CN110747819A - 垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，所述堆石坝包括：坝基，设置在坝基上的坝体，其特征在于，坝体包括上游铺盖区、盖重区，混凝土趾板及混凝土面板，垫料层区，土工织物反滤保护层，过渡料层区，主堆石区，次堆石区，下游护坡层，下游坡脚排水棱体区，下游坡面护坡块石区，趾板下基岩防渗帷幕，坝顶防浪墙，趾板与混凝土面板接缝的周边缝，混凝土面板间的条带竖缝，缝间设置有铜止水和橡胶带止水，接缝的表层设置塑性填料二道防渗止水，本发明所述堆石坝的渗透稳定安全，具有广泛的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土面板堆石坝，更详细地说，涉及一种垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝。
背景技术
中国自1985年开始用现代技术修建混凝土面板堆石坝(以下简称面板坝)建成以来，已经走过近34年发展历程。在已建成高30m以上的220多座各类面板坝中，坝高100m级的有74座，坝高150m级16座，并陆续建成了天生桥一级(178m)，洪家渡(179.5m)、三板溪(185.5m)、猴子岩(223.5m)和水布垭(233m)等一批200m级高坝，积累了丰富的科研、设计、施工、运行管理及监测等现代技术经验，尽管起步较晚，但起点高，发展速度快，为向更高更广的方向迈进奠定了坚实的基础。
为了保护生态环境，减少一次能源对大气环境的污染，充分利用再生与清洁能源，大力发展水电产业，而水电大坝是必须修建的主要水工建筑物。而混凝土面板堆石坝是充分利用当地材料坝，既经济又快速，特别适合于偏远山区，尤其是中国的西部地区。
发明专利申请号201510817066.4公开了一种基座混凝土面板堆石坝的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：a.基座浇筑：清除坝基覆盖层，将坝基开挖至承载力满足要求的深度，在开挖区域内制安钢筋，在基座防渗区8下预设防渗帷幕12，预留基座灌浆廊道11，跳快浇筑基座混凝土，同时采取温度控制措施，防止出现裂缝；基座承载区7的浇筑则根据材料特性确定仓面大小，并在浇筑时采取温度控制措施；b.基座防渗处理：对基座防渗区8与基座承载区7交界面进行防渗处理，在基座防渗区8设基座防渗区横缝10，基座防渗区横缝10的位置与面板垂直缝14的位置相对应；c.基座连接面处理：在基座1顶部填筑过渡料，形成过渡区b6，过渡区b6的填筑材料及各项指标与过渡区a5相同；d.面板堆石坝填筑：依次填筑面板堆石坝2、过渡区a5、垫层区4、面板3，在面板3上设置面板垂直缝14，与基座防渗区横缝10位置一一对应，完成施工。该施工方法仍然没有能够全面彻底解决混凝土面板堆石坝的渗水难题。
发明内容
本发明提供一种垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，包括：坝基，设置在坝基上的坝体，坝体包括上游铺盖区、盖重区，垫层料区，特殊垫层料，过渡料区，主堆石区，次堆石区，下游护坡层，河床及两岸经开挖形成岩石基础上的钢筋混凝土趾板，趾板与混凝土面板间止水结构，在混凝土面板的下游垫层料区与过渡料区之间增设一薄层土工织物，用以在水库渗透水压条件下保护垫层料颗粒尤其是细颗粒不至于流失，进而造成面板裂缝和坍塌现象发生，目的是保证混凝土面板堆石坝的运行期稳定性和安全性；在混凝土趾板下基岩设有防渗灌浆帷幕，趾板与混凝土面板的周边缝，面板之间竖缝、面板与坝顶防浪墙坝顶接缝，均设有铜止水和橡胶带止水结构，在其接缝表面设有塑性填料二道防渗止水。其中，坝体设置在基岩或坝基上，坝基上设置上游侧主堆石区和下游侧次堆石区，主堆石区由里向外依次设置过渡料区、土工织物反滤保护层、垫层料区、混凝土面板层，混凝土面板下部覆盖在细料垫层区上，盖重、上游铺盖区由内向外覆盖于混凝土面板下部；进一步的，所述坝的坡面的坡比为1:1.3-1:1.5。
进一步的，所述混凝土面板层支撑在坝体垫层料上。
进一步的，所述垫层料区支撑在过渡料区。
进一步的，所述下游为主堆石区、次堆石区、护坡区。
进一步的，所述下游护坡层下部的排水体。
进一步的，所述混凝土面板层与趾板相接的周边缝、面板分缝之间设置铜止水和橡胶止水层。
进一步的，所述混凝土趾板下防渗帷幕深入基岩封闭基岩裂隙渗水通道，外形呈连续幕墙状。
本发明所述具有在坝内垫层料与过渡料之间增设土工织物反滤保护层的方法的混凝土面板堆石坝：
设置的混凝土面板层的下边缘与细料垫层区以及坝顶防浪墙底板契合。
设置的坝基用于支撑整个坝体。
设置在坝体上游的上游铺盖区，当混凝土面板开裂时，防渗土料将随水流带进裂缝中，经混凝土面板之下的垫料层区的反滤作用，淤堵裂缝恢复防渗功能，在上游铺盖区上构筑盖重区，以防止上游铺盖区的防渗土料失稳。
设置的特殊垫层区对上游铺盖区及混凝土面板承受水库渗透水起到二道反滤防渗作用。
设置的过渡料区能够阻断垫层料区的材料不会被冲刷到主堆石区。
设置的垫层料区的主要用于为混凝土面板层的支撑体，将混凝土面板层承受的水压力传递给主堆石体，并起二道渗流控制作用。
设置土工织物于垫层料区与过渡料区之间，用以在水库渗透水压力条件下有效的保护垫层料颗粒尤其是细颗粒不至于流失，进而造成垫层料区形成管涌和坍塌，导致混凝土面板裂缝和坍塌现象发生，目的是保证混凝土面板堆石坝的渗流稳定安全性。
设置的主堆石区起到维持支撑坝体整体的稳固性、安全性。
设置的次堆石区起保护主堆石区及下游护坡层的稳定作用。
设置的防渗帷幕能够阻断地基的渗透水。
本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝的有益效果：
1，本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，通过设置在垫层料区下游的土工织物对垫层料区既有反滤保护作用，防止垫层料细颗粒在渗透水压力条件下过量流失而造成的管涌和流土破坏，有利于提高特殊垫层区的稳定性，从而提高混凝土面板和坝体的安全性。
2，本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，从本质上有效保护垫层料的稳定性，库区水压力通过混凝土面板传递到主堆石区上。使得混凝土面板与主堆石区牢固结合，显著增强了坝体的运行期稳定性和安全性。
3，本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，在国内外首创性的将土工织物层设置在垫料层和过渡料层之间即坝体内，通过与本发明的其它防渗透结构相配合，能够进一步成功有效阻止垫料层尤其是细颗粒料被渗途水逐渐带向下游过渡料层区和主堆石区，造成垫料层塌陷，进而引发混凝土面板裂缝和坍塌的险象发生，从而彻底解决了国内外关于混凝土面板堆石坝渗透稳定安全的技术难题。
4，本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，便于施工工序穿插进行，尤其适用于100m～300米级以上特高大型混凝土堆石坝的防渗，实现大坝渗透本质的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝结构示意图；
图2为图1中A向的局部结构放大示意图。
图中附图标记如下：
1-上游铺盖区；2-盖重区；3-垫层区；4-特殊垫层区；5-过渡区；6-主堆石区；7-下游堆石区；8-下游护坡；9-可变动的主堆石区与下游堆石区界面，角度依坝料特性及坝高而定；10-排水棱体区；11-混凝土面板；12-土工织物。
具体实施方式
下面结合说明书附图1至2详细描述本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，包括：1-上游铺盖区；2-盖重区；3-垫层区；4-细料垫层区；5-过渡区；6-主堆石区；7-下游次堆石区；8-下游护坡；9-可变动的主堆石区与下游堆石区界面，角度依坝料特性及坝高而定；10-排水棱体区；11-混凝土面板；12-土工织物(土工布)。
其中：坝体设置在坝基上，坝体上设置主堆石区6，主堆石区6向上游方向依次设置过渡料层区5、土工织物反滤保护层12、垫料层区3、混凝土面板层11，混凝土面板层11下部支撑在垫层区3上，上游铺盖区1与盖重区2覆盖于混凝土面板层11下部外侧，主堆石区6下游设置次堆石区7，排水棱体10构筑在次堆石区7与下游护坡层8的内侧底部，坝体顶部构筑防浪墙，坝体的坡面的坡比为1:1.3-1:1.5。
以上通过结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的权利要求书保护范围以内。
Claims (4)
1.一种垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝,包括：坝基，设置在坝基上的坝体，其特征在于，坝体包括上游铺盖区、盖重区，混凝土趾板及混凝土面板，垫料层区，土工织物反滤保护层，过渡料层区，主堆石区，次堆石区，下游护坡层，下游坡脚排水棱体，下游坡面护坡块石区，混凝土趾板下基岩防渗帷幕，坝顶防浪墙，混凝土趾板与混凝土面板接缝的周边缝，混凝土面板间的条带竖缝，缝间设置有铜止水和橡胶带止水，接缝的表层设塑性填料二道防渗止水；其中，坝体设置在坝基上，坝体上设置主堆石区，主堆石区由里向外(上游)依次设置过渡料层区、土工织物反滤保护层、垫料层区、混凝土面板层，混凝土面板层下部覆盖在细料垫层区上；上游铺盖区与盖重区由内向外覆盖于混凝土面板层下部；主堆石区底部水平设置过渡料层4～6m厚的坝基排水层；次堆石区下游护坡层设置块石护坡区，大坝下游底脚排水棱体区构筑在次堆石区与下游护坡层底部；坝顶防浪墙及顶部坝料填筑并浇筑防渗沥青混凝土路面层。
2.按照权利要求1所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，其特征在于，通过设置在垫层料区下游的土工织物对垫层料区既有反滤保护作用，防止垫层料细颗粒在渗透水压力条件下过量流失而造成的管涌和流土破坏，有利于提高特殊垫层区的稳定性，从而提高混凝土面板和坝体的安全性。
3.按照权利要求1所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，其特征在于，从本质上有效保护垫层料的稳定性和安全性，库区水压力通过混凝土面板依次传递到主堆石区上，使得混凝土面板与主堆石区牢固结合，显著增强了坝体的运行期稳定性和安全性。
4.按照权利要求1所述垫层料与过渡料之间增设土工织物层的混凝土面板堆石坝，其特征在于，在国内外首创性的将土工织物层设置在垫料层和过渡料层之间即坝体内，通过与本发明的其它防渗透结构相配合，能够进一步成功有效阻止垫层料区尤其是细颗粒料被渗途水压逐渐带向下游过渡料层区和主堆石区，造成垫料层塌陷，进而导致混凝土面板坍塌的险象发生，从而彻底解决了国内外关于混凝土面板堆石坝渗透稳定安全的技术难题。
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| CN114753313A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-15 | 中工武大设计集团有限公司 | 一种小型水库坝体防渗结构 |
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