[发明专利]一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工方法，主要适 用于水利水电工程中特殊地形上建造的混凝土面板堆石坝等类似工程。

背景技术

在水利水电工程中，当坝址区地形复杂、冲沟发育、横向沟梁相间、地形 起伏差较大时，建造混凝土面板堆石坝一般会遇到堆石体坝坡稳定的控制难题。 国内外混凝土面板堆石坝工程中建设在特殊地形上的案例较少，特别是斜坡上 的混凝土面板坝工程；巴西、墨西哥等国家对斜坡上建设混凝土面板堆石坝均 有过试探性的研究，但最终均被其它方案所代替；我国斜坡上建设的混凝土面 板堆石坝工程极少，仅江苏宜兴抽水蓄能电站上水库已建成投产，该工程上水 库为混凝土面板堆石坝，最大坝高75m，自运行以来各项监测指标良好。

特殊地形中，特别是斜坡上建设混凝土面板堆石坝坝坡稳定控制为设计中 的难点，大多数工程中均因此最终选择调整坝型坝线，或者选择基础大开挖的 方式；上述调整不仅影响枢纽的整体布置，同时也增加工程投资。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种设计简单、 施工便捷，同时具有较高可靠性的特殊地形上混凝土面板堆石坝结构及其施工 方法。

本发明所采用的技术方案是：一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构，其 特征在于：该堆石坝坐落于斜坡上，斜坡内具有由若干排水洞和排水孔组成的 坝基排水系统；所述堆石坝施工时开挖形成台阶状的建基面，该建基面的顶部 为堆石坝的主堆石区，建基面斜坡侧依次铺设有顶部高程均与建基面顶部平齐 的过渡层和增模区；所述过渡层和增模区顶部为与主堆石区相接的次堆石区， 增模区与次堆石区的表层设有浆砌石结构的坡面防护；所述堆石坝坝体下游坡 脚处设有衡重式的挡墙，挡墙内水平向埋设有与挡墙的衡重台同高的排水管， 挡墙前端设置与该挡墙的钢筋搭接的抗滑桩。

所述排水洞设置于斜坡内地下水位线以下、并在高程上相对错开布置；所 述排水孔由排水洞洞壁或洞顶向上打入斜坡内地下水位线以上。

所述建基面的每级台阶的高度H＝8～15m，每级平台宽3～5m。

所述抗滑桩的深度为10～20m，断面尺寸优选3×3m，布置间距为3～5m；抗 滑桩的钢筋外露长度为0.5～1.0m，并与上部挡墙的钢筋充分搭接。

所述排水管采用直径为150mm的PVC管，布置间距为3～5m，排水管与过 渡层相接触的一端采用土工布包裹。

所述过渡层采用微风化的新鲜岩石，厚度D＝3～5m，最大粒径为30cm，直 径为0.075mm的颗粒含量<4.5％，直径为4.75mm的颗粒含量<20％，施工控制 孔隙率<20％，渗透系数≥1～5×10^-2；所述增模区采用压缩模量较大的石料填筑 而成，最大粒径为60cm，直径为0.075mm的颗粒含量<5％，直径为4.75mm的 颗粒含量<20％，施工控制孔隙率<20％，渗透系数≥1～5×10^-1。

所述坡面防护采用浆砌石结构，浆砌石厚度≥40cm，浆砌石下部设置碎石垫 层料，厚度为20cm。

一种特殊地形上混凝土面板堆石坝结构的施工方法，其特征在于包括以下 步骤：

a、坝基排水系统的实施：坝基排水系统由排水洞和排水孔组成，排水洞设 置于斜坡内地下水位线以下、并在高程上相对错开布置，通过在排水洞洞壁或 洞顶向上打排水孔，使排水孔通入斜坡内地下水位线以上；

b、建基面的开挖：斜坡段建基面开挖成台阶状，每级台阶的高度H＝8～15m， 每级平台宽3～5m；

c、挡墙的浇筑：堆石坝坝体下游坡脚处浇筑衡重式的挡墙；

d、抗滑桩的施工：在混凝土挡墙的前端设置抗滑桩，抗滑桩的钢筋外露长 度为0.5～1.0m，便于与挡墙的钢筋充分搭接，抗滑桩的深度为10～20m，断面尺 寸为(2～3.5)×(2～3.5)m，布置为间距3～5m；

e、挡墙内排水管埋设：在挡墙内埋设排水管，该排水管采用直径为150mm 的PVC管，布置间距为3～5m；排水管与挡墙的衡重台同高程；在排水管端部采 用土工布能包裹防止排水管与过渡区接触部位堵塞；