风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构及其施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构。本发明的目的是提供一种风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，旨在通过传力结构将拱坝所受的荷载直接传递到基础深部较好岩体中，以确保拱坝基础具有足够的强度和刚度。本发明的技术方案是：一种风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，具有修建在河床两岸边坡高陡且岩体风化卸荷现象较严重的拱坝坝基，其特征在于：在坝基的中上部保留一部分卸荷岩体，卸荷岩体上限与坝基下部岩体共同构成拱坝建基面，在卸荷岩体上限表面设置混凝土传力垫座，并在卸荷岩体内部设置纵向传力洞，所述纵向传力洞一端与混凝土传力垫座紧密连接，另一端穿过卸荷岩体下限进入质量较好的岩体内。
【专利说明】风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构及其施工方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构及其施工方法。适用于风化卸荷较严重的高山峡谷地区修建的拱坝工程。
【背景技术】
[0002]由于拱坝坝身的受力特性，使得拱坝对建基岩体质量要求相对较高。修建于高山峡谷地区的拱坝工程，由于造山运动及地质构造作用等因素，使得河床两岸边坡高陡且岩体风化卸荷现象较严重。为确保拱坝基础具有足够的强度和刚度，基础开挖一般是将卸荷岩体全部挖除，将拱坝基础坐落在无卸荷岩体之中。但由于卸荷岩体埋深较深，使得拱坝坝基嵌深较深。考虑到拱坝采用径向开挖的方式，使得拱圈上游开挖范围加大，坝顶处拱圈由于开挖深度较深，使得坝顶以上开挖边坡高、开挖范围大。
[0003]总之，常规拱坝在全部挖除卸荷岩体的同时势必将带来大开挖、高边坡等一系列技术和经济上的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:针对上述存在的问题，提供一种风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构及其施工方法，旨在通过传力结构将拱坝所受的荷载直接传递到基础深部较好岩体中，以确保拱坝基础具有足够的强度和刚度。所述传力结构应有效减少拱坝坝基开挖深度及范围，从而明显降低拱坝坝肩开挖边坡高度和开挖量。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，具有修建在河床两岸边坡高陡且岩体风化卸荷现象较严重的拱坝坝基，其特征在于:在坝基的中上部保留一部分卸荷岩体，卸荷岩体上限与坝基下部岩体共同构成拱坝建基面，在卸荷岩体上限表面设置混凝土传力垫座，并在卸荷岩体内部设置纵向传力洞，所述纵向传力洞一端与混凝土传力垫座紧密连接，另一端穿过卸荷岩体下限进入质量较好的岩体内。
[0006]所述纵向传力洞的岩体内部端设置横向传力洞，横向传力洞与纵向传力洞构成T字形。
[0007]所述纵向传力洞在卸荷岩体内沿拱坝建基面每隔20m高度布置一层，每层布置2-3条方向不同的纵向传力洞。
[0008]所述混凝土传力垫座厚5 — 10m，混凝土传力垫座内设置钢筋；所述纵向传力洞内设置钢筋且与混凝土传力垫座内钢筋相连接。
[0009]本发明所述传力结构的施工方法，包括步骤:
1、拱坝建基面开挖，保留部分可利用的卸荷岩体，适当扩挖拱端；
2、在已开挖出来的卸荷岩体建基面，进行纵向传力洞和横向传力洞的开挖；
3、对纵、横向传力洞周边岩体进行固结灌浆处理；
4、安设传力洞钢筋，纵向传力洞内钢筋延伸至拱坝建基面以外，与混凝土传力垫座内钢筋相连接，浇筑纵、横向传力洞混凝土，待混凝土达到70%设计强度后，对已浇筑的传力洞洞顶进行回填灌浆；
5、沿拱坝建基面、在卸荷岩体上限表面浇筑混凝土传力垫座，所述传力垫座与拱坝建基面之间预留接触灌浆管，待传力垫座混凝土达到稳定温度后，通过预留灌浆管对拱坝建基面进行接触灌浆；
6、最后在混凝土传力垫座上进行拱坝坝体浇筑。
[0010]本发明的有益效果是:
I)、本发明在拱坝中、上部基础通过设置混凝土传力垫座与两岸纵、横传力洞相连接，将拱坝所受荷载传递到两岸质量较好岩体内。
[0011]2)、纵向传力洞在施工期可兼作灌浆洞，待灌浆作业完成后，可进行传力洞结构施工。
[0012]3)、由于保留了部分卸荷岩体，使得拱坝嵌入深度明显减少，不仅减少坝基开挖范围，同时也降低整个开挖边坡的高度，降低了施工难度，提高了施工效率，加快了工程进度，节省了工程投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明拱坝传力结构沿建基面展开图。
[0014]图2是本发明拱坝传力结构拱端平切图。
【具体实施方式】
[0015]如图1、图2所示，本实施例为一种在风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，本结构具有修建在河床两岸边坡高陡且岩体风化卸荷现象较严重的拱坝坝基。本发明的特点是在坝基的中上部保留一部分卸荷岩体(原地面线I内侧、卸荷岩体上限7与卸荷岩体下限6之间，见图1)，卸荷岩体上限7与坝基下部岩体共同构成拱坝建基面2。本例在卸荷岩体上限7表面设置厚5 — IOm的混凝土传力垫座5，并在混凝土传力垫座内设置钢筋。同时，在卸荷岩体内部设置纵向传力洞3，纵向传力洞3内也设置钢筋且与混凝土传力垫座5内的钢筋相连接。纵向传力洞3面向山体端穿过卸荷岩体的下限6进入质量较好的岩体内。
[0016]所述纵向传力洞3的岩体内部端(末端)设置横向传力洞4,本例长15m,横向传力洞与纵向传力洞构成T字形(图2所示)。
[0017]所述纵向传力洞3在卸荷岩体内沿拱坝建基面2每隔20m高度布置一层，每层布置2 — 3条方向不同的纵向传力洞3。
[0018]本发明传力结构的施工方法，具体包括以下步骤:
1、拱坝建基面2开挖，适当保留部分可利用的卸荷岩体，为减少拱端推力对卸荷岩体的压力，可适当加大拱端的开挖厚度；
2、在已开挖出来的卸荷岩体建基面内，每隔20m高度布置一层纵向传力洞层，每层根据不同部位及受力条件可分别设置2 - 3条方向不同的纵向传力洞3，传力洞断面尺寸为5mX 5m,纵向传力洞向山体内延伸穿透卸荷岩体下限6进入质量较好的岩体内，在纵向传力洞的末端设置15m长的横向传力洞4，并与纵向传力洞形成T字形；
3、对纵、横向传力洞周边岩体进行固结灌浆处理，提高围岩的完整性；
4、安设纵、横向传力洞内钢筋，纵向传力洞3内钢筋延伸至拱坝建基面2以外，与混凝土传力垫座5内钢筋相连接，浇筑纵、横向传力洞混凝土，待混凝土达到70%设计强度后，对已浇筑的传力洞洞顶进行回填灌浆。对顶层传力洞上方的卸荷岩体及坝顶9以上高陡边坡8进行回填灌浆。
[0019]5、在保留下来的卸荷岩体建基面(沿拱坝建基面卸荷岩体上限段)上浇筑混凝土传力垫座5，厚5 — IOm,所述传力垫座与拱坝建基面2之间预留接触灌浆管，待传力垫座混凝土达到稳定温度后，通过预留灌浆管对拱坝建基面2进行接触灌浆；
6、最后在混凝土传力垫座5上进行拱坝坝体浇筑。
【权利要求】
1.一种风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，具有修建在河床两岸边坡高陡且岩体风化卸荷现象较严重的拱坝坝基，其特征在于:在坝基的中上部保留一部分卸荷岩体，卸荷岩体上限(7)与坝基下部岩体共同构成拱坝建基面(2)，在卸荷岩体上限(7)表面设置混凝土传力垫座(5)，并在卸荷岩体内部设置纵向传力洞(3)，所述纵向传力洞(3)—端与混凝土传力垫座(5)紧密连接，另一端穿过卸荷岩体下限(6)进入质量较好的岩体内。
2.根据权利要求1所述的风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，其特征在于:所述纵向传力洞(3)的岩体内部端设置横向传力洞(4),横向传力洞与纵向传力洞构成T字形。
3.根据权利要求1或2所述的风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，其特征在于:所述纵向传力洞(3 )在卸荷岩体内沿拱坝建基面(2 )每隔20m高度布置一层，每层布置2 — 3条方向不同的纵向传力洞(3)。
4.根据权利要求1或2所述的风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，其特征在于:所述混凝土传力垫座(5)厚5 - 10m，混凝土传力垫座内设置钢筋；所述纵向传力洞(3)内设置钢筋且与混凝土传力垫座(5)内钢筋相连接。
5.根据权利要求3所述的风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构，其特征在于:所述混凝土传力垫座(5)厚5 - 10m，混凝土传力垫座内设置钢筋；所述纵向传力洞(3)内设置钢筋且与混凝土传力垫座(5)内钢筋相连接。
6.一种权利要求5所述传力结构的施工方法，包括步骤: 6.1拱坝建基面(2)开挖，保留部分可利用的卸荷岩体，适当扩挖拱端； 6.2在已开挖出来的卸荷岩体建基面，进行纵向传力洞(3)和横向传力洞(4)的开挖； 6.3对纵、横向传力洞周边岩体进行固结灌浆处理； 6.4安设传力洞钢筋，纵向传力洞(3)内钢筋延伸至拱坝建基面(2)以外，与混凝土传力垫座(5)内钢筋相连接，浇筑纵、横向传力洞混凝土，待混凝土达到70%设计强度后，对已浇筑的传力洞洞顶进行回填灌浆； 6.5沿拱坝建基面(2)、在卸荷岩体上限(7)表面浇筑混凝土传力垫座(5)，所述传力垫座与拱坝建基面(2)之间预留接触灌浆管，待传力垫座混凝土达到稳定温度后，通过预留灌浆管对拱坝建基面(2)进行接触灌浆； 6.6最后在混凝土传力垫座(5)上进行拱坝坝体浇筑。
【文档编号】E02D27/40GK103966981SQ201410188641
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】徐建军, 于青 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院有限公司