[发明专利]一种复合面板砂砾石坝的结构设计及施工方法

权利要求书

1.一种复合面板砂砾石坝的结构设计方法，包括由主堆石区和位于主堆石区下游坡面处的下游堆石区组成的砂砾石坝体，砂砾石坝体的上游坡面上设有垫层及平行于垫层的面板层，砂砾石坝体的顶端设有防浪墙；面板层底部设有混凝土趾板，混凝土趾板下方设有灌浆帷幕，其特征在于，所述垫层包括富浆胶凝砂砾石垫层和胶凝砂砾石垫层，胶凝砂砾石垫层铺设于1/2坝高以下的垫层处；富浆胶凝砂砾石垫层铺设于1/2坝高以上的垫层处；在所述富浆胶凝砂砾石垫层与防浪墙底板之间以及面板层与垫层之间的缝隙处灌注有沥青混凝土砂浆层；坝体顶端以下a米高度范围内的主堆石区为以胶凝砂砾石填筑而成的坝体胶凝砂砾石区；a的计算方法为：a=（b- l）/（m+n），其中，b =（H_校核-h）/J，H_校核为校核洪水位距坝底的高度，h为防浪墙的底板高程，J为砂砾石抗渗允许坡降，m为上游坡度，n为分区坡度，l为坝顶宽度，b为坝体胶凝砂砾石区的底部长度；在富浆胶凝砂砾石垫层和胶凝砂砾石垫层内设有平行于面板层且相互连通的排水盲管，砂砾石坝体的坝基处设有排水廊道，所述排水盲管的底端与排水廊道连通。

2.根据权利要求1所述的一种复合面板砂砾石坝的结构设计方法，其特征在于，所述主堆石区下游坡面的坡比为1:n，n为分区坡度，n的值通过有限元稳定计算确定。

3.根据权利要求2所述的一种复合面板砂砾石坝的结构设计方法，其特征在于，0.5≤n≤0.7。

4.根据权利要求1所述的一种复合面板砂砾石坝的结构设计方法，其特征在于，所述下游堆石区比主堆石区的高度低a米。

5.根据权利要求1所述的一种复合面板砂砾石坝的结构设计方法，其特征在于，所述垫层的水平宽度为6米。

6.根据权利要求1所述的一种复合面板砂砾石坝的结构设计方法，其特征在于，所述坝体胶凝砂砾石区以下的主堆石区采用河床砂砾料填筑而成；下游堆石区采用砂砾石和开挖石渣填筑而成。

7.根据权利要求1所述的一种复合面板砂砾石坝的结构设计方法，其特征在于，所述胶凝砂砾石垫层、富浆胶凝砂砾石垫层、主堆石区及下游堆石区均采用三层铺料，每层铺料厚度为25cm。

8.一种复合面板砂砾石坝的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、参数预算：根据面板堆石坝设计规范，确定复合面板砂砾石坝的上游坡度、坝顶宽度、砂砾石坝体材料的抗渗强度、校核洪水位距坝底的高度H_校核、上游坡度m，分区坡度n、利用有限元稳定计算方法确定砂砾石抗渗允许坡降J、确定防浪墙的底板高程h;根据公式：a=（b- l）/（m+n），确定a的值，其中，b =（H_校核-h）/J，H_校核为校核洪水位距坝底的高度，h为防浪墙的底板高程，J为砂砾石抗渗允许坡降，0.5≤n≤0.7，l为坝顶宽度，b为坝体胶凝砂砾石区的底部长度；

S2、石料选取：采用格筛将砾石料中直径大于150mm的砾石进行剔除，将筛好的砾石料中填入天然砂砾料或开挖石渣料并加入胶凝材料拌合后，使用土石方运输机械上坝；

S3、在1/2坝体的以下的垫层上铺设三层胶凝砂砾石垫层，并使每层胶凝砂砾石垫层的厚度为25cm；在铺设胶凝砂砾石垫层的过程中埋设透水管作为排水盲管；所述透水管的间距为3m，并进行碾压；胶凝砂砾石垫层的层间面铺设一层15 mm水泥砂浆；在胶凝砂砾石垫层与主堆石区过渡的区域内，在碾压过程中保证垫层的厚度不小于设计厚度即可；

S4、在1/2坝高以上的垫层上铺设三层富浆胶凝砂砾石垫层，每层富浆胶凝砂砾石垫层的厚度为25cm，在胶凝砂砾石垫层中添加灰浆，然后进行振捣直至泛浆；并在铺设富浆胶凝砂砾石垫层的过程中埋设透水管作为排水盲管，透水管的间距为3m；

S5、当坝体填筑到距防浪墙的底板高程为a米的坝体高度时，采用胶凝砂砾石填筑坝体；

S6、当坝体沉降基本稳定后进行防浪墙的施工，在富浆胶凝砂砾石垫层和防浪墙间的间隙以及面板层与垫层之间的缝隙处浇灌沥青混凝土砂浆以形成厚度为10mm的沥青混凝土砂浆层；

S7、进行面板层的施工。