CN106149640A - 提高面板堆石坝渗透安全性的方法及双排水体面板堆石坝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高面板堆石坝渗透安全性的方法，首先在面板堆石坝坝体内部开设L形排水体,L形排水体由相互连通的第一道竖向排水体和水平排水体组成，接着在坝体内第一道竖向排水体的下游侧再布设第二道竖向排水体，第二道竖向排水体与水平排水体连接,第二道竖向排水体和L形排水体组成双排水体。本发明在传统面板堆石坝坝体内部的L形排水体下游侧布设一道竖向排水体，与水平排水体连接，形成双排水体，增加了面板堆石坝坝体内部的排水通道，可以大大提高面板堆石坝的渗透安全性，使得坝体结构更加稳定，突破了高面板堆石坝受渗透流量加大的影响而不能达到300m的局限，具有显著的社会效益。

Description

提高面板堆石坝渗透安全性的方法及双排水体面板堆石坝
技术领域
本发明涉及水利科学坝工技术领域，特别是涉及一种提高面板堆石坝渗透安全性的方法。
背景技术
在水利水电工程中，因发电或灌溉取水等需要，通常要筑坝形成水库。坝主要有混凝土坝及堆石坝等类型，堆石坝中常用的坝型有心墙堆石坝及钢筋混凝土面板堆石坝(以下简称面板堆石坝)。近年来世界坝工技术发展较快，目前已发展到300m级混凝土拱坝、300m级混凝土重力坝、300m级粘土心墙堆石坝、200m级面板堆石坝，300m级面板堆石坝的可行性正在研究之中。
为进一步开发我国西部丰富的水能资源，西部地区有一批300m级的高坝待建，西部地区普遍存在卸荷裂隙发育等地质条件差的现象，同时存在交通十分不便、水泥和钢筋等材料运距远等情况，因此堆石坝具有适应性强及投资地区的优点。另外，西部地区土料质量不好，且土料来源较少，若选用粘土心墙堆石坝，则开采土料需占用大量土地，增加移民，且对环境影响较大，因此，面板堆石坝较心墙堆石坝更能适应西部地区。然而，设计建设300m级高面板堆石坝因坝体承受的水压更大，且坝体过水面积更大，会产生较大的坝体渗透流量，影响坝体渗透稳定的安全性，因此提高坝体渗透安全性是300m级高面板堆石坝建设的关键技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有300m级高面板堆石坝因其所承受的水压力增大且过水面积增大而产生较大的坝体渗透流量的缺陷，提供一种提高面板堆石坝渗透安全性的方法，通过在传统L形排水体下游侧布设一道竖向排水体组成双排水体，从而提高面板堆石坝的渗透安全性。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现:
一种提高面板堆石坝渗透安全性的方法，首先在面板堆石坝坝体内部开设L形排水体,L形排水体由相互连通的第一道竖向排水体和水平排水体组成，接着在坝体内第一道竖向排水体的下游侧再布设第二道竖向排水体，第二道竖向排水体与水平排水体连接,第二道竖向排水体和L形排水体组成双排水体。
优选的,第一道竖向排水体、第二道竖向排水体以及水平排水体均采用统一级配。
优选的,在第一道竖向排水体的上游侧和下游侧分别增设一第一竖向反滤料区，在水平排水体的上下两侧分别增设水平反滤料区，在第二道竖向排水体的下游侧增设第二竖向反滤料区，第一道竖向排水体上游的第一竖向反滤料区与水平排水体下侧的水平反滤料区连接，第二竖向反滤料区与水平排水体上侧的水平反滤料区连接。
优选的,所述第二竖向反滤料区的水平宽度为3m～6m。
优选的，所述第二竖向反滤料区的水平宽度为4m。
优选的，第一竖向反滤料区、第二竖向反滤料区以及水平反滤料区均采用统一级配。
本发明的另一目的,提供一种双排水体面板堆石坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土面板、垫层区、过渡区、上游堆石区和下游堆石区；在坝体的周边缝下游侧设有特殊垫层区；所述过渡区的下游侧和上游堆石区的上游侧之间设置有L形排水体；所述L形排水体包含相互连通的第一道竖向排水体和水平排水体，所述水平排水体横穿上游堆石区和下游堆石区的底部，且将上游堆石区水平分割成上下两部分；其特征在于：第一道竖向排水体的下游侧设有第二道竖向排水体，第二道竖向排水体连通水平排水体，L形排水体与和第二道竖向排水体组成双排水体。
优选的，所述双排水体的水平宽度为3m～9m。
优选的，所述双排水体的水平宽度为6m。
本发明的有益效果：
本发明在传统面板堆石坝坝体内部的L形排水体下游侧再布设一道竖向排水体，与水平排水体连接，形成双排水体，增加了面板堆石坝坝体内部的排水通道，可以大大提高面板堆石坝的渗透安全性，使得坝体结构更加稳定，突破了高面板堆石坝受渗透流量加大的影响而不能达到300m的局限，具有显著的社会效益。
附图说明
图1为本发明双排水体面板堆石坝结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图中,1-双排水体；2-第一竖向反滤料区；3-混凝土面板；4-垫层区；5-特殊垫层区；6-过渡区；7-上游堆石区；8-下游堆石区；9-上游压坡体；11-第一道竖向排水体；12-水平排水体；13-第二道竖向排水体；14-水平反滤料区；15-第二竖向反滤料区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
结合图1所示，为了克服现有300m级高面板堆石坝因其所承受的水压力增大且过水面积增大而产生较大的坝体渗透流量的缺陷，本发明提供了一种提高面板堆石坝渗透安全性的方法，首先在面板堆石坝坝体内部开设L形排水体,L形排水体由相互连通的第一道竖向排水体和水平排水体组成，接着在坝体内第一道竖向排水体的下游侧再布设第二道竖向排水体，第二道竖向排水体与水平排水体连接,第二道竖向排水体和L形排水体组成双排水体。
本发明在面板堆石坝坝体内部的L形排水体下游侧再布设第二道竖向排水体13，与水平排水体12连接，形成双排水体，增加了面板堆石坝坝体内部的排水通道，可以大大提高面板堆石坝的渗透安全性，使得坝体结构更加稳定，突破了高面板堆石坝受渗透流量加大的影响而不能达到300m的局限，具有显著的社会效益。
经试验测得双排水体1的渗漏量是L形排水体的渗漏量的1.5倍，显著提高了渗透流量，提高了面板堆石坝的渗透安全性。
实施例2
在实施例1的基础上，第一道竖向排水体11、第二道竖向排水体13以及水平排水体12均采用统一级配，使其渗透系数相同，提高渗透能力。
如图1和图2所示，在第一道竖向排水体11的上游侧和下游侧分别增设一第一竖向反滤料区2，在水平排水体12的上下两侧分别增设水平反滤料区14，在第二道竖向排水体13的下游侧增设第二竖向反滤料区15，第一道竖向排水体11上游的第一竖向反滤料区2与水平排水体12下侧的水平反滤料区14连接，第二竖向反滤料区15与水平排水体12上侧的水平反滤料区14连接。通过第一竖向反滤料区2、水平反滤料区14以及第二竖向反滤料区15将双排水体1完全包裹，避免双排水体1内的粗料被外部的细料带走，保证双排水体渗透力不被破坏。
所述第二竖向反滤料区15的水平宽度为3m～6m，小于3m不利于施工；根据工程实际确定，一般取4m。
第一竖向反滤料区2、第二竖向反滤料区15以及水平反滤料区14均采用统一级配，使其满足渗透安全要求。
实施例3
为了克服现有技术中现有高面板堆石坝因其所承受的水压力增大且过水面积增大而产生较大的坝体渗透流量的缺陷的问题，本实施例提供了一种如图1所示的双排水体面板堆石坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土面板3、垫层区4、过渡区6、上游堆石区7和下游堆石区8；在坝体的周边缝下游侧设有特殊垫层区5,该特殊垫层区5选用《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-2013)中定义的特殊垫层区,用以对堵缝材料及泥沙起到反滤作用；对于高度较高的坝体，宜在混凝土面板3的底部处设置上游压坡体，用以保护混凝土面板3；所述过渡区6的下游侧和上游堆石区7的上游侧之间设置有L形排水体，所述L形排水体的水平排水体12横穿上游堆石区7和下游次石区8的底部，且将上游堆石区7水平分割成上下两部分；所述L形排水体包含相互连通的第一道竖向排水体11和水平排水体12，第一道竖向排水体11的一侧设有第二道竖向排水体13，第二道竖向排水体13连通水平排水体12，L形排水体与和第二道竖向排水体13组成双排水体。
本发明在面板堆石坝坝体内部的L形排水体下游侧布设第二道竖向排水体13，与水平排水体12连接，形成双排水体，增加了面板堆石坝坝体内部的排水通道，可以大大提高面板堆石坝的渗透安全性，使得坝体结构更加稳定，突破了高面板堆石坝受渗透流量加大的影响而不能达到300m的局限，具有显著的社会效益。
实施例4
在实施例3的基础上，所述双排水体的水平宽度为3m～9m，根据工程实际确定，一般取5m。上述参数的选取必须满足《混凝土面板堆石坝设计规范》(DL/T5016-2011、SL228-98)的要求。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种提高面板堆石坝渗透安全性的方法，首先在面板堆石坝坝体内部开设L形排水体,L形排水体由相互连通的第一道竖向排水体(11)和水平排水体(12)组成，其特征在于：接着在坝体内第一道竖向排水体(11)的下游侧再布设第二道竖向排水体(13)，第二道竖向排水体(13)与水平排水体(12)连接,第二道竖向排水体(13)和L形排水体组成双排水体。
2.根据权利要求1所述的提高面板堆石坝渗透安全性的方法，其特征在于：第一道竖向排水体(11)、第二道竖向排水体(13)以及水平排水体(12)均采用统一级配。
3.根据权利要求1所述的提高面板堆石坝渗透安全性的方法，其特征在于：在第一道竖向排水体(11)的上游侧和下游侧分别增设一第一竖向反滤料区(2)，在水平排水体(12)的上下两侧分别增设水平反滤料区(14)，在第二道竖向排水体(13)的下游侧增设第二竖向反滤料区(15)，第一道竖向排水体(11)上游的第一竖向反滤料区(2)与水平排水体(12)下侧的水平反滤料区(14)连接，第二竖向反滤料区(15)与水平排水体(12)上侧的水平反滤料区(14)连接。
4.根据权利要求3所述的提高面板堆石坝渗透安全性的方法，其特征在于：所述第二竖向反滤料区(15)的水平宽度为3m～6m。
5.根据权利要求4所述的提高面板堆石坝渗透安全性的方法，其特征在于：所述第二竖向反滤料区(15)的水平宽度为4m。
6.根据权利要求3所述的提高面板堆石坝渗透安全性的方法，其特征在于：第一竖向反滤料区(2)、第二竖向反滤料区(15)以及水平反滤料区(14)均采用统一级配。
7.一种双排水体面板堆石坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土面板(3)、垫层区(4)、过渡区(6)、上游堆石区(7)和下游堆石区(8)；在坝体的周边缝下游侧设有特殊垫层区(5)；所述过渡区(6)的下游侧和上游堆石区(7)的上游侧之间设置有L形排水体；所述L形排水体包含相互连通的第一道竖向排水体(11)和水平排水体(12)，所述水平排水体(12)横穿上游堆石区(7)和下游堆石区(8)的底部，且将上游堆石区(7)水平分割成上下两部分；其特征在于：第一道竖向排水体(11)的下游侧设有第二道竖向排水体(13)，第二道竖向排水体(13)连通水平排水体(12)，L形排水体与和第二道竖向排水体(13)组成双排水体。
8.根据权利要求1所述的双排水体面板堆石坝，其特征在于：所述双排水体的水平宽度为3m～9m。
9.根据权利要求8所述的双排水体面板堆石坝，其特征在于：所述双排水体的水平宽度为6m。
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