CN207314284U - 一种狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，坝内防渗结构由沥青混凝土心墙、重力式混凝土基座、坝顶防浪墙、止水、廊道组成。沥青混凝土心墙位于坝体中间部位，顶部与坝顶防浪墙连接，下部与重力式混凝土基座连接；心墙与重力式混凝土基座之间、心墙与防浪墙均设止水。重力式混凝土基座镶嵌于狭窄的河床深槽部位，位于大坝堆石体内，为钢筋混凝土结构；横断面为上窄下宽的类梯形，上游坡上部倾斜下部直立，下游坝坡均为斜坡；重力式混凝土基座内布置两层钢筋混凝土廊道，满足基础灌浆和排水要求。本实用新型的坝内防渗结构，型式新颖、结构简单，降低了沥青心墙的高度，增加了高沥青心墙的安全性。

Description

一种狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构

技术领域

本实用新型涉及一种水利水电工程的坝体防渗结构，尤其是一种狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝防渗结构。

背景技术

一般情况下，堆石坝采用沥青混凝土心墙防渗时，沥青混凝土心墙高度不超过100m，个别工程心墙高度达120m左右，但没有超过130m。心墙基础设垫座或基座，垫座和基座的高度一般较低，约0.8～3m，宽高比约1～6。个别工程心墙基座稍高，比如某土石坝，心墙基座高11m，但其中的7.5m埋在基岩中，实际外露的基座高度仅为3.5m，外露部分结构宽高比约为2。又比如某土石坝，沥青混凝土心墙基座高10m，其中3.5m埋在基岩中，外露6.5m，外露部分结构宽高比约1.4(平均)。上述的心墙常规基座，高度小，且基座埋在基岩中，埋设高度至少为基座高度的1/3。现行规范《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》DL/T5411中，对沥青混凝土心墙基座的高度也提出“混凝土基座不宜高出基岩面很多”的要求。由此可知，目前沥青混凝土心墙基础设置的基座或垫座，是作为一种心墙与基础的连接结构，高度较小，宽高比均大于1，不存在自身的稳定问题。

当河床部位覆盖层较深、覆盖层内设混凝土防渗墙受限需要挖除覆盖层时，对高坝来说，若采用常规的沥青混凝土心墙基座，因基座高度小使得沥青混凝土心墙的高度必然增大，从而导致沥青混凝土心墙应力变形增大，增加大坝安全风险。若降低心墙高度，则需要增加基座高度。由于基座位于大坝底部，承受的水头作用大，所以当基座增加到一定高度时，就需要研究自身的稳定等问题。这种高沥青混凝土心墙、较深覆盖层土石坝的防渗处理是目前工程中的技术难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能适应狭窄陡峻河谷高沥青混凝土心墙、较深覆盖层土石坝的狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，包括沥青混凝土心墙、位于沥青混凝土心墙下部的重力式混凝土基座和位于沥青混凝土心墙上部的坝顶防浪墙，沥青混凝土心墙与重力式混凝土基座之间、沥青混凝土心墙与坝顶防浪墙之间均设一道止水，重力式混凝土基座镶嵌于狭窄的河床深槽部位，置于基岩上，位于大坝堆石体内，高度大于30m，为C30W8F100的钢筋混凝土结构，断面为上窄下宽的类梯形，上游坡上部倾斜、下部直立，下游坡均为斜坡，上部宽度9～12m，上下游坡比1:0.4～1:0.7。

所述沥青混凝土心墙的高度大于130m，厚度从顶部到底部逐渐变厚，与重力式混凝土基座接触部位采用沥青混凝土放大脚。

所述重力式混凝土基座内部布置两层满足基础灌浆和排水要求的钢筋混凝土廊道，上层廊道平行坝轴线布置，下层廊道由两条横向廊道和两条纵向廊道组成“回”字型布置。

所述沥青混凝土心墙与重力式混凝土基座之间的止水，布置在重力式混凝土基座顶部的圆弧形凹槽内，一部分止水插入沥青混凝土心墙内，止水型式为“Z”型；所述坝顶防浪墙断面呈“L”型，通过水平向的混凝土连接板与沥青混凝土心墙连接，坝顶防浪墙与混凝土连接板之间、沥青混凝土心墙与混凝土连接板之间均设置有止水，沥青混凝土心墙与混凝土连接板之间的止水一部分插入沥青混凝土心墙内，止水型式为“U”型。

在重力式混凝土基座的顶面和上下游坡面刷有砂质沥青玛蹄脂层。

本实用新型的有益效果是：

(1)解决了狭窄河谷、较深覆盖层、高沥青混凝土心墙堆石坝的防渗问题。

(2)降低了沥青混凝土心墙的高度，改善了心墙的受力状态，提高了大坝的安全性。

(3)避免了为改善沥青混凝土心墙受力条件而对不规则河床基岩面的大面积开挖，获得了良好的经济效益，降低了狭窄河谷开挖施工难度。

本实用新型的坝内防渗结构，型式新颖、结构简单，解决了狭窄河谷高沥青心墙坝的防渗问题，降低了沥青心墙的高度，增加了高沥青心墙的安全性，避免了对基础的大面积开挖，经济性好且降低了施工难度。为类似工程防渗设计提供了设计思路及参考，具有借鉴意义。

附图说明

图1为本实用新型狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构的结构示意图。

图2是本实用新型的坝体平面布置示意图。

图3为图2的A-A剖面图。

图4为图2的B-B剖面图。

图中：1-沥青混凝土心墙；2-重力式混凝土基座；3-坝顶防浪墙；4-止水；5-廊道；6-堆石体；7-基岩；8-河床覆盖层；9-混凝土连接板；10-砂质沥青玛蹄脂层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1～图4所示，本实用新型的狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，包括沥青混凝土心墙1、位于沥青混凝土心墙1下部的重力式混凝土基座2和位于沥青混凝土心墙1上部的坝顶防浪墙3，沥青混凝土心墙1与重力式混凝土基座2之间、沥青混凝土心墙1与坝顶防浪墙3之间均设一道止水4，重力式混凝土基座2镶嵌于狭窄的河床深槽部位，置于基岩7上，位于大坝堆石体6内，高度大于30m，为C30W8F100的钢筋混凝土结构，断面为上窄下宽的类梯形，上游坡上部倾斜、下部直立，下游坡均为斜坡，上部宽度9～12m，上下游坡比1:0.4～1:0.7。

所述沥青混凝土心墙1的高度大于130m，厚度从顶部到底部逐渐变厚，与重力式混凝土基座2接触部位采用沥青混凝土放大脚。

所述重力式混凝土基座2内部布置两层满足基础灌浆和排水要求的钢筋混凝土廊道5，上层廊道平行坝轴线布置，下层廊道由两条横向廊道和两条纵向廊道组成“回”字型布置。

所述沥青混凝土心墙1与重力式混凝土基座2之间的止水4，布置在重力式混凝土基座2顶部的圆弧形凹槽内，一部分止水插入沥青混凝土心墙1内，止水型式为“Z”型；所述坝顶防浪墙3断面呈“L”型，通过水平向的混凝土连接板9与沥青混凝土心墙1连接，坝顶防浪墙3与混凝土连接板9之间、沥青混凝土心墙1与混凝土连接板9之间均设置有止水4，沥青混凝土心墙1与混凝土连接板9之间的止水4一部分插入沥青混凝土心墙1内，止水型式为“U”型。

在重力式混凝土基座2的顶面和上下游坡面刷有砂质沥青玛蹄脂层10。

具体地说，所述沥青混凝土心墙1高度大于130m，位于堆石体6中间部位，上部与坝顶防浪墙3连接，下部与重力式混凝土基座2连接。三者联合构成坝体内的防渗屏障。所述重力式混凝土基座2高度大于30m，镶嵌于狭窄的河床深槽部位，位于大坝堆石体6内；重力式混凝土基座2为C30W8F100的钢筋混凝土结构，断面为上窄下宽的类梯形，上游坡上部倾斜、下部直立，下游坡均为斜坡。所述坝顶防浪墙3位于大坝顶部，断面呈“L”型，通过水平向的混凝土连接板9与沥青混凝土心墙1连接。所述止水4布置于沥青混凝土心墙1与重力式混凝土基座2之间，以及沥青混凝土心墙1与坝顶防浪墙3之间，满足结合部位的防渗要求。所述砂质沥青玛蹄脂10设置于重力式混凝土基座顶面和上下游坡面，满足沥青混凝土心墙1与重力式混凝土基座2结合部位以及重力式混凝土基座2表面的防渗要求。所述廊道5位于重力式混凝土基座2内部，为钢筋混凝土结构，采用上下两层布置，上层廊道平行坝轴线布置，下层廊道由两条横向廊道和两条纵向廊道组成“回”字型布置。

由于本实用新型采用了沥青混凝土心墙与重力式混凝土基座联合防渗布置，降低了心墙高度，解决了河床部位较深覆盖层的防渗问题，避免了对河床不规则基岩面的大面积开挖，节省了工程量。

下面结合实施例进行详细说明：

某水电站工程，坝址区河谷狭窄岸坡陡峻，左侧岸坡平均坡度约65度，右侧岸坡为两陡夹一缓的折坡地形。河床覆盖层8厚4～36m，左侧深槽部位覆盖层8厚约36m。大坝采用沥青混凝土心墙堆石坝，坝顶高程2334.2m，最大坝高165.2m。大坝堆石体6基础位于河床覆盖层8上，坝体防渗结构基础位于基岩7上。坝体内的防渗结构包括沥青混凝土心墙1、重力式混凝土基座2、坝顶防浪墙3，砂质沥青玛蹄脂层10，以及沥青混凝土心墙1与基座2和沥青混凝土心墙1与防浪墙3之间的止水。

沥青混凝土心墙1顶高程2333.0m，底高程2201.0m，最大高度132.0m。厚度从顶部的0.6m渐变为1.5m，与底部重力式混凝土基座2连接部位设3m高的沥青混凝土放大脚，放大脚底部厚度3m。

重力式混凝土基座2顶高程2201.0m，高度32m，镶嵌于沥青混凝土心墙1底部狭窄的河床深槽部位，位于大坝堆石体6内，基础置于基岩7上，底高程为2169.0m。由于重力式混凝土基座2位于堆石体6内，且位于大坝底部，坝身上游承受最大水头163.2m。为满足重力式混凝土基座2自身稳定和应力等方面的要求，重力式混凝土基座2横剖面采用上窄下宽的类梯形，顶部宽9m，上游坝坡1:0.7，接近基岩7的部位为直立坡，下游坝坡为1:0.4。重力式混凝土基座2为钢筋混凝土结构，混凝土采用C30W8F100。

坝顶防浪墙3顶高程2334.5m，底高程2333.0m，断面呈“L”型，为钢筋混凝土结构，防浪墙3底部通过水平向的混凝土连接板9与沥青混凝土心墙1连接。

沥青混凝土心墙1与上部的坝顶防浪墙3、与下部的重力式混凝土基座2之间均设一道铜止水4。沥青混凝土心墙1与重力式混凝土基座2之间的止水4，位于重力式混凝土基座2顶部的圆弧形凹槽内，一部分插入沥青心墙1，止水型式为“Z”型；心墙1与防浪墙3之间的止水4，位于连接心墙和防浪墙的水平连接板端部，一部分插入心墙，止水型式为“U”型。

砂质沥青玛蹄脂层10布置在重力式混凝土基座2的顶面和上下游坡面，砂质沥青玛蹄脂层10在顶面、上游坡面、下游坡面的厚度分别为3cm、3cm、2cm，其中上下游坡面部位的厚度均为垂直于坡面的厚度。

重力式混凝土基座2内布置上下两层廊道5，为钢筋混凝土结构，断面为城门洞型。上层廊道平行坝轴线布置，底部高程为2184.79m，分别与大坝两岸的基础灌浆廊道连接。下层廊道底部高程为2174.00m，由两条横向廊道和两条纵向廊道组成“回”字型布置，下层廊道布置满足基础灌浆和排水要求。

该水电工程由于采用了本实用新型的防渗结构，使沥青混凝土心墙高度降低约30m，改善了心墙的受力状况，成功的解决了狭窄河谷、高沥青心墙坝、较深覆盖层、不规则河床基岩面的防渗问题，为类似工程堆石坝防渗处理提供了设计思路及参考，具有借鉴意义。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍会在本实用新型的专利范围内。

Claims (5)

1.一种狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，包括沥青混凝土心墙(1)、位于沥青混凝土心墙(1)下部的重力式混凝土基座(2)和位于沥青混凝土心墙(1)上部的坝顶防浪墙(3)，沥青混凝土心墙(1)与重力式混凝土基座(2)之间、沥青混凝土心墙(1)与坝顶防浪墙(3)之间均设止水(4)，其特征在于，重力式混凝土基座(2)镶嵌于狭窄的河床深槽部位，置于基岩(7)上，位于大坝堆石体(6)内，高度大于30m，为C30W8F100的钢筋混凝土结构，断面为上窄下宽的类梯形，上游坡上部倾斜、下部直立，下游坡均为斜坡，上部宽度9～12m，上下游坡比1:0.4～1:0.7。

2.根据权利要求1所述的狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，其特征在于，所述沥青混凝土心墙(1)的高度大于130m，厚度从顶部到底部逐渐变厚，与重力式混凝土基座(2)接触部位采用沥青混凝土放大脚。

3.根据权利要求1所述的狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，其特征在于，所述重力式混凝土基座(2)内部布置两层满足基础灌浆和排水要求的钢筋混凝土廊道(5)，上层廊道平行坝轴线布置，下层廊道由两条横向廊道和两条纵向廊道组成“回”字型布置。

4.根据权利要求1所述的狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，其特征在于，所述沥青混凝土心墙(1)与重力式混凝土基座(2)之间的止水(4)，布置在重力式混凝土基座(2)顶部的圆弧形凹槽内，一部分止水插入沥青混凝土心墙(1)内，止水型式为“Z”型；所述坝顶防浪墙(3)断面呈“L”型，通过水平向的混凝土连接板(9)与沥青混凝土心墙(1)连接，坝顶防浪墙(3)与混凝土连接板(9)之间、沥青混凝土心墙(1)与混凝土连接板(9)之间均设置有止水(4)，沥青混凝土心墙(1)与混凝土连接板(9)之间的止水(4)一部分插入沥青混凝土心墙(1)内，止水型式为“U”型。

5.根据权利要求1所述的狭窄陡峻河谷沥青混凝土心墙堆石坝的坝内防渗结构，其特征在于，在重力式混凝土基座(2)的顶面和上下游坡面刷有砂质沥青玛蹄脂层(10)。