CN106368176A - 建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构 - Google Patents

建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，属于水利水电工程建筑物设计建造技术领域。提供一种建造速度快，稀有粘土用量明显减少，建造成本明显降低的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构。所述的高坝结构包括开挖基坑、布置在坝体内的粘土心墙和布置在深覆盖层内的混凝土防渗墙，所述的高坝结构还包括基坑堆石料回填层，所述的基坑堆石料回填层布置在所述的开挖基坑内，所述的粘土心墙布置在所述基坑堆石料回填层的顶部，所述的混凝土防渗墙沿竖向向上穿过所述的基坑堆石料回填层后嵌入所述的粘土心墙内，所述的开挖基坑底部采用振冲碎石桩加固。

Description

建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构
技术领域
本发明涉及一种高坝结构，尤其是涉及一种建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，属于水利水电工程建筑物设计建造技术领域。
背景技术
近年来，随着国家加大对西部偏远地区的水电开发力度，推动了大一批高坝的建设。这些地处高山峡谷地区的河流往往又存在覆盖层深厚的情况。在深覆盖层上建设高坝的防渗结构是工程建设的关键技术之一。
目前，深覆盖层上所建高坝的防渗结构，多数采用土心墙与防渗墙连接的垂直防渗结构,土心墙与防渗墙的连接部位多设置在基坑开挖面上，即整个坝体的土心墙部分呈金字塔形由基坑开挖面向上延伸至到坝体顶部。这样的防渗结构型式在心墙土料料源丰富的工程区应用，虽具有较好的经济效益,但也将造成耕地的占用﹑植被破坏等环境问题。而在心墙土料料源匮乏区域，还将使得工程心墙土料的获取难度加大﹑运距加长﹑投资增大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种建造速度快，稀有粘土用量明显减少，建造成本明显降低的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，包括开挖基坑、布置在坝体内的粘土心墙和布置在深覆盖层内的混凝土防渗墙，所述的高坝结构还包括基坑堆石料回填层，所述的基坑堆石料回填层布置在所述的开挖基坑内，所述的粘土心墙布置在所述基坑堆石料回填层的顶部，所述的混凝土防渗墙沿竖向向上穿过所述的基坑堆石料回填层后嵌入所述的粘土心墙内，所述的开挖基坑底部采用振冲碎石桩加固。
本发明的有益效果是：本申请通过在开挖基坑与粘土心墙之间设置一层基坑堆石料回填层，并使所述的混凝土防渗墙沿竖向向上穿过所述的基坑堆石料回填层后嵌入所述的粘土心墙内来实现防渗的有效连接。根据向上逐渐缩小的金字塔原理，由于在将粘土心墙用粘土量最大的中下部分通过所述的基坑堆石料回填层替换之后，采用通用的基坑堆石料回填层构成坝体的一部分，这样，不仅可以显著的提高所述坝体的建造速度，而且还可大量的减小稀有粘土的用量，从而达到显著降低建造成本的目的。
进一步的是，所述的基坑堆石料回填层包括厚度分别与所述开挖基坑深度相适应的回填层I区和回填层II区，所述的回填层II区与所述的回填层I区以所述的混凝土防渗墙为基准沿两侧向外顺序布置。
上述方案的优选方式是，在所述回填层II区与所述混凝土防渗墙之间还布置有粘土过渡回填区。
进一步的是，在所述混凝土防渗墙上游侧的开挖基坑与基坑堆石料回填层之间还布置有反滤层，在所述混凝土防渗墙下游侧的开挖基坑与基坑堆石料回填层之间还布置有反滤排水层。
上述方案的优选方式是，在所述基坑堆石料回填层与所述粘土心墙之间，以及所述粘土心墙与所述的混凝土防渗墙之间还分别布置有一体结构的防渗土工膜。
进一步的是，在所述混凝土防渗墙上游侧的防渗土工膜的下方还布置有厚度不低于18㎝厚的垫料层，在所述混凝土防渗墙下游侧的防渗土工膜的下方还顺序的布置有垫料层、反滤I层和反滤II层，所述反滤I层和所述反滤II层的厚度分别与坝体下游侧相应的下游反滤层相适应。
上述方案的优选方式是，在嵌入所述粘土心墙内的混凝土防渗墙上还罩接有接触粘土帽，所述的粘土心墙与所述混凝土防渗墙的上部通过所述的接触粘土帽过渡连接。
进一步的是，在所述粘土心墙的上游侧还顺序的布置有上游反滤层、上游过渡层和上游堆石层；在所述粘土心墙的下游侧也顺序的布置有下游反滤层、下游过渡层和下游堆石层。
进一步的是，在所述上游堆石层的中下部还布置有沿上游方向延伸的上游压重层，在所述下游堆石层的中下部也布置有沿下游延伸的下游压重层。
进一步的是，在所述上游堆石层的中上部还布置有沿坡面延伸的上游干砌石护坡，在所述下游堆石层的中上部也布置有沿坡面延伸的下游干砌石护坡。
附图说明
图1为本发明建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构的横剖结构示意图。
图中标记为：开挖基坑1、坝体2、粘土心墙3、深覆盖层4、混凝土防渗墙5、基坑堆石料回填层6、回填层I区7、回填层II区8、粘土过渡回填区9、反滤层10、反滤排水层11、防渗土工膜12、垫料层13、反滤I层14、反滤II层15、下游反滤层16、接触粘土帽17、上游反滤层18、上游过渡层19、上游堆石层20、下游过渡层21、下游堆石层22、上游压重层23、下游压重层24、上游干砌石护坡25、下游干砌石护坡26。
具体实施方式
如图1所示是本发明提供的一种建造速度快，稀有粘土用量明显减少，建造成本明显降低的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构。所述的高坝结构包括开挖基坑1、布置在坝体2内的粘土心墙3和布置在深覆盖层4内的混凝土防渗墙5，所述的高坝结构还包括基坑堆石料回填层6，所述的基坑堆石料回填层6布置在所述的开挖基坑1内，所述的粘土心墙3布置在所述基坑堆石料回填层6的顶部，所述的混凝土防渗墙5沿竖向向上穿过所述的基坑堆石料回填层6后嵌入所述的粘土心墙3内，所述的开挖基坑1底部采用振冲碎石桩加固。本申请通过在开挖基坑1与粘土心墙3之间设置一层基坑堆石料回填层6，并使所述的混凝土防渗墙5沿竖向向上穿过所述的基坑堆石料回填层6后嵌入所述的粘土心墙3内来实现防渗的有效连接。根据向上逐渐缩小的金字塔原理，由于在将粘土心墙3用粘土量最大的中下部分通过所述的基坑堆石料回填层6替换之后，采用通用的基坑堆石料回填层6构成坝体2的一部分，这样，不仅可以显著的提高所述坝体2的建造速度，而且还可大量的减小稀有粘土的用量，从而达到显著降低建造成本的目的。
上述实施方式中，根据现场需要，再结合施工进度要求、筑坝的质量要求，本申请将所述的基坑堆石料回填层6设置为包括厚度分别与所述开挖基坑1深度相适应的回填层I区7和回填层II区8，便使所述的回填层II区8与所述的回填层I区7以所述的混凝土防渗墙5为基准沿两侧向外顺序布置；同时再在所述回填层II区8与所述混凝土防渗墙5之间布置粘土过渡回填区9。这样，便可以根据现场情况，结合施工进度要求以及筑坝的质量要求分先后进行修建，以最大限度的提高修建速度，最大限度的保证修建质量。
同时，根据大坝的建设要求，为了最大限度的提高坝体的防渗效果，本申请在所述混凝土防渗墙5上游侧的开挖基坑1与基坑堆石料回填层6之间还布置有反滤层10，在所述混凝土防渗墙5下游侧的开挖基坑1与基坑堆石料回填层6之间还布置有反滤排水层11；在所述基坑堆石料回填层6与所述粘土心墙3之间，以及所述粘土心墙3与所述的混凝土防渗墙5之间还分别布置有一体结构的防渗土工膜12；在嵌入所述粘土心墙3内的混凝土防渗墙5上还罩接有接触粘土帽17，所述的粘土心墙3与所述混凝土防渗墙5的上部通过所述的接触粘土帽17过渡连接。此时，为了避免所述的防渗土工膜12在后序的使用过程中因坝体变化而被撕裂，在所述混凝土防渗墙5上游侧的防渗土工膜12的下方还布置有厚度不低于18㎝厚的垫料层13，在所述混凝土防渗墙5下游侧的防渗土工膜12的下方还顺序的布置有垫料层13、反滤I层14和反滤II层15，所述反滤I层14和所述反滤II层15的厚度分别与坝体下游侧相应的下游反滤层16相适应。
进一步的，根据大坝的建造要求，在所述粘土心墙3的上游侧还顺序的布置有上游反滤层18、上游过渡层19和上游堆石层20；在所述粘土心墙3的下游侧也顺序的布置有下游反滤层16、下游过渡层21和下游堆石层22；在所述上游堆石层20的中下部还布置有沿上游方向延伸的上游压重层23，在所述下游堆石层22的中下部也布置有沿下游延伸的下游压重层24；在所述上游堆石层20的中上部还布置有沿坡面延伸的上游干砌石护坡25，在所述下游堆石层22的中上部也布置有沿坡面延伸的下游干砌石护坡26。这样便可以保证坝体的完整性，安全性和时效性。
综上所述，采用本申请的高坝结构后，与目前现有的粘土心墙与混凝土防渗墙的连接部位设置在坝基开挖面的垂直防渗型式相比.该高坝结构将粘土心墙与混凝土防渗墙的连接部位设置在基坑堆石料回填层的顶部高程处，从而可以减少粘土心墙土料的用量达到30％以上﹑减少耕地的占用和植被的破坏﹑有利于保护环境，社会效益明显，还可减少工程投资，经济效益明显。

Claims (10)

1.一种建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，包括开挖基坑(1)、布置在坝体(2)内的粘土心墙(3)和布置在深覆盖层(4)内的混凝土防渗墙(5)，其特征在于：所述的高坝结构还包括基坑堆石料回填层(6)，所述的基坑堆石料回填层(6)布置在所述的开挖基坑(1)内，所述的粘土心墙(3)布置在所述基坑堆石料回填层(6)的顶部，所述的混凝土防渗墙(5)沿竖向向上穿过所述的基坑堆石料回填层(6)后嵌入所述的粘土心墙(3)内，所述开挖基坑(1)的底部采用振冲碎石桩加固。
2.根据权利要求1所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：所述的基坑堆石料回填层(6)包括厚度分别与所述开挖基坑(1)深度相适应的回填层I区(7)和回填层II区(8)，所述的回填层II区(8)与所述的回填层I区(7)以所述的混凝土防渗墙(5)为基准沿两侧向外顺序布置。
3.根据权利要求2所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在所述回填层II区(8)与所述混凝土防渗墙(5)之间还布置有粘土过渡回填区(9)。
4.根据权利要求1、2或3所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在所述混凝土防渗墙(5)上游侧的开挖基坑(1)与基坑堆石料回填层(6)之间还布置有反滤层(10)，在所述混凝土防渗墙(5)下游侧的开挖基坑(1)与基坑堆石料回填层(6)之间还布置有反滤排水层(11)。
5.根据权利要求4所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在所述基坑堆石料回填层(6)与所述粘土心墙(3)之间，以及所述粘土心墙(3)与所述的混凝土防渗墙(5)之间还分别布置有一体结构的防渗土工膜(12)。
6.根据权利要求5所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在所述混凝土防渗墙(5)上游侧的防渗土工膜(12)的下方还布置有厚度不低于18㎝厚的垫料层(13)，在所述混凝土防渗墙(5)下游侧的防渗土工膜(12)的下方还顺序的布置有垫料层(13)、反滤I层(14)和反滤II层(15)，所述反滤I层(14)和所述反滤II层(15)的厚度分别与坝体下游侧相应的下游反滤层(16)相适应。
7.根据权利要求4所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在嵌入所述粘土心墙(3)内的混凝土防渗墙(5)上还罩接有接触粘土帽(17)，所述的粘土心墙(3)与所述混凝土防渗墙(5)的上部通过所述的接触粘土帽(17)过渡连接。
8.根据权利要求1所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在所述粘土心墙(3)的上游侧还顺序的布置有上游反滤层(18)、上游过渡层(19)和上游堆石层(20)；在所述粘土心墙(3)的下游侧也顺序的布置有下游反滤层(16)、下游过渡层(21)和下游堆石层(22)。
9.根据权利要求8所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在所述上游堆石层(20)的中下部还布置有沿上游方向延伸的上游压重层(23)，在所述下游堆石层(22)的中下部也布置有沿下游延伸的下游压重层(24)。
10.根据权利要求9所述的建于土料匮乏区深覆盖层上的高坝结构，其特征在于：在所述上游堆石层(20)的中上部还布置有沿坡面延伸的上游干砌石护坡(25)，在所述下游堆石层(22)的中上部也布置有沿坡面延伸的下游干砌石护坡(26)。
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