一种土石坝排水方法和压坡体排水结构与流程

本发明专利涉及一种土石坝排水方法和压坡体排水结构，适用于水利水电工程中土石坝坝后压坡体坝基排水。

背景技术：

根据《碾压式土石坝设计规范》，均质坝坝体宜分为坝体、排水体、反滤层和护坡等区，土质防渗体分区坝宜分为防渗体、反滤层、过渡层、坝壳、排水体和护坡等区；土石坝排水区可防止渗流逸出处的渗透破坏，降低坝体浸润线，改变渗流方向，增加坝体稳定性，保护坝坡土，防止其冻胀破坏。工程由于往往存在大量开挖弃渣，开挖弃渣结合坝体稳定性，布置于坝后形成压坡体，坝后压坡体坝基应做好排水设计，压坡体下游坝坡比较缓，坝基要求略低，若河床存在较厚覆盖层，挖除作为坝基往往不经济。

发明专利内容

本发明的第一个目的是提供一种可靠而工程量小的的土石坝排水方法，即满足坝后压坡体地基要求，又能够保证坝体排水系统满足土石坝运行要求。为此，本发明采用以下技术方案：

一种土石坝的排水方法，其特征在于在土石坝的次堆石区、坝后压坡体下设置排水带主堆石料区来进行排水，排水带主堆石料区堆置排水带堆石料，并且，在坝后压坡体下的排水带主堆石料区的底部再设置排水减压坑，排水减压坑的坑内填筑反滤料、排水堆石料，排水减压坑坑内填筑的反滤料、排水堆石料分别与排水带主堆石料区的排水带堆石料及其下方的反滤料衔接；坝后压坡体坝脚设置排水结构，排水结构和排水带主堆石料区衔接，这样，坝后压坡体区坝基不清除覆盖层及全风化层或仅清除厚度不超过1.5米的覆盖层及全风化层而实现有效排水。

本发明的再一个目的是提供一种结构简单、技术经济的土石坝压坡体排水结构，既满足坝后压坡体地基要求，又能够保证坝体排水系统满足土石坝运行要求。为此，本发明采用以下技术方案：

一种土石坝压坡体排水结构，所述土石坝设有主、次堆石区、坝后压坡体；其特征在于次堆石区、坝后压坡体区下设排水带主堆石料区，排水带主堆石料区堆置排水带堆石料，坝后压坡体区下的排水带主堆石料区底部设置多个排水减压坑，坝后压坡体坝脚设置排水结构，排水结构和排水带主堆石料区衔接。

在采用本发明以上技术方案的基础上，本发明还可采用或组合采用以下进一步的方案：

所述大坝次堆石区坝基清除覆盖层及全风化层，而坝后压坡体区坝基不清除覆盖层及全风化层或仅清除厚度不超过1.5米的覆盖层及全风化层。

在坝后压坡体区下的覆盖层及全风化层之上依次填筑反滤料，排水带堆石料，过渡料，坝后压坡体区之下的排水带主堆石料区与大坝次堆石区之下的排水带主堆石料区连为一体。

反滤料厚度1~2m，排水带主堆石料厚度6~10m，过渡料厚度1~2m。

所述排水减压坑间距45-55m一个，沿河床方向一般布置1~2排。

排水减压坑为漏斗形，底部尺寸2~3m，开挖坡度1:1~1:1.5。

排水减压坑的坑内填筑反滤料、排水堆石料，排水减压坑坑内填筑的反滤料、排水堆石料分别与排水带主堆石料区及其下方的反滤料衔接。

排水减压坑坑内填筑的反滤料厚1~2m。

所述排水结构采用排水棱体，排水棱体一般采用大块石填筑，粒径0.8~1.0m。

由于采用本发明的技术方案，本发明通过在压坡体设置排水带主堆石料，压坡体基础间隔布置排水减压坑，避免了坝基大范围开挖覆盖层及全风化层，大大减少了工程量，同时能够有效保证坝基排水，减低坝基渗透压力。

附图说明

图1为本发明专利实施例的横河向剖面图。

图2为本发明专利实施例的纵河向剖面图。

具体实施方式

参照附图。本发明在压坡体设置排水带主堆石料，压坡体基础间隔布置排水减压坑，坝脚设置排水棱体，有机组合为完整的坝基排水系统，能够有效保证坝基排水，减低坝基渗透压力。

本实施例的具体施工方法及结构如下：

1、根据规范，土石坝一般包含上游主堆石区和下游次堆石区，一些工程下游次堆石区还设有坝后压坡体、坝基排水区。

2、主次堆石区坝基一般挖除表层覆盖层及全风化层作为坝基，次堆石区1坝基开挖至基岩，下部设排水带主堆石料区3。

3、大坝次堆石区下游布置坝后压坡体2，坝后压坡体2下游坝体坡度略缓于次堆石区，一般采用开挖弃渣填筑。

本发明中，次堆石区1坝后压坡体区2下设排水带主堆石料区3，排水带主堆石料区3堆置排水带堆石料。坝后压坡体区2之下的排水带主堆石料区3与大坝次堆石区1之下的排水带主堆石料区3连为一体。

所述大坝压坡体2坝基存在较深覆盖层及全风化层7，本发明较为适用于覆盖层及全风化层5~20m厚的条件。

本发明中，坝后压坡体2坝基仅清除表层覆盖层1.5m，对于1.5m以下的坝基土层覆盖层及岩体的全风化层可以保留，在其上依次填筑反滤料4、排水带堆石料、过渡料5。反滤料4的厚度1~2m，排水带主堆石料区3的厚度6~10m，过渡料4的厚度1~2m，排水带主堆石料面积根据大坝渗漏量计算，首先根据达西定律或有限元计算出整个大坝的渗漏量，然后根据总渗漏量计算出所需的排水主堆石料区3的断面积；

4、坝后压坡体2坝基，在排水带主堆石料之下布置排水减压坑8，排水减压坑8间距50m左右，沿河床方向一般布置1~2排；

5、坝后压坡体2坝基设置的排水减压坑8，一般为漏斗形，底部尺寸2~3m，开挖坡度1:1~1:1.5；

6、排水减压坑8的坑内填筑反滤料41、排水堆石料31，反滤料41、排水堆石料31分别与排水带主堆石料区3及其下方的反滤料4衔接；反滤料41的厚度1~2m。

7、压坡体坝脚设置排水结构6，排水结构6可采用排水棱体，排水棱体一般采用大块石填筑，粒径0.8~1.0m，粒径为块石最长边长度，排水棱体顶部宽度2m，上游坡度1：1，下游坡度1：2。

8、在下游次堆石区以及压坡体排水带施工完成后，进行大坝主、次堆石料、压坡体填筑，压坡体表层采用干砌石9保护。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种土石坝排水方法和土石坝压坡体排水结构，在次堆石区、坝后压坡体区下设排水带主堆石料区，排水带主堆石料区堆置排水带堆石料，坝后压坡体区下的排水带主堆石料区底部设置多个排水减压坑，坝后压坡体坝脚设置排水结构，排水结构和排水带主堆石料区衔接。本发明通过在压坡体设置排水带主堆石料，压坡体基础间隔布置排水减压坑，避免了坝基大范围开挖覆盖层及全风化层，大大减少了工程量，同时能够有效保证坝基排水，减低坝基渗透压力。

技术研发人员：符晓;刘志青
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2018.05.04
技术公布日：2018.11.06