一种低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土面板、垫层区、过渡区、上游主堆石区和下游次堆石区，过渡区的下游侧和上游主堆石区的上游侧之间设置呈“L”形的排水区，排水区的水平部分横穿上游主堆石区和下游次堆石区的底部，将上游主堆石区和下游次堆石区水平分割成上下两部分，过渡区的下游侧和排水区的竖向部分之间设置反滤区一，上游主堆石区和排水区的水平部分以及下游次堆石区和排水区的水平部分之间设置反滤区二。该发明在常规混凝土面板堆石坝结构分区的基础上，增设反滤区一、反滤区二和排水区，提高坝体的渗透稳定性及安全性，而所用的堆石材料就地取材，降低了工程建造成本，且易于施工。
【专利说明】一种低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝
【技术领域】
[0001] 本发明属于水利工程【技术领域】，具体涉及一种低渗透性堆石料混凝土面板堆石 坝。
【背景技术】
[0002] 目前，面板堆石坝基本为混凝土面板堆石坝，因其具有造价低、工期短的特点，混 凝土面板堆石坝得到了蓬勃的发展。如图1所示，混凝土面板堆石坝主要由堆石体和防渗 系统组成，即：混凝土面板、趾板、垫层区、过渡区、上游主堆石区、下游次堆石区组成。
[0003] 在混凝土面板堆石坝的设计施工中，坝体的渗透稳定性是一项重要的考虑因素， 面板坝以及枢纽等的安全，无一不与此密切相关，所以坝体在渗透水流作用下应不发生渗 透变形。在混凝土面板堆石坝中，低渗透性堆石料是渗透系数小于l〇_ 2cm/s且大于KT4cm/ s的堆石料，其渗透系数较低，细粒含量高，导致堆石料的渗透稳定性差，允许坡降低，导致 坝体浸润线高，影响坝体的渗流稳定性和安全性，而对混凝土面板堆石坝进行合理的结构 分区可以控制坝体的渗透变形、保证坝体渗流稳定。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是克服现有技术中混凝土面板堆石坝的堆石料渗透系数较低而影 响坝体渗透稳定安全的问题。
[0005] 为此，本发明提供了一种低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，包括从上游至下游 依次设置的混凝土面板、垫层区、过渡区、上游主堆石区和下游次堆石区，所述的过渡区的 下游侧和上游主堆石区的上游侧之间设置有呈"L"形的排水区，所述排水区的水平部分横 穿上游主堆石区和下游次堆石区的底部，且将上游主堆石区和下游次堆石区水平分割成上 下两部分，所述过渡区的下游侧和排水区的坚向部分之间设置有反滤区一，所述上游主堆 石区和排水区的水平部分以及下游次堆石区和排水区的水平部分之间设置有反滤区二。
[0006] 上述混凝土面板、垫层区、过渡区和反滤区一的坡比相同，均为1 :m，且m的取值范 围为1. 3?1. 6。
[0007] 上述排水区的坚向部分与上游主堆石区之间的分区坡度为1 :s，且s的取值范围 为 1. 4 ?1. 7。
[0008] 上述排水区的水平部分设置在下游最高水位和最低水位之间。
[0009] 上述上游主堆石区和下游次堆石区的分区坡度为1 :t，且t的取值范围为0? 1. 35。
[0010] 上述垫层区、过渡区、上游主堆石区和下游次堆石区的堆石材料为建筑物区开挖 料、料场块石料以及料场砂砾石料。
[0011] 上述反滤区一、反滤区二和排水区的堆石材料采用料场块石料以及料场砂砾石料 加工而成。
[0012] 本发明的有益效果：本发明提供的这种低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝在常规 混凝土面板堆石坝结构分区的基础上，增设了反滤区一、反滤区二和排水区，提高了坝体的 渗透稳定性，确保了坝体安全性；同时，本发明中所用的堆石材料可以就地取材，降低了工 程建造成本，而且易于施工，极大程度的利用坝址区开挖料上坝，降低了对堆石料渗透性方 面的要求，即只要开挖料强度、变形等工程特性满足要求便可上坝利用。
[0013] 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是现有混凝土面板堆石坝的结构分区示意图； 图2是本发明混凝土面板堆石坝的结构分区示意图。
[0015] 附图标记说明：1、混凝土面板；2、垫层区；3、过渡区；4、上游主堆石区；5、下游次 堆石区；6、排水区；7、反滤区一；8、反滤区二。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 : 为了克服现有技术中混凝土面板堆石坝的堆石料渗透系数较低而影响坝体渗透稳定 安全的问题，本实施例提供了一种如图2所示的低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，包括 从上游至下游依次设置的混凝土面板1、垫层区2、过渡区3、上游主堆石区4和下游次堆石 区5,所述的过渡区3的下游侧和上游主堆石区4的上游侧之间设置有呈"L"形的排水区 6,所述排水区6的水平部分横穿上游主堆石区4和下游次堆石区5的底部，且将上游主堆 石区4和下游次堆石区5水平分割成上下两部分，所述过渡区3的下游侧和排水区6的坚 向部分之间设置有反滤区一 7,所述上游主堆石区4和排水区6的水平部分以及下游次堆石 区5和排水区6的水平部分之间设置有反滤区二8。
[0017] 该发明提供的这种低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝在常规混凝土面板堆石坝 结构分区的基础上，增设了反滤区一 7、反滤区二8和排水区6,降低坝体浸润线，减小坝体 堆石材料(上游主堆石区4和下游次堆石区5)内部的渗透坡降，提高了坝体的渗透稳定性， 确保了坝体安全性。
[0018] 实施例2: 在实施例1的基础上，根据工程实际确定，所述混凝土面板1、垫层区2、过渡区3和反 滤区一 7的坡比相同，均为1 :m，且m的取值范围为1. 3?1. 6 ;所述排水区6的坚向部分与 上游主堆石区4之间的分区坡度为1 :s，且s的取值范围为1. 4?1. 7 ;所述排水区6的水 平部分设置在下游最高水位和最低水位之间；所述上游主堆石区4和下游次堆石区5的分 区坡度为1 :t，且t的取值范围为0?1. 35,根据工程实际确定，一般取0. 2 ;上述参数的选 取必须满足《混凝土面板堆石坝设计规范》（DL/T5016-2011、SL228-98)的要求。
[0019] 本实施例的混凝土面板1作为防渗结构，其结构及其止水结构和材料按照常规面 板堆石坝的要求选用即可。
[0020] 而所述垫层区2、过渡区3、上游主堆石区4和下游次堆石区5的堆石材料为建筑 物区开挖料、料场块石料以及料场砂砾石料；堆石材料的选择须满足《混凝土面板堆石坝设 计规范》（DL/T5016-2011、SL228-98)的相关要求；上述垫层区2、过渡区3、上游主堆石区 4和下游次堆石区5的堆石材料充分利用建筑物的开挖料，减少弃料和渣场的面积，减小大 坝施工对环境的影响，降低工程造价，提高坝体和枢纽的经济指标，具有良好的经济、社会 和环境生态效益。
[0021] 所述反滤区一 7、反滤区二8和排水区6的堆石材料采用料场块石料以及料场砂 砾石料加工而成，尽可能选用上述材料中施工简单、造价低的材料。反滤区一 7、反滤区二8 和排水区6的设置，降低了坝体浸润线，减小坝体堆石材料内部的渗透坡降，使得低渗透性 堆石料混凝土面板坝技术可行、经济安全并为人们所接受。
[0022] 上述垫层区2、过渡区3、上游主堆石区4、下游次堆石区5、反滤区一 7、反滤区二8 和排水区6的坝体结构，必须验算坝体沉降、变形、应力以及面板挠度和应力、周边缝、垂直 缝变位等，满足《混凝土面板堆石坝设计规范》（DL/T5016-201USL228-98)的规定；必须验 算坝体上述各区的渗透稳定性。
[0023] 以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡 是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土面板 (1) 、垫层区（2)、过渡区（3)、上游主堆石区（4)和下游次堆石区（5)，其特征在于：所述过 渡区（3)的下游侧和上游主堆石区（4)的上游侧之间设置有呈"L"形的排水区（6)，所述 排水区￠)的水平部分横穿上游主堆石区（4)和下游次堆石区（5)的底部，且将上游主堆 石区（4)和下游次堆石区（5)水平分割成上下两部分，所述过渡区（3)的下游侧和排水区 (6)的坚向部分之间设置有反滤区一（7)，所述上游主堆石区（4)和排水区（6)的水平部分 以及下游次堆石区（5)和排水区（6)的水平部分之间设置有反滤区二（8)。
2. 如权利要求1所述的低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，其特征在于：所述混凝土 面板⑴、垫层区⑵、过渡区⑶和反滤区一（7)的坡比相同，均为1 :m，且m的取值范围 为 1. 3 ?1. 6。
3. 如权利要求1所述的低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，其特征在于：所述排水区 (6)的坚向部分与上游主堆石区（4)之间的分区坡度为1 :s，且s的取值范围为1. 4?1. 7。
4. 如权利要求1所述的低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，其特征在于：所述排水区 (6)的水平部分设置在下游最高水位和最低水位之间。
5. 如权利要求1所述的低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，其特征在于：所述上游主 堆石区（4)和下游次堆石区（5)的分区坡度为1 :t，且t的取值范围为0?1. 35。
6. 如权利要求1所述的低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，其特征在于：所述垫层区 (2) 、过渡区（3)、上游主堆石区（4)和下游次堆石区（5)的堆石材料为建筑物区开挖料、料 场块石料以及料场砂砾石料。
7. 如权利要求1所述的低渗透性堆石料混凝土面板堆石坝，其特征在于：所述反滤区 一（7)、反滤区二（8)和排水区（6)的堆石材料采用料场块石料以及料场砂砾石料加工而 成。
【文档编号】E02B7/06GK104110012SQ201410361868
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】蔡新合, 白俊光, 王君利, 魏坚政, 陈念水, 王康柱, 李锋 申请人:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司