一种深厚覆盖层土石坝廊道构造的制作方法

本发明属于水利工程，具体涉及一种深厚覆盖层土石坝廊道构造。

背景技术：

1、我国各流域河流普遍分布河床覆盖层，有的地方河床覆盖层厚度还很大。随着我国水利水电事业的迅速发展，越来越多的土石坝需要建在带有深厚覆盖层的河床上，这对深厚覆盖层的大坝基础处理技术提出了较高要求。位于深厚覆盖层上的土石坝，通常需设置坝基廊道以便于基础灌浆施工，同时监测、检修及排水等功能，然而由于覆盖层较软，坝基廊道受上部施工荷载影响及竣工后水荷载的作用往往会发生较大的变形，从而在廊道两端连接处和防渗墙处产生较大不均匀沉降及向下游的横向变形，出现廊道及防渗墙结构破坏、坝基防渗失效等问题，进而影响坝体的整体稳定性。因此，廊道与岸坡基岩连接结构的设计是深厚覆盖层基础处理的重要关注点之一。

2、专利号为201410728386.8的发明专利公开了一种避免结构缝在外载荷的作用下失去防水效果的坝基廊道与岸坡基岩连接结构，其虽然利用岸坡基岩对坝基廊道进行约束固定，以减少外载荷对结构缝的影响，但其对廊道应力状态和结构缝变形的改善作用有限，仍需进一步改进。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种深覆盖层土石坝廊道构造，其在河床廊道段的上游侧壁和/或下游侧壁上增设第一混凝土键，并对河床覆盖层靠近第一混凝土键的位置处进行灌浆处理和碾压加固，形成与第一混凝土键配合的第一键槽，利用键槽结构分散传递廊道上部施加的荷载，以减少廊道底板的拉应力极值和廊道两端的竖向应力极值，减少廊道中部变形量和结构缝处的错动变形量，在降低防渗墙的拉裂风险的同时，提升结构缝的使用安全性。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种深覆盖层土石坝廊道构造，包括岸坡基岩、河床覆盖层、坝基廊道、设置在坝基廊道顶部的坝体心墙和设置在河床覆盖层内并与坝基廊道底部相连的防渗墙；所述坝基廊道包括河床廊道段和设置在河床廊道段两端的岸坡廊道段；所述岸坡廊道段伸入岸坡基岩中与岸坡基岩中的灌浆平洞相连；所述岸坡廊道段与灌浆平洞之间设有结构缝，所述结构缝内设有至少一圈止水装置；所述河床廊道段位于所述河床覆盖层中；所述河床廊道段垂直于水流走向的外侧壁上成型有第一混凝土键；所述河床覆盖层靠近第一混凝土键的位置处进行灌浆处理和碾压加固，并形成与第一混凝土键配合的第一键槽。

3、优选地，所述岸坡廊道段垂直于水流走向的外侧壁上成型有第二混凝土键；所述岸坡基岩靠近第二混凝土键的位置处挖有与第二混凝土键配合的第二键槽。

4、优选地，所述岸坡廊道段远离河床廊道段的端面上成型有第三混凝土键，所述灌浆平洞靠近岸坡廊道段的端面上挖有与第三混凝土键相配合的第三键槽。

5、优选地，所述第一混凝土键设置在河床廊道段的上游侧外侧壁和下游侧外侧壁；所述第二混凝土键设置在岸坡廊道段的上游侧外侧壁和下游侧外侧壁。

6、优选地，各键槽为梯形键槽、球形键槽或圆弧形键槽。

7、优选地，所述岸坡廊道段的外表面设有弹性垫层；各混凝土键的外表面上设有弹性垫层；在同一个混凝土键上，下部弹性垫层的厚度大于上部弹性垫层的厚度。

8、优选地，所述岸坡廊道段的顶部长度为1m～3m。

9、优选地，所述坝体心墙通过心墙放大脚与坝基廊道的河床廊道段相连，所述心墙放大脚与河床廊道段相接处设有沥青马蹄脂。

10、优选地，所述河床廊道段的底部成型与防渗墙连接的倒梯形衔接段。

11、优选地，所述倒梯形衔接段的横断面顶边长度与河床廊道段的横断面底边长度相等。

12、如上，本发明的一种深覆盖层土石坝廊道构造，具有以下有益效果：

13、本发明的坝基廊道采用伸入基岩中分缝方案，以平衡廊道端部的拉压应力和结构缝变形矛盾，降低廊道结构配筋难度和结构缝止水设计难度；而岸坡廊道段外表面的弹性垫层，可优化岸坡廊道段的受力情况，降低岸坡廊道段的拉、压破坏风险；

14、在河床廊道段的上游侧壁和/或下游侧壁上增设第一混凝土键，并对河床覆盖层靠近第一混凝土键的位置处进行灌浆处理和碾压加固，形成与第一混凝土键配合的第一键槽，利用键槽结构分散传递廊道上部施加的荷载，以减少廊道底板的拉应力极值和廊道两端在基覆分界线处的竖向应力极值，同时减少廊道中部变形量和结构缝处的错动变形量，在降低防渗墙的拉裂风险的同时，提升结构缝的使用安全性；岸坡廊道段上游侧壁和/或下游侧壁增设的第二混凝土键与岸坡基岩中的第二键槽配合，进一步分散廊道的上部荷载，改善廊道应力状态和变形；

15、在结构缝处增设键槽结构，以利用键槽结构进一步分散传递廊道上部施加的荷载，可进一步优化岸坡廊道段的受力情况，并改善结构缝处的错动变形，提升结构缝的使用安全性和抗震性能；而键槽结构配合处增设的弹性垫层可进一步减小岸坡廊道段的应力极值，避免出现应力集中；

16、此外，河床廊道段通过倒梯形衔接段与防渗墙刚性连接，明显改善河床廊道段底板、边墙的受力状态，使底板的主拉应力、顺河向和竖直向正应力即两侧边墙的竖直向压应力值明显减小，且倒梯形衔接段本身拉应力和压应力的绝对值亦减小，从而更好地控制整个廊道的受力变形情况，提升使用安全性。

技术特征：

1.一种深覆盖层土石坝廊道构造，包括岸坡基岩(1)、河床覆盖层(2)、坝基廊道(3)、设置在坝基廊道(3)顶部的坝体心墙(4)和设置在河床覆盖层(2)内并与坝基廊道(3)底部相连的防渗墙(5)；所述坝基廊道(3)包括河床廊道段(3a)和设置在河床廊道段(3a)两端的岸坡廊道段(3b)；所述岸坡廊道段(3b)伸入岸坡基岩(1)中与岸坡基岩(1)中的灌浆平洞(11)相连；所述岸坡廊道段(3b)与灌浆平洞(11)之间设有结构缝(6)，所述结构缝(6)内设有至少一圈止水装置(7)；其特征在于，所述河床廊道段(3a)位于所述河床覆盖层(2)中；所述河床廊道段(3a)垂直于水流走向的外侧壁上成型有第一混凝土键(31)；所述河床覆盖层(2)靠近第一混凝土键(31)的位置处进行灌浆处理和碾压加固，并形成与第一混凝土键(31)配合的第一键槽。

2.根据权利要求1所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述岸坡廊道段(3b)垂直于水流走向的外侧壁上成型有第二混凝土键；所述岸坡基岩(1)靠近第二混凝土键的位置处挖有与第二混凝土键配合的第二键槽。

3.根据权利要1所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述岸坡廊道段(3b)远离河床廊道段(3a)的端面上成型有第三混凝土键(32)，所述灌浆平洞(11)靠近岸坡廊道段(3b)的端面上挖有与第三混凝土键(32)相配合的第三键槽(12)。

4.根据权利要求2所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述第一混凝土键(31)设置在河床廊道段(3a)的上游侧外侧壁和下游侧外侧壁；所述第二混凝土键设置在岸坡廊道段(3b)的上游侧外侧壁和下游侧外侧壁。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，各键槽为梯形键槽、球形键槽或圆弧形键槽。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述岸坡廊道段(3a)的外表面设有弹性垫层(8)；各混凝土键的外表面上设有弹性垫层(8)；

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述岸坡廊道段(3b)的顶部长度为1m～3m。

8.根据权利要求1至4任一项所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述坝体心墙(4)通过心墙放大脚与坝基廊道(3)的河床廊道段(3a)相连，所述心墙放大脚与河床廊道段(3a)相接处设有沥青马蹄脂(41)。

9.根据权利要求8所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述河床廊道段(3a)的底部成型有与防渗墙(5)连接的倒梯形衔接段(33)。

10.根据权利要求9所述的一种深覆盖层土石坝廊道构造结构，其特征在于，所述倒梯形衔接段(33)的横断面顶边长度与河床廊道段(3a)的横断面底边长度相等。

技术总结
本发明提供一种深覆盖层土石坝廊道构造，包括岸坡基岩、河床覆盖层、坝基廊道、坝体心墙和防渗墙；坝基廊道包括河床廊道段和设置在河床廊道段两端的岸坡廊道段；岸坡廊道段伸入岸坡基岩中与岸坡基岩中的灌浆平洞相连；岸坡廊道段与灌浆平洞之间设有结构缝，结构缝内设有至少一圈止水装置；河床廊道段位于河床覆盖层中；河床廊道段垂直于水流走向的外侧壁上成型有第一混凝土键；河床覆盖层靠近第一混凝土键的位置处进行灌浆处理和碾压加固，并形成与第一混凝土键配合的第一键槽；本发明通过增设键槽结构，以利用键槽结构分散传递廊道上部施加的荷载，以进一步控制廊道应力状态和变形状态，提升使用安全性。

技术研发人员：唐彧杰,林恒星,邹浩,张芳勇,刘丽,黄盛铨,杨云超,张晶晶,邢成豪,张义乐
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16