坝中应用广泛。该坝型具有投资省、防渗性能好、施工方便的特点。但是分散性土作为一种特殊土，直接采用筑坝存在以下问题：①分散性土中钠离子含量高，性质活跃，水库迎水面长期受到水流冲刷，土体易流失，形成沟槽、孔洞，坝体填土强度降低，需要在迎水面设置一定结构的保护层阻隔水流。②均质坝体本身渗透性差，排水不畅，水流渗入坝体内部容易引水浸润线升高，形成饱和土体，填土力学性质降低，对大坝整体抗滑稳定造成威胁。③拦沙坝库内具有逐年淤积升高的特性，加之坝体本身体型较大，如若发生问题，修复较为困难。
3、渗流破坏一直是均质土坝最为关心的问题，尤其是分散性土筑坝。如若处理不慎，坝体防渗体出现问题，大量水流进入坝体，形成较多孔洞，造成土体流失，强度较低，坝体浸润线提高，进而会使坝体发生渗透破坏，影响坝体安全，如若情况严重，甚至有溃坝风险，影响工程安全。
4、因此，对于采用以分散性土为填筑料的拦沙坝，选择一种合适处理方式和坝体结构，是保证工程安
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，解决了分散性土筑坝渗流破坏严重，坝体强度低的问题。
2、本专利技术所采用的技术方案是，适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，包括梯形土筑坝体，在坝体迎水面和坝底基础上设置改性土层，在坝体迎水面和坝底设置有防渗土工膜，同时在坝体迎水面下游和坝底的防渗土工膜上设置有一层排水席垫，在坝体迎水面的防渗土工膜上还依次铺设有粗砂垫层、保温苯板和混凝土预制块面板；所述排水席垫铺设在改性土层的上面；
3、坝底的排水席垫下还铺设有褥垫排水层，褥垫排水层靠近坝体背水面的一侧设有排水棱体；褥垫排水层靠近坝体迎水面一侧坝底处设有临时围堰。
4、本专利技术的特点还在于，
5、进一步地，在坝体背水面还设置有框格梁植草区和利用料填筑区。
6、进一步地，混凝土预制块面板：采用15cm的厚六棱体混凝土预制块作为保护层，预制块平铺于保温苯板上层，保护下层结构安全，防止树枝、杂草等对保温板和防渗土工膜的破坏，同时可减少阳光对下层结构的暴晒，减缓其老化速度。
7、进一步地，保温苯板：采用聚乙烯保温材料，位于预制混凝土板下层，主要为增强冬季下层防渗膜及坝体抗冻性，苯板采用c型，密度20-25kg/m3。
8、进一步地，粗砂垫层：其主要作用为防止坝体填筑材料中棱角比较尖锐的颗粒对防渗土工膜造成损伤，设置在坝坡保温苯板下部，厚度20~30cm，含泥量小于10%。
9、进一步地，防渗土工膜采用复合式两布一膜，即土工膜的上下表面各复合一层土工布；土工布的作用为保护土工膜，降低土工膜损伤风险，同时采用复合式两布一膜可增大摩擦系数，提高坝体护坡的稳定性；坝顶处的防渗土工膜外延0.8～1.0m，与坝顶上部路缘石锚固；坝坡中部和底部设置一道水平锚固沟，锚固沟宽100cm、深100cm，锚固沟间土工膜预留1.5%的余幅，z字型折叠，以备局部下沉拉伸，且纵向接头距坝脚及转弯处1.5m以上。
10、进一步地，褥垫排水层从上到下依次设20cm厚的砂反滤层、30cm厚的碎石反滤层、100cm厚的块石水平排水层、30cm厚的碎石反滤层、20cm厚的砂反滤层。
11、进一步地，坝体排水设施：包括排水席垫、褥垫排水层和排水棱体。坝体迎水面及坝体底部上游防渗土工膜层下设置排水席垫，底部排水席垫末端接至褥垫排水，以及时排出坡面及坝体渗水。防渗土工膜坝基底部下游侧设置褥垫排水与坝后棱体排水相接。褥垫排水层从内往外依次设20cm厚的砂反滤、30cm厚的碎石反滤、100cm块石水平排水层、30cm厚的碎石反滤、20cm厚的砂反滤。坝后坡脚设置排水棱体，棱体顶宽3m，下游坡比1：3，上游坡比1：2，在排水棱体与坝体土体结合部位均设置了由20cm厚的砂层和30cm厚的碎石组成的反滤层进行保护。
12、改性土层：在坝体迎水面排水席垫下部和坝底厚度1-2m范围，采用土壤固化剂对分散性土体进行改性处理，以提高大坝地基承载力，增加防渗性，保护坝体内部。
13、利用料填筑区：在大坝中轴线下游一定区域利用料区采用坝基、岸坡、隧洞、进水塔基础等开挖后剩余不用土料，可减少大坝土料外运，有效节约工程投资。利用料填筑区中的土料黏粒含量10%~30%，塑性指数7-17，有机质含量不大于5%，水熔盐含量不大于3%，渗透系数不大于1×10-4cm/s，压实度不应低于98％。
14、本专利技术的有益效果是：本专利技术适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，具体优点为：
15、1、本专利技术在土筑坝体的基础上加强了大坝迎水面结构稳定措施，减少了水流侵蚀；
16、2、在坝体底部设置褥垫排水层，形成渗流通道，将渗水及时排出坝体下游；
17、3、构建迎水面防渗土工膜保护层，为后期检修带来便利；便于安装、维护和更换。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，包括梯形土筑坝体，在坝体迎水面和坝底基础上设置改性土层（6），在坝体迎水面和坝底设置有防渗土工膜（4），同时在坝体迎水面下游和坝底的防渗土工膜（4）上设置有一层排水席垫（5）；在坝体迎水面的防渗土工膜（4）上还依次铺设有粗砂垫层（3）、保温苯板（2）和混凝土预制块面板（1）；所述排水席垫（5）铺设在改性土层（6）的上面；
2.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，在坝体背水面还设置有框格梁植草区（11）和利用料填筑区（10）。
3.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述混凝土预制块面板（1）采用15cm的厚六棱体混凝土预制块作为保护层。
4.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述保温苯板采用聚乙烯保温材料，苯板采用C型，密度20-25kg/m3。
5.根据权利要求4所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述粗砂垫层厚度20~30cm，含泥量小于10%。
6.
7.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述褥垫排水层（8）从内往外依次设20cm厚的砂反滤、30cm厚的碎石反滤、100cm厚的块石水平排水层、30cm厚的碎石反滤、20cm厚的砂反滤。
8.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述改性土层（6）是在坝体迎水面排水席垫下部和坝底厚度1-2m范围，采用土壤固化剂对分散性土体进行改性处理。
9.根据权利要求2所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述利用料填筑区（10）中的土料黏粒含量10%~30%，塑性指数7-17，有机质含量不大于5%，水熔盐含量不大于3%，渗透系数不大于1×10-4cm/s，压实度不应低于98％。
...【技术特征摘要】
1.适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，包括梯形土筑坝体，在坝体迎水面和坝底基础上设置改性土层（6），在坝体迎水面和坝底设置有防渗土工膜（4），同时在坝体迎水面下游和坝底的防渗土工膜（4）上设置有一层排水席垫（5）；在坝体迎水面的防渗土工膜（4）上还依次铺设有粗砂垫层（3）、保温苯板（2）和混凝土预制块面板（1）；所述排水席垫（5）铺设在改性土层（6）的上面；
2.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，在坝体背水面还设置有框格梁植草区（11）和利用料填筑区（10）。
3.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述混凝土预制块面板（1）采用15cm的厚六棱体混凝土预制块作为保护层。
4.根据权利要求1所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述保温苯板采用聚乙烯保温材料，苯板采用c型，密度20-25kg/m3。
5.根据权利要求4所述的适用于分散性土建坝的大型拦沙坝结构，其特征在于，所述粗砂垫层厚度20~30cm，含泥量小于10%。
6.根据权利要求1所述的适用于分散...
【专利技术属性】
技术研发人员：王波雷，马超，张文江，王军忠，余鹏明，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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