CN109440733A - 一种胶凝砂砾石坝及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种胶凝砂砾石坝，包括上游防渗层、下游保护层和坝体中部，在对应胶凝砂砾石坝的下游坝体保护层和坝体中部之间以及坝体中部和上游防渗层之间设置挤压边墙，该挤压边墙的强度介于所述下游保护层与坝体中部的强度之间，且渗透性高于所述坝体中部。本发明前所未有地在胶凝砂砾石坝的坝体中间加设挤压边墙，而且限定挤压边墙的强度和渗透性，有效降低渗透水流对坝体胶凝砂砾石的渗透溶蚀，也很好地解决了胶凝砂砾石坝防渗面板的拉裂破坏，功能失效而使坝体渗漏的问题。本发明还提供胶凝砂砾石坝的施工工艺。

Description

一种胶凝砂砾石坝及其施工工艺

技术领域

本发明涉及胶凝砂砾石坝技术领域，提供一种胶凝砂砾石坝，还提供该胶凝砂砾石坝的施工工艺。

背景技术

为达到“宜材适构”，“宜构适材”的筑坝目标，胶凝砂砾石坝设置了不同的功能分区，如上游防渗层、下游保护层，对于坝体中部，由于其主要承受压力荷载，且对耐久性要求不高，可分层填筑胶凝砂砾石拌和料。为了适应施工期变形协调，上、下游的防渗层和保护层与坝体同步上升。对于小坝工程，可碾压完毕坝体中部之后，再一次施工上、下游的防渗层和保护层。

使用常态混凝土作为防渗面板的胶凝砂砾石坝中，由于常态混凝土与胶凝砂砾石两种材料刚度相差较大，若直接接触，可能在蓄水后产生变形不协调的问题，进而导致防渗面板的拉裂破坏，功能失效而使坝体渗漏；同时，在常规的施工过程中，胶凝砂砾石碾压边界处，由于碾压机械难以到达，往往采用小型机械人工夯实，或者采用定制的异形夯机进行夯实，由于夯实机械功率的限制，其夯实效果与碾压机械相比有较大差距，无法使边界部位完全密实，从而影响碾压边界处胶凝砂砾石的强度。目前的解决方案，是在碾压边界处铺筑富浆胶凝砂砾石作为胶凝砂砾石与常态混凝土之间的过渡层，用异形夯板夯击，但是由于施工顺序上先铺筑富浆胶凝砂砾石，并剔除超大石，然后再铺筑胶凝砂砾石，待胶凝砂砾石碾压完毕后，再夯击富浆胶凝砂砾石。富浆胶凝砂砾石从铺料到夯击，等待时间过久，导致水泥已经部分硬化，强度较设计值减小，对于安全不利。胶凝砂砾石由于设计强度较低，对于施工过程需要严格控制，施工工法及施工工序上必须合理设计，防止因不合理施工方法导致的坝体缺陷，因此亟需提出新的施工工艺，来克服上述施工方法中存在的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有施工方法的缺陷，提供一种新型的胶凝砂砾石坝结构，还提供一种适用于胶凝砂砾石坝的施工工艺，通过本新型的坝结构和施工工艺，可极大提高坝体边界部位施工质量，提高坝体安全性。

本发明的目的是这样实现的：

一种胶凝砂砾石坝，包括上游防渗层、下游保护层和坝体中部，其特征是：在对应胶凝砂砾石坝的下游坝体保护层和坝体中部之间以及坝体中部和上游防渗层之间设置挤压边墙，该挤压边墙的强度介于所述坝体保护层与坝体中部的强度之间，且渗透性高于所述坝体中部。

优选地，所述挤压边墙的抗压强度介于15MPa~25MPa之间。

挤压边墙的抗压强度过高或过低均会与中部胶凝砂砾石产生变形不协调问题，而渗透性过低会影响排水效果。

优选地，所述挤压边墙由沿着坡面的上游防渗层和下游保护层从下向上形成多个断面形状为梯形的墙体构成，上下相邻的该梯形的墙体，在下的梯形墙体的上底面与作为在上的梯形墙体下底面的一部分重合，上下梯形墙体相邻的上底面和下底面的外端边缘对齐，由此，使得所述挤压边墙的与所述下游保护层和上游防渗层的交界面为平滑的坡面，而与坝体中部的交界面为锯齿形坡面。

优选地，所述挤压边墙为半透水材料。该材料渗透性通常可以是为：180天渗透等级一般介于W2~W4之间，即渗透系数介于0.196×10^-7（cm/s）和0.783×10^-8（cm/s）之间为宜，或由现场试验确定，测定坝体中部的渗水性，然后确定挤压边墙材料的渗透性。

优选地，在上游一侧的所述挤压边墙的下方设置集水廊道，廊道周围的挤压边墙中设置预留的排水管。该排水管的一端连接挤压边墙的下底面，另一端连通集水廊道。

进一步地，在所述排水管与所述挤压边墙接触的一端设置滤网。所述滤网可以减少砂石漏入集水廊道而使其堵塞。为防止滤网堵塞，可用高压水枪定期清洗。将高压水枪的头管从廊道的排水管伸入至靠近滤网所在位置的下部，然后对准滤网用高压水枪清洗最下部滤网，即直径0.08mm的网眼冲洗即可。

所述滤网为2-4层，从上到下，滤网的网眼逐渐变小。

优选地，所述滤网设为3层，每层的孔径从上到下依次为5mm、1.25mm、0.08mm。

进一步地，在上游靠胶凝砂砾石一侧挤压边墙的锯齿形坡面的梯形墙体的内侧坡面或者连同梯形墙体的下底面上可以设置防水材料层或者设置木板。

所述梯形墙体为等腰梯形或不等腰梯形且非直角梯形。

优选地，所述挤压边墙的梯形墙体，与坝体中部相邻接的坡面的坡度介于1:0.75~1:0.3之间。

坡度若超出此范围，坡度过大（陡）时碾压机械的激振力可能会造成挤压边墙结构不稳定的问题，容易发生倾覆破坏；坡度过小（缓）易造成材料浪费的问题，具体体型可通过挤压边墙结构计算或现场试验获得。

优选地，上游防渗层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体内侧坡面与下游保护层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体外侧坡面的坡度相同。同样地，下游保护层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体内侧坡面与上游防渗层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体外侧坡面的坡度相同。。这样的设计，可以使得挤压边墙机械上的体型中的模具在挤压两侧挤压边墙中使用同样的，即可以使用一台挤压边墙机械施工。

优选地，所述梯形墙体为等腰或不等腰梯形，上顶面宽度15-40cm，下底面宽度约60-100cm，高度为30-70cm。

优选地，所述梯形墙体，上顶面宽度20cm，下底面宽度约80cm，高度为50cm 。

所述梯形墙体的断面为等腰梯形或不等腰梯形且非直角梯形。

上述胶凝砂砾石坝的施工工艺为：

在胶凝砂砾石坝的施工中，从下到上逐层施工，每一层的高度即为梯形截面挤压边墙的梯形高度；施工方法中包括挤压边墙的施工过程，其是：

步骤1：在坝体基础面的上游一侧和下游一侧构建挤压边墙的一个梯形墙体；

步骤2：在两边挤压边墙的梯形墙体之间铺设胶凝砂砾石料，通过碾压机械进行碾压，使得形成的坝体中部的这一段与对应的梯形墙体平齐；

重复步骤1和步骤2，逐渐建成坝体；

构建坝体的过程中，在重复步骤1和步骤2几次，形成几段梯形墙体后，于相应的挤压边墙上，在坝体的上游一侧挤压边墙的外侧面上浇注一段防渗层面板，在坝体的下游一侧挤压边墙的外侧面上浇注一段保护层面板。

在施工顺序上，先构建所述挤压边墙，待挤压边墙成型达到设定强度后，进行胶凝砂砾石坝的铺筑和碾压，此时，挤压边墙作为胶凝砂砾石坝的模板。此次的前后，按此施工工序一段一段的重复施工。

在所述施工工艺中，利用挤压边墙机械设置梯形断面的所述挤压边墙，梯形墙体邻上游防渗层或下游保护层的一侧坡度，应与坝体防渗层或下游保护层坡度一致，邻坝体中部的一侧，可设计成与上游防渗层或下游保护层坡度相同的等腰梯形、或与上游防渗层或下游保护层坡度不同的不等腰梯形，但考虑到抗倾覆稳定性，不适宜设计成直角梯形，而作为施工用的挤压边墙机械的体型，即挤压边墙机械的模具的体型需要定制生产，即体型应设计成与挤压边墙设计坡度一致的形状。

挤压边墙机械和挤压边墙施工技术在本发明中进行了如下改进：

一是挤压边墙技术从未在胶凝砂砾石施工中有应用，本发明是将挤压边墙在胶凝砂砾石坝中的首次应用；

二是对于挤压边墙的强度和渗透性上给出了特别的设计，进一步地，在挤压边墙材料的配比上的改进，原挤压边墙强度较低，优化后的配比可使其强度大大提高，介于混凝土面板和胶凝砂砾石之间，结构上起到过渡层的作用；

三是体型上的改进，将原来的直角梯形的成型模具改为非直角梯形，可以是等腰梯形的体型，也可以是不等腰梯形的体型，提高了挤压边墙的抗倾覆能力。

通常应该在所述挤压边墙构建2-3天后，待挤压边墙的梯形墙体硬化后，进行碾压胶凝砂砾石的中部的设置。

所述的2-3天，是挤压边墙的硬化时间，一个施工周期包括：挤压边墙的施工、挤压边墙的硬化、内部胶凝砂砾石的碾压这三个过程，一般大于2-3天。

本发明提供的胶凝砂砾石坝的施工工艺中，挤压边墙使用半透水的无砂混凝土，按照特定配合比配制半透水的无砂混凝土，无砂混凝土具体配合比可以是：

挤压边墙混凝土为二级配，水泥70~80份，水100份，砂砾石1500-2500份，速凝剂1.5~2.0份。

优选地，挤压边墙混凝土为二级配，水泥70~80份，水100份，砂砾石2000份，速凝剂1.5~2.0份。

砂砾石可用胶凝砂砾石，用40mm筛子筛分后取40mm以下部分，然后用5mm筛子筛分后取5mm以上部分，石料级配应连续；或者，

采用人工骨料进行配制，骨料粒径应介于5mm~40mm之间。

优选地，通过挤压边墙机械铺设所述挤压边墙，控制挤压边墙机械的行走速度在20~30m/h为宜。行走速度是为了控制挤压边墙的成型密度，若行走过快，则会在内部形成空隙，造成密度过低，降低挤压边墙的强度，从而造成危险；行走速度过慢，则生产效率过低。

保护层可以是混凝土面板，可用常态混凝土如C20或富浆胶凝砂砾石浇筑施工。:就是用常态混凝土或富浆胶凝砂砾石浇筑一个位于坝体表层的板状结构，用来保护坝体内部的强度较低的胶凝砂砾石结构。富浆胶凝砂砾石的配合比为：用水量120份，水泥80份，粉煤灰80份，砂砾石2100份。

防渗层的混凝土面板可以用常态混凝土如C25施工。防渗层常态混凝土的90天抗渗等级要求达到W13以上，可抵御1.3MPa水压力，抗冻等级为F300，具有较高的抗渗、抗冻耐久性要求。

优选地，上游防渗层的混凝土面板的厚度大于下游保护层的厚度。

本发明提供的胶凝砂砾石坝及其施工工艺，前所未有地在胶凝砂砾石坝的坝体中间加设挤压边墙，而且限定挤压边墙的强度介于坝体保护层与坝体中部的强度之间，且渗透性高于所述坝体中部。另外，还在胶凝砂砾石坝中间设置排水结构，而挤压边墙这样的排水结构比起通常使用的排水系统具有更好的排水效果和更好的强度，有效降低渗透水流对坝体胶凝砂砾石的渗透溶蚀，也很好地解决了胶凝砂砾石坝防渗面板的拉裂破坏，功能失效而使坝体渗漏的问题。

下面通过附图和实施例对本发明以及其优越性做详细说明。

附图说明

图1为本发明提供的带有挤压边墙的胶凝砂砾石坝的断面结构示意图。

图2为图1的局部结构的结构示意图。

图3为图1中挤压边墙的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明提供的胶凝砂砾石坝A，包括上游防渗层1、下游保护层2和坝体中部3，在对应胶凝砂砾石坝的下游坝体保护层2和坝体中部3之间以及坝体中部3和上游防渗层1之间设置挤压边墙4，该挤压边墙4的强度介于坝体保护层2与坝体中部3的强度之间，且渗透性高于所述坝体中部。

如图2和图3所示，挤压边墙4沿着坡面的上游防渗层1和下游保护层2从下向上形成多个断面形状为梯形的墙体41，上下相邻的该梯形的墙体41，在下的梯形墙体41a的上底面与作为在上的梯形墙体41b下底面的一部分重合，上下梯形墙体相邻的上底面和下底面的外端边缘对齐，由此，使得所述挤压边墙的与所述下游保护层和上游防渗层的交界面为平滑的坡面，相应的梯形墙体的坡面与坝体的上游坝面和下游坝面相同，而与坝体中部的交界面为锯齿形坡面。

梯形墙体41可以为等腰梯形或不等腰梯形，但不能是直角梯形。

在上游一侧的挤压边墙4的下方设置集水廊道5，廊道周围的挤压边墙4中设置预留的排水管6。该排水管6的一端连接挤压边墙最下面的梯形墙体41的的下底面，另一端连通集水廊道5。

在排水管6与挤压边墙接触的一端设置滤网。

在如图2所示的实施例中，滤网设置三层，从上到下，第一层滤网71的网眼为5mm，第二层滤网72的网眼为1.25mm，第三层滤网73的网眼为0.08mm。

设置滤网可以有效截留泥沙避免进入集水廊道，不致廊道很快堵塞。滤网在排水管中的设置结构可以是这样的，滤网为预制结构，在周围混凝土施工时，预先将滤网埋设进去，然后再浇筑滤网上层混凝土。为保障滤网安装牢固，埋入混凝土的径向尺寸应不小于滤网半径。由于产生堵塞的物质主要为泥，即粒径小于0.08mm的物质，可用高压水枪定期清理滤网上的截留物。即，将高压水枪的头管从廊道的排水管伸入至靠近滤网所在位置的下部，然后对准滤网用高压水枪清洗最下部滤网，即直径0.08mm的网眼。通过这样的方法可以方便清理滤网上的泥沙。

作为挤压边墙，所使用的材料最好是半透水材料。其强度高于坝体中部的强度但低于上游防渗层和下游保护层的混凝土面板的强度，而渗透性则高于坝体中部。

挤压边墙所使用的材料，渗透性优选为：180天渗透等级一般介于W2~W4之间；或者，渗透系数介于0.196×10^-7cm/s和0.783×10^-8cm/s之间为宜。

也可以在施工现场，对于墙体中部的材料的渗透性进行测试，然后，确定挤压边墙的渗透性。

挤压边墙混凝土的一个优选实例为二级配，水泥70~80份，水100份，砂砾石2000份，速凝剂1.5~2.0份。

利用挤压边墙机械，先施工成型挤压边墙的梯形墙体41，挤压边墙成型后的强度，介于保护部即混凝土面板强度与坝体胶凝砂砾石强度之间，可以充当过渡层的作用。同时，其渗透系数高于坝体中部的胶凝砂砾石，可以引导透过混凝土板面的渗透水流向廊道流动，从而降低渗透水流对坝体胶凝砂砾石的渗透溶蚀作用，即充当排水结构，起到排水的作用。一层的梯形墙体施工完毕后，待强度达到预期值之后再进行胶凝砂砾石的铺筑碾压，此时，挤压边墙即可充当模板的作用，可在侧面提供一定的挤压力，保障胶凝砂砾石边界部位的压实效果。为了防止胶凝砂砾石压实时产生的侧向力对挤压边墙的稳定产生影响，挤压边墙靠胶凝砂砾石一侧设计成一定的坡度，可以利用胶凝砂砾石的竖向压力，在其碾压施工时，保持稳定，不会发生侧向位移甚至转动失稳。

考虑到挤压边墙的硬化需要一定的时间，一般为2～3天，建议分仓施工，统筹安排工期。施工时，第1仓胶凝砂砾石碾压施工的同时，施工第3仓的挤压边墙，以此类推，给挤压边墙留足硬化时间。挤压边墙强度达到设定值后，开始胶凝砂砾石料的卸料、铺料、整平和碾压。胶凝砂砾石的铺料厚度略高于挤压边墙，以使压实后的胶凝砂砾石层厚与挤压边墙的一层梯形墙体一致为宜。为消除碾压施工时超大石对挤压边墙的不利影响，靠近挤压边墙的胶凝砂砾石，应人工剔除超大石，即粒径大于150mm的石头。

挤压边墙为半透水材料，因此可兼做胶凝砂砾石坝的上游排水系统。为了引导渗透水流沿着挤压边墙方向流动直至进入集水廊道，而不进入坝体胶凝砂砾石部分，也防止胶凝砂砾石细料进入挤压边墙而引起排水堵塞失效，可在上游挤压边墙靠胶凝砂砾石一侧涂刷防水材料或者设置木板。根据大坝防渗设计“上堵下排”的思路，下游挤压边墙不做防水处理，以有利于坝体渗透水流从下游坝面自由排出。廊道周围混凝施工时，预留排水管，用来收集挤压边墙中的渗水。排水管与挤压边墙接触部位，设置三层滤网，从上到下网孔公称直径分别为5~6mm、1.25~1.5mm、0.08~0.1mm，以防止挤压边墙中细粒料进入排水管。由于挤压边墙沿着整个坝面布置，该排水结构面积大，排水效果大大提高，从而防止了渗透水流进入胶凝砂砾石区域。胶凝砂砾石材料若受到长期渗透水作用，由于渗透溶蚀作用会降低坝体强度，因而，本发明提供的胶凝砂砾石坝，可大大降低渗透水流进入胶凝砂砾石区域，从而保障了坝体长期安全性。

挤压边墙技术在面板堆石坝的施工中常常用到，但在胶凝砂砾石坝施工中从未用到。因为胶凝砂砾石坝是一种新坝型，施工技术尚未成熟，面板堆石坝的挤压边墙不适用于胶凝砂砾石坝的结构，需要本发明所提出的改进措施，才可适用于胶凝砂砾石坝的施工。与面板堆石坝挤压边墙相比，本发明专利提出的胶凝砂砾石挤压边墙的不同之处在于：

①功能不同。面板堆石坝挤压边墙的作用主要是提供面板的作用，简化面板的施工。而胶凝砂砾石挤压边墙，是兼做胶凝砂砾石坝常态混凝土保护层和胶凝砂砾石施工模板的作用，可简化施工程序。同时为坝体提供了一种新的排水形式，相比排水管排水系统，该排水系统范围大，面积广，排水效果显著，可大大降低坝体扬压力作用，保证坝体长期安全。从结构上讲，胶凝砂砾石的挤压边墙是常态混凝土和胶凝砂砾石之间的过渡层，为两种弹模相差较大的材料，提供了一种变形协调的结构，有助于降低坝体的不均匀变形。②体型不同。面板堆石坝的挤压边墙，是直角梯形结构，靠近碾压层的一侧，设计成直角状，由于直角梯形的抗倾覆能力较弱，因此靠近挤压边墙部位的碾压层，不宜用大型机械进行碾压，应用小型机械进行施工，就需要准备多种施工机械。而为了有助于胶凝砂砾石碾压层的施工，本发明提供的胶凝砂砾石挤压边墙设计成两侧均带坡度的梯形墙体结构，临碾压层的一侧坡度，可有助于利用碾压层及压实机械的自重提高自身的抗倾覆能力，因此该结构抗倾覆能力大大提高，这使得硬化后的挤压边墙的梯形墙体，可使碾压机械直接靠近边墙部位进行碾压，坝面的碾压仅用一种碾压机械即可完成。③配比不同。由于胶凝砂砾石挤压边墙既具有结构方面的要求，又具有排水功能方面的要求，因此配合比需要特殊设计，从而使得挤压边墙的刚度和排水系数，均能满足设计要求。面板堆石坝的挤压边墙，强度和透水性要求均较低。④施工工序不同。由于碾压施工对胶凝砂砾石挤压边墙强度有要求，因此需要足够的间歇时间来使其硬化到足够强度后方可施工。但施工要求上没有面板坝的挤压边墙严格，完工的边墙可允许存在一定的超坡、欠坡情况。本发明对现有挤压边墙技术进行了上述改进，提高了其施工安全性，优化了其配比，使其更加适用于胶凝砂砾石结构。

由于挤压边墙兼做常态混凝土保护层与胶凝砂砾石的模板，常态混凝土保护层为浇筑式，因此，对于挤压边墙坡面的平整度，不必像面板堆石坝那么严格，可以允许存在少许欠坡，超坡等情况，不必对这些缺陷部位进行修补处理。但不是说完全没有要求，胶凝砂砾石坝挤压边墙坝轴线方向应尽量平直。由于挤压边墙硬化时间较长，具备一定的强度，碾压机械可直接靠近挤压边墙进行胶凝砂砾石的碾压。坝体两端挤压机械到达不了的区域，应人工立模，浇筑与挤压边墙配比相同的无砂混凝土。可连续施工三层无砂混凝土并碾压胶凝砂砾石完毕之后，浇筑上下游常态混凝土的上游防渗层和下游保护层。挤压边墙施工前，应做场地平整处理。胶凝砂砾石的摊铺厚度一般为60cm，压实后厚度一般为50cm，与挤压边墙的梯形墙体的高度相当，因此梯形墙体应设计成高度为50cm，与压实后的厚度一致。梯形墙体上顶边和下底边的长度，应使形成的梯形结构具有足够的抗滑稳定和抗倾覆稳定性。上层挤压边墙的梯形墙体施工前，应对下层挤压边墙梯形墙体凿毛处理或冲毛处理，以使挤压边墙上下两层的梯形墙体粘接牢固。

胶凝砂砾石挤压边墙的配合比，不宜使挤压料过干或者过湿，应使挤压后的边墙既密实，又能保持挤压机械的正常运转。为加速挤压边墙的硬化，可添加适当速凝剂，速凝剂的用量，可根据工期安排确定。挤压边墙180天强度应达到C8以上，弹性模量应达到15GPa以上，且不应大于保护层强度。挤压边墙混凝土为二级配，水泥70~80份，水100份，砂砾石2000份，速凝剂1.5~2.0份。砂砾石可用胶凝砂砾石，用40mm筛子筛分后取40mm以下部分，然后用5mm筛子筛分后取5mm以上部分，石料级配应连续。或者采用人工骨料进行配制，骨料粒径应介于5mm~40mm之间，级配良好。

挤压边墙的体型设计，需考虑碾压层厚，碾压机械的参数，如重力、击振力等参数。另外，还应考虑挤压边墙机械的挤压能力，与行走速度。考虑到胶凝砂砾石挤压边墙的横断面面积大于面板堆石坝，受限于挤压边墙机械的功率，应控制挤压边墙机械的行走速度，一般控制在20~30m/h为宜，或通过现场试验确定，以挤压出的边墙达到设计值为宜。挤压边墙上顶宽20cm，下底宽约80cm，若上下游挤压边墙采用一台挤压边墙机械施工，则挤压边墙的上游坡与下游坡，应与胶凝砂砾石坝的上游坡和下游坡设计成相同的坡度。

本发明提供的胶凝砂砾石施工新工艺，将挤压边墙的梯形墙体兼做常态混凝土的上游防渗层、下游保护层以及胶凝砂砾石的坝体中部施工的模板，可大大提高碾压边界处胶凝砂砾石的施工质量，并省去了坝内排水管的设置，降低了施工干扰，利用挤压边墙的透水特性，达到排出上游侧可能的渗透水流的目的，排水效果极大提高，施工工序大大简化。同时可作为胶凝砂砾石与常态混凝土之间的过渡层，安全性大大提高。因此，本文所提出的胶凝砂砾石施工新工艺，是一种更加便捷、安全、经济的施工方法。

如图1至图3为一个实施例：是一个胶凝砂砾石坝，采用如下施工工艺进行施工，施工步骤：

1）进行上、下游挤压边墙施工，用挤压边墙机械用同样的体型模具制作挤压边墙的一层梯形墙体，其上底面为0.2m，下底面宽度为0.8m，高位0.5m并等待其硬化；这样的尺寸主要为了稳定的需要，这个尺寸的体型比较稳定。

2）硬化后，在上游侧挤压边墙上按照图3所示的位置，在梯形墙体的内侧坡面和下底面露出的底面上涂刷防水材料的涂层41c；

3）在两侧梯形墙体之间铺筑胶凝砂砾石料，并使用碾压机械B进行碾压使得上下游两侧挤压边墙的这一层的坝体中部3，使得坝体中部与两边的梯形墙体平齐；

4）重复上述施工步骤，连续制作3层梯形墙体；

5）浇筑1.5m厚的上游防渗层1的面板混凝土段1a和1.0m厚的下游保护层2的面板混凝土段2a；

以此类推，重复1）~5）施工步骤，直到大坝达到设计高度位置。

在本实施例中，因为上游和下游坝坡的坡度均为1:0.6，因此，上下游两侧的挤压边墙的梯形墙体为等腰梯形的截面形状。

Claims (10)

1.一种胶凝砂砾石坝，包括上游防渗层、下游保护层和坝体中部，其特征在于：在对应胶凝砂砾石坝的下游坝体保护层和坝体中部之间以及坝体中部和上游防渗层之间设置挤压边墙，该挤压边墙的强度介于所述下游保护层与坝体中部的强度之间，且渗透性高于所述坝体中部。

2.根据权利要求1所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于：所述挤压边墙由沿着坡面的上游防渗层和下游保护层从下向上形成多个断面形状为梯形的墙体构成，上下相邻的该梯形的墙体，在下的梯形墙体的上底面与作为在上的梯形墙体下底面的一部分重合，上下梯形墙体相邻的上底面和下底面的外端边缘对齐，由此，使得所述挤压边墙的与所述下游保护层和上游防渗层的交界面为平滑的坡面，而与坝体中部的交界面为锯齿形坡面；和/或，

所述挤压边墙的抗压强度介于15MPa~25MPa之间；和/或，

在上游一侧的所述挤压边墙的下方设置集水廊道，廊道周围的挤压边墙中设置预留的排水管；该排水管的一端连接挤压边墙的下底面，另一端连通集水廊道。

3.根据权利要求1或2所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于：所述挤压边墙为半透水材料；和/或，

所述上游防渗层的混凝土面板的厚度大于下游保护层的厚度。

4.根据权利要求3所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于：所述半透水材料为这样的混凝土材料：180天渗透等级一般介于W2~W4之间；或者，渗透系数介于0.196×10^-7cm/s和0.783×10^-8cm/s之间为宜。

5.根据权利要求2所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于：在所述排水管与所述挤压边墙接触的一端设置滤网；和/或，

在上游靠胶凝砂砾石一侧挤压边墙的锯齿形坡面的梯形墙体的内侧坡面或该内侧坡面和梯形墙体的下底面上设置防水材料层或者设置木板；和/或，

所述梯形墙体为等腰梯形或不等腰梯形且非直角梯形；和/或，

所述上游防渗层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体内侧坡面与下游保护层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体外侧坡面的坡度相同；和/或，

所述下游保护层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体内侧坡面与上游防渗层一侧的所述挤压边墙的梯形墙体外侧坡面的坡度相同；和/或，

所述挤压边墙的梯形墙体，与坝体中部相邻接的坡面的坡度介于1:0.75~1:0.3之间。

6.根据权利要求5所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于：所述滤网为2-4层，从上到下，滤网的网眼逐渐变小；和/或，

梯形的所述挤压边墙，上顶宽15-40cm，下底宽约60-100cm。

7.根据权利要求6所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于：所述滤网设为3层，每层的孔径从上到下依次为5-6mm、1.25-1.5mm、0.08-0.1mm；和/或，

所述挤压边墙的梯形墙体，上顶边的宽度20cm，下底边的宽度80cm，高为50cm。

8.一种如上述权利要求所述胶凝砂砾石坝的施工工艺为：在胶凝砂砾石坝的施工中，从下到上逐层施工，每一层的高度即为梯形截面挤压边墙的梯形高度；施工方法中包括挤压边墙的施工过程，其是：

步骤1：在坝体基础面的上游一侧和下游一侧构建挤压边墙的一个梯形墙体；

步骤2：在两边挤压边墙的梯形墙体之间铺设胶凝砂砾石料，通过碾压机械进行碾压，使得形成的坝体中部的这一段与对应的梯形墙体平齐；

重复步骤1和步骤2，逐渐建成坝体；

在构建坝体的过程中，在重复步骤1和步骤2几次，形成几段梯形墙体后，插入一个步骤：于相应的挤压边墙上，在坝体的上游一侧挤压边墙的外侧面上浇注一段防渗层面板，在坝体的下游一侧挤压边墙的外侧面上浇注一段保护层面板。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在所述挤压边墙构建2-3天后进行碾压胶凝砂砾石的中部的设置；和/或，

通过挤压边墙机械铺设所述挤压边墙，控制挤压边墙机械的行走速度在20~30m/h；和/或，

所述坝体中部的材料砂砾石用胶凝砂砾石，用40mm筛子筛分后取40mm以下部分，然后用5mm筛子筛分后取5mm以上部分，石料级配应连续；或者，

采用人工骨料进行配制，骨料粒径应介于5mm~40mm之间；和/或，

挤压边墙混凝土为特定配合比配制半透水的无砂混凝土，其为二级配，水泥70~80份，水100份，砂砾石1500-2500份，速凝剂1.5~2.0份；和/或，

在步骤2之后，梯形墙体硬化后，在其内侧坡面和下底面上凸设防水材料涂层，或者固设木板；和/或，

所述保护层是混凝土面板，用常态混凝土或富浆胶凝砂砾石浇筑施工；和/或，

所述防渗层的混凝土面板常态混凝土施工。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：挤压边墙混凝土为二级配，水泥70~80份，水100份，砂砾石2000份，速凝剂1.5~2.0份；和/或，

所述富浆胶凝砂砾石的配合比为：用水量120份，水泥80份，粉煤灰80份，砂砾石2100份；和/或，

所述防渗层的混凝土面板用C25施工，90天抗渗等级要求达到W13以上，可抵御1.3MPa水压力，抗冻等级为F300。