[发明专利]一种面板坝的坝体和面板的变形控制与适应方法

说明书

本发明公开了一种面板坝的坝体和面板的变形控制与适应方法，本发明通过控制建设形成期沉降量SJ和运行期沉降量SY实现控制坝体全寿命周期沉降量S的目的；建设形成期沉降量SJ按照全寿命周期沉降量S的0.8～0.9倍控制；运行期沉降量SY包括面板结构适应的纵向变形SZ，在构筑面板坝时，在相邻挤压面板之间设置宽度为8～20mm的分缝；面板结构适应的纵向变形SZ取最大坝高H的0.05%～0.15%控制；坝体全寿命周期沉降量S根据填筑坝体的材料确定。本发明提出的方法从坝体变形和面板适应性方面提出了完整的一套控制技术，控制目标、措施和指标明确，适应于设计、施工和现场管理等各个环节，同时可以作为大坝全寿命周期的一个评价依据。

技术领域

本发明涉及一种面板坝的坝体和面板的变形控制与适应方法，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

面板堆石坝因其良好的经济性、适应性和安全性以及和环境的协调性在水利水电工程中被广泛采用，是坝工专家青睐的坝型之一。随着该坝型建设高度的增加，很多工程在后期的运行中因为坝体变形导致了面板破损，进而产生很大的渗漏量、影响了工程的安全性和经济性，如国外的阿瓜米尔帕、坎波斯诺沃斯、辛戈面板堆石坝等，国内的天生桥一级、株树桥等面板堆石坝。为此，国内外学者和专家针对坝体变形这类问题从提高堆石体孔隙率、控制上下游分区的变形模量差、控制坝体填筑分期间的高差、严格面板浇筑时机选择等方面对坝体变形进行了针对性控制，但从采用了这些控制技术建设后的水布垭、三板溪等高面板堆石坝运行来看，这些工程在运行期还是因为坝体变形产生了面板的破损。为解决面板的挤压破损问题，我国专利(ZL201410763722.2)提出了一种混凝土面板堆石坝中预防面板间相互挤压的分缝方法是指在混凝土面板受压区部位分缝时预留相应的缝宽，技术方案是采用预留缝间的宽度来适性大坝的纵向位移，使所有缝间宽度之和大于大坝纵向位移，这样面板缝间不会发生挤压，从而达到预防面板间挤压破坏的发生。

但是，目前对于面板堆石坝坝体变形控制的成套技术还不够系统，尚不能解决因为坝体变形导致的面板破损问题，特别是很多工程在设计和施工中往往重视坝体总体沉降变形的控制，但是忽视了坝体在建设期和运行期不同阶段变形控制，所以导致运行期的坝体变形大。同时也有很多工程片面的关心坝体变形的控制，却忽视了面板作为一种薄壁结构对坝体变形的适应性调整。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种面板坝的坝体和面板的变形控制与适应方法，以解决高面板堆石坝中的变形引起的面板破损的问题，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种面板坝的坝体和面板的变形控制与适应方法为，该方法通过控制建设形成期沉降量SJ和运行期沉降量SY实现控制坝体全寿命周期沉降量S的目的；建设形成期沉降量SJ按照全寿命周期沉降量S的0.8～0.9倍控制；运行期沉降量SY包括面板结构适应的纵向变形SZ，在构筑面板坝时，在相邻挤压面板之间设置宽度为8～20mm的分缝；面板结构适应的纵向变形SZ取最大坝高H的0.05％～0.15％控制；坝体全寿命周期沉降量S根据填筑坝体的材料确定，当填筑坝体的母岩为饱和抗压强度＜30MPa的软岩时，全寿命周期沉降量S控制在坝高H的0.8％～1.3％；当填筑坝体的母岩为饱和抗压强度≥30MPa的硬岩时，全寿命周期沉降量S控制在坝高H的0.7％～1.2％；当填筑坝体采用砂砾石筑坝时，全寿命周期沉降量S控制在坝高H的0.4％～0.7％。

前述方法中，所述建设形成期沉降量SJ的控制包括坝体材料级配等级的控制和施工工艺的控制；坝体材料的最大粒径控制在60～80cm之间，并通过实验室和现场碾压试验满足设计要求后方可实施；施工工艺的控制应在第一个汛期前填筑断面上下游高差不大于50米，后续填筑采用全断面分层平行上升的方式；每层的摊铺厚度为0.6～1米，每层应碾压6～10遍，碾压过程中洒水量为每层摊铺材料体积的15％～20％；碾压设备采用28吨以上大功率振动碾或冲碾进行碾压，碾压后就检查坝体的孔隙率n＝18～19.5％。