一种采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝的制作方法

本实用新型涉及粘土心墙堆石坝，尤其是一种采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝。

背景技术：

土石坝是历史最悠久的一种坝型，因其可以就地取材，节省水泥、钢材、木材，减少工地的外线运输量等优势，得以成为世界坝工建设中应用最广泛和发展最快的一种坝型。

如图1所示，现有技术的粘土心墙坝堆石坝，包括在坝基17，混凝土盖板15、防渗帷幕16、粘土心墙14、上游反滤层6、上游过渡层5，上游过渡层5、上游堆石区3、上游块石护坡4、上游回填石渣区1、下游反滤层10、下游过渡层11、下游堆石区12、下游块石护坡9、下游石渣回填区13、水平垫层8、坝顶道路18，坝顶道路18上游侧设置防浪墙7。粘土心墙防渗土料质量要求液限一般小于40％，塑性指数为10～20，粘粒含量15％～40％，才能满足现有规范要求。

但是，在热带或亚热带地区修筑土石坝，在当地寻找土料时，常常遇见“三高土”(高液限、高塑性、高粘粒含量)，然而这种土上坝填筑指标基本不满足现行规范要求的，如果寻找其它料源或外购土料，势必会增加运距，提高筑坝成本，从而失去土石坝坝型的筑坝优势。因此，如何使“三高土”作为筑坝材料，充分发挥土石坝的坝型优势，是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，通过将“三高土”与坝外隔绝，有效避免了“三高土”筑坝后因失水引起的开裂破坏，使“三高土”能够上坝填筑，充分发挥了土石坝的坝型优势。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，包括上游石渣回填区、上游块石护坡、上游堆石区、上游过渡层、上游反滤层、粘土心墙、下游反滤层、下游过渡层、下游堆石区、下游块石护坡、下游石渣回填区、防浪墙、防水帷幕、盖板、水平垫层、坝顶道路，粘土心墙填筑土料的液限为40％～96.0％，塑性指数为20.0～51.0，粘粒含量40％～70％，不符合规程规范的要求，在坝顶增加水平反滤层，水平反滤层与上游反滤层、下游反滤层顶端相连，水平反滤层向上游延伸并且与防浪墙下部相连,水平反滤层上铺设水平垫层，水平垫层上部铺设坝顶道路。

所述水平垫层材料为红土砾石或砾石土，铺设厚度为1～3m。

所述水平反滤层厚度为上游反滤层厚度的1/3～1/2。

所述下游块石护坡与下游反滤层之间也采用水平垫层材料。

本实用新型的有益效果：突破规范要求，使得不符合规范要求的“三高土”经过常规施工方法施工后的粘土心墙，具备防渗防漏的作用，同时可以有效地解决“三高土”筑坝后因失水引起的开裂破坏，避免了外购土料，降低施工成本，充分发挥土石坝的优势。

附图说明

图1是现有技术粘土心墙堆石坝结构示意图。

图2是本实用新型采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图2所示，本实用新型的采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，包括上游石渣回填区1、上游块石护坡4、上游堆石区3、上游过渡层5、上游反滤层6、粘土心墙14、下游反滤层10、下游过渡层11、下游堆石区12、下游块石护坡9、下游石渣回填区13、防浪墙7、防水帷幕16、盖板15、水平垫层8、坝顶道路18，其特征在于，粘土心墙14填筑土料的液限为40％～96.0％，塑性指数为20.0～51.0，粘粒含量40％～70％，不符合规程规范的要求，在坝顶增加水平反滤层2，水平反滤层2与上游反滤层6、下游反滤层10顶端相连，水平反滤层2向上游延伸并且与防浪墙7下部相连,水平反滤层2上铺设水平垫层8，水平垫层8上部铺设坝顶道路18。

所述水平垫层8材料为红土砾石或砾石土，铺设厚度为1～3m。

所述水平反滤层2厚度为上游反滤层6厚度的1/3～1/2。

所述下游块石护坡9与下游反滤层10之间也采用水平垫层8材料。

具体地说，当粘土心墙14上游与上游反滤层6、下游反滤层10修筑到近设计高程时，在坝顶面铺设水平反滤层2，水平反滤层2与上游反滤层6、下游反滤层10顶端相连，水平反滤层2向上游延伸至防浪墙7下部，再在水平反滤层2上铺设水平垫层8，为了便于碾压，水平垫层8可在下游反滤层10后适当加厚，下游过渡层11、下游堆石区12，下游块石护坡9，下游石渣回填区13，防浪墙7，上游过渡层5、上游堆石区3、上游块石护坡4、上游石渣回填区1、防水帷幕16、盖板15与常规粘土心墙坝形式一致。上游反滤层6、上游过渡层5、下游反滤层10、下游过渡层11坡比相等，均为1:0.5，宽度均相等为1.5m。上游反滤层6与下游反滤层10在坝顶水平相连，水平反滤层2厚度为上游反滤层厚度的1/3～1/2。

所述粘土心墙14填筑土料液限为40％～96.0％，塑性指数为20.0～51.0，粘粒含量40％～70％。

所述水平垫层8材料为红土砾石或砾石土，铺设厚度为1～3m。

所述下游反滤层10下游侧水平垫层8厚度为上游侧厚度的2～4倍。

施工中，包括以下步骤：

1、在坝址确定坝型后，在没有其它条件更换坝型时，修筑粘土心墙坝，当地粘土料不符合规范要求，经调查实验发现粘土为“三高土”，即高液限、高塑性、高粘粒含量土，突破了规范的要求。

2、采用本实用新型进行优化粘土心墙坝结构，施工工艺与施工方法与常规粘土心墙坝相同，但是在施工至坝顶处时，在坝顶铺设水平反滤层，水平反滤层与上、下游反滤层顶端连接，在粘土心墙外周形成反滤层包裹体。再在坝顶反滤层连接处上部铺设水平红土砾石或砾石土，能将高液限、高塑性、高粘粒含量的粘土心墙与外界隔绝，防止粘土心墙因含水量变化而引起的变形破坏。

上述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

技术特征：

1.一种采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，包括上游石渣回填区(1)、上游块石护坡(4)、上游堆石区(3)、上游过渡层(5)、上游反滤层(6)、粘土心墙(14)、下游反滤层(10)、下游过渡层(11)、下游堆石区(12)、下游块石护坡(9)、下游石渣回填区(13)、防浪墙(7)、防水帷幕(16)、盖板(15)、水平垫层(8)、坝顶道路(18)，其特征在于，粘土心墙(14)填筑土料的液限为40％～96.0％，塑性指数为20.0～51.0，粘粒含量40％～70％，不符合规程规范的要求，在坝顶增加水平反滤层(2)，水平反滤层(2)与上游反滤层(6)、下游反滤层(10)顶端相连，水平反滤层(2)向上游延伸并且与防浪墙(7)下部相连,水平反滤层(2)上铺设水平垫层(8)，水平垫层(8)上部铺设坝顶道路(18)。

2.根据权利要求1所述采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，其特征在于，所述水平垫层(8)材料为红土砾石或砾石土，铺设厚度为1～3m。

3.根据权利要求1所述采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，其特征在于，所述水平反滤层(2)厚度为上游反滤层(6)厚度的1/3～1/2。

4.根据权利要求2所述采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，其特征在于，所述下游块石护坡(9)与下游反滤层(10)之间也采用水平垫层(8)材料。

技术总结
本实用新型公开了一种采用高液限、高塑性、高粘粒含量土料进行筑坝的粘土心墙堆石坝，包括上游石渣回填区、上游块石护坡、上游堆石区、上游过渡层、上游反滤层、粘土心墙、下游反滤层、下游过渡层、下游堆石区、下游块石护坡、下游石渣回填区、防浪墙、防水帷幕、盖板、水平垫层、坝顶道路，粘土心墙填筑土料的液限为40％～96.0％，塑性指数为20.0～51.0，粘粒含量40％～70％，不符合规程规范的要求，在坝顶增加水平反滤层，水平反滤层与上游反滤层、下游反滤层顶端相连，水平反滤层向上游延伸并且与防浪墙下部相连,水平反滤层上铺设水平垫层，水平垫层上部铺设坝顶道路。在缺少合格土料的情况下，充分利用工程场区附近的“三高土”进行筑坝，节省投资，充分发挥当地材料筑坝的优势。

技术研发人员：胡宁;王进城;徐建闽;张志恒;曹荣国;彭小川;张学东;李荣伟;牛明智;胡相波
受保护的技术使用者：中水北方勘测设计研究有限责任公司
技术研发日：2020.04.24
技术公布日：2020.12.29