CN215252686U - 一种深厚淤泥层上土石坝的构筑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，包括上游戗堤和下游戗堤，在上游戗堤和下游戗堤内侧分别设有抛填反滤料形成的戗堤内侧反滤体，在上下游的戗堤内侧反滤体之间设有水下抛填坝体，水下抛填坝体是由抛填中粗砂构成的结构，填出水面至度汛高程；在水下抛填坝体及坝基淤泥层中设有塑料排水板用于进行真空预压并进行振冲加密处理；在水下抛填坝体及坝基淤泥层设有塑性混凝土防渗墙，在所述塑性混凝土防渗墙下方基岩设有坝基帷幕。采用本实用新型的结构不需要进行基坑开挖，不需围堰闭气抽水，不挖除河床深厚淤泥层，将淤泥原位固结排水结合振冲碎石桩处理后作为坝基的一部分，优化了施工工序，节约了大量填筑料。

Description

一种深厚淤泥层上土石坝的构筑结构

技术领域

本实用新型涉及一种深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

江河中下游地区，淤泥等软基地层分布广泛，一般呈软塑或流塑状，具有含水率低、孔隙率高、易压缩变形的特点，不宜直接作为建筑物的基础。在该类型基础上修建土石坝等水工建筑物，通常需要先修建围堰，形成基坑，在基坑内挖除淤泥层再进行大坝的填筑。

如在现有技术中，中交路桥北方工程有限公司；中交路桥建设有限公司的实用新型专利CN108570996A公开了一种浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，形成位于待建桥梁段***的双排钢管桩；在两排钢管桩相对的一面上，将竹片网贴着钢管外壁***到底部并固定在钢管上；在两排钢管桩相对的一面上，将格栅土工布沿钢管外壁竖直***至底部，并固定在钢管上；采用钢丝绳对拉锁将两排钢管桩的钢管一一对拉起来，对于每排钢管桩，在钢管桩外侧采用纵向连接钢管将各钢管桩连接起来；筑坝完成后，采用水泵将围堰内的水抽出，并对于抽水过程中或抽水后出现的坝体渗漏部位及时封堵；清理围堰内淤泥，铺填砂垫层以及毛渣土的方式来处理。

然而，现有技术中上述施工方法需要处理大量的淤泥，将其固化后弃走，费用较高。淤泥层较厚时，形成深基坑，稳定性较差，支护工程量巨大。大量的弃土需占用较大场地作为弃渣场，以及相应的水保措施，浪费宝贵的土地资源，效率低、投资高，不符合节能减排、绿色环保的要求。为此，现有深厚淤泥层上修建土石坝等水工建筑物的技术，与目前社会经济发展对于生态环境及工程施工效率的需求不相适应，有待进一步改进。

实用新型内容

为克服上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的是提供一种深厚淤泥层上无需传统意义上的基坑及支护，不需开挖深厚淤泥层，直接水下施工的土石坝构筑结构。

本实用新型是这样实现的：

一种深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，包括上游戗堤和下游戗，在上游戗堤和下游戗堤内侧分别设有抛填反滤料形成的戗堤内侧反滤体，在上下游的戗堤内侧反滤体之间设有水下抛填坝体，水下抛填坝体是由包括中粗砂在内的材料抛填构成的结构，填出水面至度汛高程；在水下抛填坝体及坝基淤泥层中设有塑料排水板用于进行真空预压并进行振冲加密处理；在水下抛填坝体及坝基淤泥层设有塑性混凝土防渗墙，在所述塑性混凝土防渗墙下方基岩设有坝基帷幕。

其中，水下抛填坝体的上部坝体防渗心墙采用粘土心墙，塑性混凝土防渗墙与粘土心墙之间采用高塑性土过渡区；上部坝体防渗心墙的上、下游两侧分别设有上游坝壳和下游坝壳；在上游坝壳和下游坝壳坡面上分别设有上游护坡与下游排水体。

进一步的，在塑料排水板间隔布置振冲碎石桩用于对所述水下抛填坝体及坝基淤泥层进行振冲处理。

与现有技术相比，本实用新型具有如下突出的实质性特点和显著的进步：

首先，采用本实用新型的结构不需要进行基坑开挖，不需围堰闭气抽水，不挖除河床深厚淤泥层，将淤泥原位固结排水结合振冲碎石桩处理后作为坝基的一部分，优化了施工工序，节约了大量填筑料。其次，采用本实用新型的结构不需要挖除深厚淤泥层，避免了深厚淤泥层开挖产生的淤泥固化处理费用高等问题，减少了固化场、弃渣场征地，有利于生态环境保护和水土保持。而且，采用本实用新型的结构有可以优化施工工艺，避免深基坑支护，有利于建设场地安全。本实用新型还能节省征地及相关水保、环保措施，显著节省工期及工程投资。

附图说明

图1是本实用新型土石坝坝体结构示意图；

图2是塑料排水板施工示意图；

图3是振冲碎石桩施工示意图；

图4是塑料排水板布置示意图；

图5是振冲碎石桩布置示意图；

图6是高塑性土过渡区示意图。

附图标记说明：1-上游戗堤、2-下游戗堤、3-戗堤内侧反滤体、4-水下抛填坝体、5-中粗砂垫层、6-塑料排水板、7-塑性混凝土防渗墙、8-坝基帷幕、9-高塑性土过渡区、10-上部坝体防渗心墙、11-上游坝壳、12-下游坝壳、13-上游护坡、14-下游排水体、15-淤泥层、16-基岩、17-排水盲沟、18-碎石桩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型是这样实施的：

本实用新型的这种结构，无需挖除河床中的淤泥，直接在河床中抛填块石形成上游戗堤1、下游戗堤2，在戗堤中间水下抛填中粗砂等坝料，露出水面后形成施工平台，在此平台上对淤泥进行现场排水固结加密处理后形成下部坝体及坝基，然后对下部坝体及坝基进行防渗处理，上部坝体按常规方式填筑施工完成。

本实用新型的详细技术方案如下：

在河床设计上、下游坝坡坡脚处分别抛填堆石料形成戗堤，然后在上、下游戗堤中间抛填中粗砂料，填出水面至度汛高程，形成水上施工平台。在此平台上对坝基淤泥层15打插塑料排水板6后进行真空预压，促使下部淤泥固结排水，然后对下部坝体填料及坝基淤泥层15进行振冲加密处理，以满足大坝要求的密实度和承载要求。

其中，戗堤宜布置在土石坝坝坡延伸线与坝基交界以外，作为临时施工通道，为水下填筑坝体提供静水施工条件，后期形成大坝坡脚永久的压台及防护体。戗堤宜采用质量较好的石料抛填。戗堤顶高程高于度汛高程(h)0.5m以上，戗堤顶宽度一般采用6m～10m，上、下游坡采用1:2～1:2.5。戗堤内侧抛填反滤料，反滤料水平厚度一般大于5m。对淤泥的固结排水一般采用PVC塑料排水板，间排距(a)可按1m布置，处理范围为戗堤间的坝基淤泥层15，其顶部外露长度0.5m。作为一种优选方案在施工平台上布置级配碎石排水盲沟17，对下部淤泥层15进行真空预压，真空预压排出的水经排水盲沟17排向下游。

坝基淤泥经真空预压初步排水固结处理后，在施工平台上布置振冲碎石桩18，对前述水下抛填料及淤泥层15基础进行振冲加密，碎石桩可兼做排水通道。碎石桩18在塑料排水板6的间隔布置，一般间距采用3m，根据实际情况可进行调整。

水下抛填料及淤泥层15基础振冲加密处理，经检测达到设计需要的密实度及坝基承载要求后，土石坝下部坝体及坝基采用水下无基坑技术施工完成。

第二大工序，开始施工上部坝体及防渗体。上部坝体采用常规方法不再详述。防渗体由坝身防渗体和前述下部坝体及坝基的防渗体共同组成。其中下部坝体及淤泥层15坝基采用塑性混凝土防渗墙7，基岩防渗采用帷幕灌浆构成坝基帷幕8。

塑性混凝土心墙墙体设计抗压强度一般不低于3.0MPa，抗拉强度不低于0.5MPa，弹性模量500～800MPa，渗透系数＜1×10^-7cm/s。

作为一种优选方案，上部坝体防渗采用粘土心墙，心墙与塑性混凝土防渗墙7相接处填筑高塑性土过渡构成高塑性土过渡区9。其中，高塑性土对防渗墙头部形成的包裹区域大于5m。

下面结合附图，对本实用新型的施工步骤进行详细说明：

第一步，如图1所示，由岸边抛填施工上游戗堤1和下游戗堤2进占河床，戗堤顶高程按度汛水位加超高确定。戗堤坡脚位于坝坡延伸线以外，顶宽根据施工需要，一般采用6m～10m，上、下游坡采用1:2～1:2.5。

第二步，分别从上、下游戗堤向河床中间填料，先在上游戗堤1和下游戗堤2内侧分别抛填反滤料形成戗堤内侧反滤体3，水平宽度不小于5m。然后继续在上、下游反滤体3之间抛填有一定级配要求的中粗砂，填出水面至度汛高程，形成水下抛填坝体4。

如图2所示，在水下抛填坝体4形成的施工平台上再次铺填中粗砂垫层5，作为排水通道。

如图2、图3所示，施工塑料排水板6，塑料排水板6下部伸至淤泥层15底。

如图2所示，施工排水盲沟17。

如图3、图5所示，对下部淤泥层排水固结达到设计要求后，在塑料排水板6间隔布置振冲碎石桩18，对下部抛填体4及淤泥层15进行振冲处理，使淤泥层15进一步排水固结，同时加密抛填体4，达到设计需要的密实度及坝基承载要求。至此，土石坝下部坝体及坝基采用水下无基坑方法施工完成。

如图1、图6所示，在下部坝体中部施工塑性混凝土防渗墙7及坝基帷幕8。

如图6所示，在防渗墙顶上下游区域，各挖除一部分前述堆载预压填料，换填为高塑性土过渡区9以及粘土心墙10，分层碾压填筑完成。

如图6所示，前述高塑性土过渡区9对防渗墙形成的包裹区厚度≥5m。

前述工序完成后，开始施工上部坝体，包括：上游坝壳11、下游坝壳12、上部粘土心墙10、上游护坡13与下游排水体14，其施工方式为常规方式，不再详述。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，其特征在于：包括上游戗堤(1)和下游戗堤(2)，在上游戗堤(1)和下游戗堤(2)内侧分别设有抛填反滤料形成的戗堤内侧反滤体(3)，在上下游的戗堤内侧反滤体(3)之间设有水下抛填坝体(4)，水下抛填坝体(4)是由包括中粗砂在内的材料抛填构成的结构，填出水面至度汛高程；在水下抛填坝体(4)及坝基淤泥层(15)中设有塑料排水板(6)用于进行真空预压并进行振冲加密处理；在水下抛填坝体(4)及坝基淤泥层(15)设有塑性混凝土防渗墙(7)，在所述塑性混凝土防渗墙(7)下方基岩(16)设有坝基帷幕(8)。

2.根据权利要求1所述的深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，其特征在于：所述水下抛填坝体(4)的上部坝体防渗心墙(10)采用粘土心墙，塑性混凝土防渗墙(7)与粘土心墙之间采用高塑性土过渡区(9)。

3.根据权利要求2所述的深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，其特征在于：所述上部坝体防渗心墙(10)的上、下游两侧分别设有上游坝壳(11)和下游坝壳(12)。

4.根据权利要求3所述的深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，其特征在于：在所述上游坝壳(11)和下游坝壳(12)坡面上分别设有上游护坡(13)与下游排水体(14)。

5.根据权利要求1所述的深厚淤泥层上土石坝的构筑结构，其特征在于：在所述塑料排水板(6)间隔布置振冲碎石桩(18)，用于对所述水下抛填坝体(4)及坝基淤泥层(15)进行振冲加密处理。

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