CN103132487A - 一种减小面板堆石坝水平位移的方法及该面板堆石坝 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种减小面板堆石坝水平位移的方法及该面板堆石坝，在面板堆石坝底部的上游端浇筑混凝土重力坝，在重力坝的基础上修筑面板堆石坝，重力坝是相对不产生水平位移的刚性体，在水压力作用下面板堆石坝的水平位移可控制在250mm以内，能满足当前面板接缝止水***的要求，并且，主堆石区沉降半年以上可使其变形趋于收敛而具有低弹性模量的干贫混凝土区的设置可协调重力坝区与主堆石区的变形，使得坝体结构稳定，突破了高面板堆石坝受水平位移较大的影响而不能高于300m级的局限，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及水利科学坝工技术领域，特别是涉及一种减小面板堆石坝水平位移的方法和及该面板堆石坝。
背景技术
在水利水电工程中，因灌溉取水或发电等需要，通常要筑坝形成水库。坝主要有混凝土坝及堆石坝等类型，堆石坝中常用的坝型有心墙堆石坝及钢筋混凝土面板堆石坝（以下简称面板坝）。近年来世界坝工技术发展较快，目前已发展到300m级粘土心墙堆石坝、300m级混凝土拱坝、300m级混凝土重力坝、200m级面板堆石坝。
为进一步开发我国西部丰富的水能资源，西部地区有一批300m级的高坝待建，西部地区普遍存在卸荷裂隙发育等地质条件差的现象，同时存在交通十分不便，水泥和钢材等材料运距远，因此堆石坝具有适应性强及投资省的优点。另外，西部地区土料质量不好，且土料来源较少，若选用粘土心墙堆石坝，则开采土料需占用大量土地，增加移民，且对环境影响较大，因此，面板堆石坝较心墙堆石坝更能适应西部地区。然而，设计建设300m级高面板堆石坝因坝体水推力显著增大，会产生较大的水平位移（水平位移达450mm以上），影响面板接缝止水***的安全，因此减小水推力引起的水平位移是300m级高面板堆石坝建设的关键技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有高面板堆石坝因水推力增大而产生较大水平位移的缺陷，提供一种减小面板堆石坝水平位移的方法及该面板堆石坝，通过在面板堆石坝底部的上游端设置重力坝而减小坝体的水平位移，形成一种安全可靠的与重力坝复合的面板堆石坝。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明减小面板堆石坝水平位移的方法：在面板堆石坝底部的上游端浇筑混凝土重力坝，在重力坝的基础上修筑面板堆石坝。
优选的，上述面板堆石坝的趾板和面板置于重力坝上。
进一步的，在所述的重力坝和面板堆石坝的主堆石区之间浇筑干贫混凝土区。干贫混凝土区具有低弹性模量，可以协调重力坝与主堆石区的变形协调。
优选的，前述重力坝坝顶高度以下区域的主堆石区沉降半年以上的时间。这样可使主堆石区的变形趋于收敛，趾板和面板可置于稳定的重力坝上，重力坝坝顶高度以上的堆石体也能置于基本稳定的主堆石区上。
优选的，前述减小高面板堆石坝水平位移的方法，所述重力坝是由C20等级以上混凝土浇筑而成，所述干贫混凝土区是由C15等级以下混凝土浇筑而成。
本发明还提供了一种与重力坝复合的面板堆石坝，它包括主堆石Ⅰ区、主堆石Ⅱ区、排水堆石区、过渡料区、垫层料区、粘土铺盖区、石渣盖重区和面板，在高面板堆石坝的底部和上游端设有重力坝区。
上述与重力坝复合的面板堆石坝，所述重力坝区的上游坝坡1:0～0.2、下游坝坡1:0.3～0.7、顶宽12～40m，重力坝区的底部延伸至整个堆石坝基础上游面至坝轴线之间距离的0.3～0.35倍，延伸部分的厚度为2～10m。
上述结合重力坝的高面板堆石坝，在重力坝区和主堆石Ⅰ区之间设有干贫混凝土区。所述重力坝的高度控制在100m以下，重力坝坝顶高度以上主堆石Ⅰ区的高度控制在250m以下，面板堆石坝的整体高度控制在350m以内。
与现有技术相比，本发明在普通的面板堆石坝坝体底部的上游端浇筑重力坝，重力坝是相对不产生水平位移的刚性体，在水压力作用下面板堆石坝的水平位移可控制在250mm以内，能满足当前面板接缝止水***的要求，并且，主堆石区沉降半年以上可使其变形趋于收敛而具有低弹性模量的干贫混凝土区的设置可协调重力坝区与主堆石区的变形，使得坝体结构稳定，突破了高面板堆石坝受水平位移较大的影响而不能高于300m级的局限，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明的高面板堆石坝结构如图1所示，它包括主堆石Ⅰ区3、主堆石Ⅱ区4、排水堆石区5、过渡料区6、垫层料区7、粘土铺盖区8、石渣盖重区9和面板10，在高面板堆石坝的底部和上游端设有重力坝区1，在重力坝区1和主堆石Ⅰ区3之间设有干贫混凝土区。
1、首先浇筑重力坝区1及干贫混凝土区2，重力坝区1采用C25等级混凝土浇筑，干贫混凝土区2采用C15等级混凝土浇筑，用汽车将上述混凝土运至高面板堆石坝的重力坝区1和干贫混凝土区2，分仓分块浇筑直至浇筑完成，重力坝区1的高度控制在100m以下，其上游坝坡1:0～0.2、下游坝坡1:0.3～0.7、顶宽12～40m，重力坝区1的底部延伸至整个堆石坝基础上游面至坝轴线之间距离的0.3～0.35倍，延伸部分的厚度为1～5m。
2、填筑面板堆石坝，先将硬岩***开挖，形成主堆石Ⅰ区、排水堆石区和主堆石Ⅱ区的料源，岩体新鲜程度相对较好的作为主堆石Ⅰ区料、排水堆石区料，岩体新鲜程度相对较差的可作为主堆石Ⅱ区料，用汽车将上述堆石料分别运至高面板堆石坝主堆石Ⅰ区3、主堆石Ⅱ区4和排水堆石区5，采用推土机铺平，层厚80cm，然后洒水15%，采用25t重型振动碾碾压8～10遍，满足孔隙率15～20%的要求，继续堆石洒水碾压操作，至堆石区高度和重力坝高度相同时，将堆石区放置沉降半年以上，这样可以使堆石区的变形趋于收敛，之后继续堆石洒水碾压操作，直至填筑完成，重力坝坝顶高度以上的堆石区高度控制在250m以内。面板堆石坝的趾板及面板置于稳定的重力坝上。
Claims (10)
1.一种减小面板堆石坝水平位移的方法，其特征在于：在面板堆石坝底部的上游端浇筑混凝土重力坝，在重力坝的基础上修筑面板堆石坝。
2.按照权利要求1所述减小面板堆石坝水平位移的方法，其特征在于：所述面板堆石坝的趾板和面板置于重力坝上。
3.按照权利要求1所述减小面板堆石坝水平位移的方法，其特征在于：在所述的重力坝和面板堆石坝的主堆石区之间浇筑干贫混凝土区。
4.按照权利要求1所述减小面板堆石坝水平位移的方法，其特征在于：重力坝坝顶高度以下区域的主堆石区沉降半年以上的时间。
5.按照权利要求1所述减小面板堆石坝水平位移的方法，其特征在于：所述重力坝是由C20等级以上混凝土浇筑而成。
6.按照权利要求3所述减小面板堆石坝水平位移的方法，其特征在于：所述干贫混凝土区是由C15等级以下混凝土浇筑而成。
7.一种与重力坝复合的面板堆石坝，它包括主堆石Ⅰ区（3）、主堆石Ⅱ区（4）、排水堆石区（5）、过渡料区（6）、垫层料区（7）、粘土铺盖区（8）、石渣盖重区（9）和面板（10），其特征在于：在面板堆石坝底部的上游端设有重力坝区（1）。
8.按照权利要求7所述与重力坝复合的面板堆石坝，其特征在于：所述重力坝区（1）的上游坝坡1:0～0.2、下游坝坡1:0.3～0.7、顶宽12～40m，重力坝区（1）的底部延伸至整个堆石坝基础上游面至坝轴线之间距离的0.3～0.35倍，延伸部分的厚度为1～5m。
9.按照权利要求7所述与重力坝复合的面板堆石坝，其特征在于：在重力坝区（1）和主堆石Ⅰ区（3）之间设有干贫混凝土区（2）。
10.1按照权利要求8所述与重力坝复合的面板堆石坝，其特征在于：所述重力坝区（1）的高度控制在100m以下，重力坝坝顶以上主堆石Ⅰ区（3）的高度控制在250m以下。
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