本发明涉及一种回填结构，尤其是涉及一种水工建筑物大体积混凝土回填结构。
背景技术：
水工建筑物的大体积回填结构通常做法为：结构全部采用混凝土回填；或者根据结构需求外部采用混凝土，内部局部部位采用碎石土等材料回填。当回填量较大时全部采用混凝土回填投资将会增加较多，经济性较差；而采用碎石土等材料回填结构的整体性较差，还必须解决好区内排水问题。如果结构需挡水而临水面水位较高时，水体会沿碎石土内设置的排水结构倒灌进入回填碎石内，当水位降落时如随时回填区排水不及时形成反向水压将不利于结构的稳定。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，提供一种结构型式简单、经济性好、对施工工艺要求低、施工较为方便的水工建筑物大体积回填结构。
本发明所采用的技术方案是：一种水工建筑物大体积回填结构，包括位于结构外部的满足结构强度及耐久性所需的混凝土材料区；位于结构内部回填区的砂砾石胶凝材料区；混凝土材料区与砂砾石胶凝材料区交界面之间、砂砾石胶凝材料区与地基基础交界面之间设置变态砂砾石区。
所述砂砾石胶凝材料区能使用压实设备采用分层碾压的方法施工。
所述砂砾石胶凝材料区的面积满足碾压施工对施工作业面尺寸的要求，最小边长不小于5m。
所述变态砂砾石区由砂砾石胶凝材料加水泥浆液制成，其厚度不大于1m。
所述砂砾石胶凝材料区为掺加了水泥、粉煤灰胶凝材料及粗、细骨料拌合而成的立方体抗压强度大于5MPa的砂砾石材料区域；变态砂砾石区为砂砾石胶凝材料区料与水泥浆拌合而成的立方体抗压强度大于5MPa的区域。
本发明所产生的有益效果为：在满足结构安全、正常使用功能的前提下，回填体内部部分区域采用砂砾石胶凝材料进行压实回填。砂砾石胶凝材料同碎石土材料相比，不仅提高了材料的强度，还提高了材料的抗渗性能，且具有一定的抗冲刷能力，即使顶部过水也能保证结构安全；同全部采用混凝土回填相比，不仅经济性较好，施工速度也得以加快。使用砂砾石胶凝材料对施工工艺要求低、施工速度快、还可充分利用工程区周边土石料及工程弃渣料，减少了施工弃渣占地，减少了对环境的污染、对其它类似工程具有极好的借鉴意义。
附图说明
图1为本发明的水工建筑物大体积回填结构剖面示意图。
图中：
1——混凝土材料区；
2——砂砾石胶凝材料区；
3——变态砂砾石区。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，本发明的水工建筑物大体积回填结构，包括位于结构外部的满足结构强度及耐久性所需的混凝土材料区1；位于结构内部回填区的砂砾石胶凝材料区2；混凝土材料区1与砂砾石胶凝材料区2交界面之间、砂砾石胶凝材料区2与地基基础交界面之间设置变态砂砾石区3。
所述砂砾石胶凝材料区2需使用压实设备采用分层碾压的方法施工。
所述砂砾石胶凝材料区2的面积满足碾压施工对施工作业面尺寸的要求，最小边长不小于5m。
所述变态砂砾石区3由砂砾石胶凝材料加水泥浆液制成，其厚度不大于1m。
所述砂砾石胶凝材料区2为掺加了水泥、粉煤灰等胶凝材料及粗、细骨料拌合而成的立方体抗压强度大于5MPa的砂砾石材料区域；变态砂砾石区3为砂砾石胶凝材料区2与水泥浆拌合而成的立方体抗压强度大于5MPa的区域。
下面结合具体实施例进行详细说明：
某大型水电站工程，下游右岸消力池挡墙与右岸岸坡通过大体积混凝土回填体连接。电站下游最高尾水位为1428.00m。根据结构使用功能要求及相关结构稳定分析，确定挡墙顶高程为1430.00m，墙后背水面回填体顶高程为1420.00m。如采用常规混凝土回填挡墙方案，混凝土回填量为2.8万m3，投资较大。为进一步优化挡墙设计方案，开展了碎石材料回填、砂砾石胶凝材料回填方案比较：
根据结构稳定要求，右岸挡墙结构要求具有较好的整体性，采用碎石土等材料回填结构的整体性较差，同时还必须解决好回填区内排水问题。依托工程下游最高尾水位为1428.00m，高于墙后背水面回填体顶高程1420.00m，当下游运行水位高于1420.00m时，水体会沿碎石土内设计为自由排水方式的排水结构倒灌进入回填碎石内，当尾水位降落时如排水不及时易形成反向水压，将对于结构的稳定不利，因此采用碎石回填方案结构较为复杂，可行性较差。
考虑到依托工程其它建筑物开挖存在大量的弃渣和河道砂砾石料可供利用，同时结合依托工程已建上游砂砾石胶凝材料围堰的成功施工、运行经验，挡墙部分回填体采用砂砾石胶凝材料做为回填料是可行的。
采用工程区河床砂砾石料及工程开挖所形成的弃渣料做为回填用砂砾石料，以立方体抗压强度大于5MPa为设计指标进行砂砾石胶凝材料掺配。根据依托工程选用砂砾石料的具体情况，通过大量的室内试验及现场碾压工艺试验，确定了砂砾石胶凝材料的掺配方案。砂砾石胶凝材料区需在天然砂砾石材料基础上掺加水泥和粉煤灰共100kg/m3、砂500kg/m3、石1700kg/m3、水80kg/m3。
变态砂砾石区需在砂砾石胶凝材料区基础上再增加水泥和粉煤灰共20kg/m3、水10kg/m3。
经综合比较，确定在挡墙内部局部部位采用砂砾石胶凝材料做为回填料，使用方量约1500m3。砂砾石胶凝材料单价仅为常态混凝土材料单价的约三分之一，如能大范围使用将具有很好的经济性。
依托工程的实践表明，本发明所述的结构型式具有对施工工艺要求低、施工速度快、经济性较好、环境较为友好等优势，获得了良好的社会效益和经济效益。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。