一种水库大坝筑坝方法
【专利摘要】本发明公开了一种水库大坝筑坝方法，所述坝地基横截面为W形，W中间表示山梁，W底部表示两条山沟；地基纵向坡度大于17°。本发明通过将山梁凸起部位削成平台、沿地基纵向坡面开挖若干个水平台阶、坝体设置底部增模区和顶部增模区等方法减少坝体不均匀变形。并在坝体坝脚处设置反压平台，最后采用坝体面板浇筑时间双标准控制减少坝体变形对防渗面板的不利影响。本发明通过改良坝基地形条件、坝体合理分区、坝脚填渣反压平台、合理预留沉降超高和沉降周期等措施减少大坝不均匀变形，确保了坝体稳定。
【专利说明】一种水库大琐筑琐方法
【技术领域】
[0001]本发明属于筑坝【技术领域】，具体涉及一种水库大坝的筑坝方法。
【背景技术】
[0002]抽水蓄能电站上水库通常布置在山顶洼地，会遇到需要在较陡纵坡的两个以上沟谷地基上建坝的问题。现有坝体分区根据建筑物开挖料特性将大坝分为垫层区、过渡区、堆石区、下游堆石区上部(干燥区)、沟底排水层，而坝体填筑时采用直接在地基上进行填筑。但是采用这种方式在横截面为W形(W中间表示山梁，W底部表示两条山沟)、纵向坡度大于17°地基上筑坝，对坝体稳定和变形均极为不利。现有技术通常采用挖除中部山梁，避免横向为“W”形对坝体沿坝轴线方向不均匀变形的影响，然后进行坝体填筑，坝体填筑时不分顶部增模区和底部增模区，该方法的缺点是开挖填筑投资大。另外，现有技术中还通过在下游边坡合适位置筑重力坝减少土石坝下游边坡高度，减少纵向地基坡度大于17°地基上筑坝高度，其缺点是该坝型为重力坝和土石坝混合坝型，变形受力不协调，且重力坝投资大。上述两种大坝水库侧的回填石渣层上没有铺设连接板，使得坝体面板与水库库底土工膜直接相接，中间没有起过渡作用的衔接段，不能很好地形成稳定的防渗层。
【发明内容】
[0003]本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种水库大坝的筑坝方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
一种水库大坝筑坝方法，所述坝地基横截面为W形，W中间表示山梁，W底部表示两条山沟；地基纵向坡度大于17°。筑坝中其他未展开说明的步骤均为本领域筑坝的常规技术手段，其坝体结构也为本领域常规坝体结构。
[0005]所述方法包括如下步骤:
(1)将山梁凸起部位削成平台；沿地基纵向坡面开挖若干个水平台阶；
(2)在经步骤(1)处理的坝地基上进行坝体填筑，在筑坝过程中，在堆石坝底部和顶部碾压分别形成底部增模区和顶部增模区；碾压时控制增模区压实层厚0.6+0.05m，孔隙率
<18%，渗透系数1^> lX10_2cm/s，洒水量≥10%，控制增模区堆石最大粒径不超过压实层厚度，粒径小于5mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的20%，控制粒径小于0.075mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的5% ；
(3)在坝体填筑同时，在坝体的坝脚处构筑反压平台；在坝体水库侧的回填石渣上设置连接板，将水库库底土工膜覆盖连接板并伸入大坝周边缝内；
(4)待填筑完成的坝体经至少6个月沉降、且沉降速率不大于5_/月后进行坝体面板的浇筑，坝体面板通过连接板与水库库底土工膜相接。
[0006]其中，步骤(1)所述平台宽为110 土 5m，优选IlOm;所述水平台阶宽为10 土 0.5m，优选10m。步骤(2)中所述增模区堆石最大粒径为0.6m，增模区压实层厚0.6m。步骤(2)中碾压增模区时是采用27t自行式振动碾碾压6 —10遍，优选8遍。[0007]下面结合有益效果对本发明方法作进一步阐述:
所述水库大坝的筑坝方法包括如下步骤:
(I)将山梁凸起部位削成平台；沿地基纵向坡面开挖若干个水平台阶。该步骤针对坝基为两沟一梁“W”地形，且沟和梁大于17°倾向下游，对坝的稳定和坝体不均匀变形很不利特点，对坝基地形进行改造:①对中部山梁凸起部位进行削坡开挖，形成宽约IlOm平台，减少坝体在平行坝轴线方向的不均匀沉降，既减少了坝基沟谷不均匀变形，又由于仅局部开挖节约了工程投资结合坝基开挖，对中部山梁陡峻基岩坡面进行台阶开挖，形成宽约IOm平台，增加堆石体沿基岩面的抗滑力。
[0008](2)在经步骤(1)处理的坝地基上进行坝体填筑，在筑坝过程中，在堆石坝底部和顶部碾压分别形成底部增模区和顶部增模区；碾压时控制增模区压实层厚0.6+0.05m，孔隙率< 18%，渗透系数k> lX10_2cm/s，洒水量≥10%，控制增模区堆石最大粒径不超过压实层厚度，粒径小于5mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的20%，控制粒径小于0.075mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的5%。该步骤中首此提出双增模区，底部增模区是通过提高碾压遍数和筑坝材料质量以增加185m高程平台以下堆石区压缩模量，可减少“W”地形和斜坡地形对坝体不均匀变形的影响。顶部增模区是通过提高碾压遍数和筑坝材料质量以增加265.Sm高程平台以上堆石区压缩模量，确保大坝边坡稳定。增模区采用下水库库盆开挖的弱风化、新鲜的凝灰岩、安山岩填筑。也就是说，本步骤改变了传统大坝的分区，在各分区中增加了底部增模区和顶部增模区，提高了大坝在W形地基条件下的稳定性。
[0009](3)在坝体填筑同时，在坝体的坝脚处构筑反压平台，反压平台可结合坝后弃渣场设置，该反压平台的构筑有利于大坝稳定；在坝体水库侧的回填石渣层上铺设连接板，将水库库底土工膜覆盖连接板并伸入大坝周边缝内。
[0010](4)待填筑完成的坝体经至少6个月沉降、且沉降速率不大于5mm/月后进行坝体面板的浇筑，坝体面板通过连接板与水库库底土工膜相接。坝体面板、水库库底土工膜通过连接板形成防渗体系，采用上述坝体面板浇筑时间双标准控制(待填筑完成的坝体经至少6个月沉降、且沉降速率不大于5mm/月后进行坝体面板的铺设)可以保证大坝防渗系统不因大坝变形造成破坏。
[0011]本发明通过改良坝基地形条件、坝体合理分区、坝脚填渣反压平台、合理预留沉降超高和沉降周期等措施减少大坝不均匀变形，确保了坝体稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是水库大坝沿W形地基山梁的剖面图；
图2是水库大坝沿W形地基的横截面图。
[0013]图中:1、平台；2、水平台阶；3、底部增模区；4、顶部增模区；5、连接板；6、水库库底土工膜；7、坝体面板；8、坝地基；9、坝体；10、反压平台。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0015]实施例1
参见图1和图2。本实施例依托溧阳抽水蓄能电站上水库主坝工程。上水库主坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程295.00m，坝顶宽度10m，最大坝高165.0Om(坝轴线处)，坝顶长度1113.20m，上游面坡比为1: 1.4，下游面坡比为1: 1.45。所述坝地基8横截面为W形，W中间表示山梁，W底部表示两条山沟；地基纵向坡度大于17°。
[0016](I)将山梁凸起部位削成宽约110m，高约30m的平台I ;沿地基纵向坡面开挖宽约IOm的水平台阶2。
[0017](2)在经步骤(1)处理的坝地基上进行坝体9填筑，在筑坝过程中，碾压坝堆石区底部和顶部，分别形成底部增模区3和顶部增模区4 ;碾压时控制增模区压实层厚
0.6土0.05m，孔隙率< 18%，渗透系数1^> I X 10_2cm/s，洒水量≥10%，控制增模区堆石最大粒径不超过压实层厚度，粒径小于5mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的20%，控制粒径小于0.075mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的5%。其中，底部增模区3是通过提高碾压遍数和筑坝材料质量以增加185m高程平台以下堆石区压缩模量，可减少“W”地形和斜坡地形对坝体不均匀变形的影响。顶部增模区4是通过提高碾压遍数和筑坝材料质量以增加265.Sm高程平台以上堆石区压缩模量，确保大坝边坡稳定。增模区采用下水库库盆开挖的弱风化、新鲜的凝灰岩、安山岩填筑。
[0018](3)在坝体填筑同时，在坝体的坝脚高程160m以下处构筑宽约220m的反压平台10，反压平台10可结合弃渣场设置；在坝体水库侧的回填石渣层上铺设连接板5，将水库库底土工膜6覆盖连接板并伸入大坝周边缝内。
[0019](4)待填筑完成的坝体经至少6个月沉降、且沉降速率不大于5_/月后进行坝体面板7的浇筑，坝体面板通过连接板5与水库库底土工膜6相接。坝体面板7、水库库底土工膜6通过连接板5形成防渗体系。
[0020]本实施例在溧阳抽水蓄能电站上水库大坝工程中应用，目前大坝最大沉降约70cm，为坝高的0.42%，大坝不均匀沉降变形得到有效控制。减少中部山脊开挖量和填筑量约50万m3，降低工程成本2500万元，节约工期4个月。
【权利要求】
1.一种水库大坝筑坝方法，所述坝地基横截面为W形，W中间表示山梁，W底部表示两条山沟；地基纵向坡度大于17° ;其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)将山梁凸起部位削成平台；沿地基纵向坡面开挖若干个水平台阶； (2)在经步骤(1)处理的坝地基上进行坝体填筑，在筑坝过程中，在堆石坝底部和顶部碾压分别形成底部增模区和顶部增模区；碾压时控制增模区压实层厚0.6+0.05m，孔隙率<18%，渗透系数1^> lX10_2cm/s，洒水量≥10%，控制增模区堆石最大粒径不超过压实层厚度，粒径小于5mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的20%，控制粒径小于0.075mm的堆石含量不大于增模区堆石质量的5% ； (3)在坝体填筑同时，在坝体的坝脚处构筑反压平台；在坝体水库侧的回填石渣上设置连接板，将水库库底土工膜覆盖连接板并伸入大坝周边缝内； (4)待填筑完成的坝体经至少6个月沉降、且沉降速率不大于5_/月后进行坝体面板的浇筑，坝体面板通过连接板与水库库底土工膜相接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述平台宽为110±5m;所述水平台阶宽为10土0.5m。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述增模区堆石最大粒径为0.6m,压实层厚为0.6m。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中碾压增模区时是采用27t自行式振动碼碼压6—10遍。·
【文档编号】E02B7/06GK103526727SQ201310522389
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】宁永升, 冯树荣, 陈宁, 李国权, 刘纯 申请人:中国水电顾问集团中南勘测设计研究院