土石坝坝顶抗震结构及其施工方法与流程

本发明涉及土石坝工程，具体涉及土石坝坝顶抗震结构及其施工方法。

背景技术：

1、地震工况下，土石坝坝体会因出现较大的变形，导致结构破坏，影响大坝安全运行。坝顶由于鞭梢效应，地震动响应强烈，破坏也更为严重。因此对于抗震设计烈度较高的工程，均要求对大坝采取一定的抗震措施。坝顶堆石采用钢筋网进行加筋，是一种常用措施。但是钢筋与堆石之间的摩擦力较小，钢筋的强度得不到有效的利用。因此也有一些规模较大、设计烈度较高的大坝工程采用梁系结构，以加强加筋体与堆石之间的整体性。但是梁系结构混凝土结构造价高，而且梁系施工会严重影响大坝填筑进度。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于，提供一种可满足大坝的抗震要求的土石坝坝顶抗震结构。为此，本发明采用以下技术方案：

2、土石坝坝顶抗震结构，在大坝主体的上部区域至坝顶内设置加筋布置区，所述加筋布置区在上游坝体和下游坝体内皆平铺设置加筋网，所述加筋网在大坝主体填筑的竖向方向上设置有间隔空间，且所述加筋网内部钢筋的连接节点上设置第一锚固墩，所述第一锚固墩通过加筋网将其分为上固结部和下固结部，用于与大坝主体内部的填筑体形成分层固结；所述大坝主体的下游坝面设有抗震网格梁，且下游坝体的加筋网端部锚固在抗震网格梁内，同时上游坝体的加筋网端部不超出垫料区，以此对大坝主体坝顶鞭梢效应强烈的部位形成整体式的抗震防护状态。

3、进一步地：所述加筋布置区位于坝顶1/4-1/5坝高范围内。

4、进一步地：所述加筋网包括相互纵横交错的第一钢筋和第二钢筋，所述第一钢筋的布设方向与坝轴线垂直，所述第二钢筋的布设方向与坝轴线平行。

5、进一步地：所述加筋网布置在大坝主体的上游、下游坝体内部的10-20m范围之间，且上下层加筋网在竖向方向上的间距在1.5-2.5m之间；同时，同一层相邻的第一钢筋间距小于与同一层相邻的第二钢筋间距。

6、进一步地：所述第一锚固墩内部设置节点钢筋，且所述节点钢筋同时与第一钢筋和第二钢筋相连接。

7、进一步地：所述第一锚固墩的上固结部外部包覆垫层料，且所述垫层料布置于过渡料区、主堆石区、次堆石区内的第一锚固墩上。

8、进一步地：所述大坝主体的坝顶上游设置防浪墙，在大坝主体坝顶的下游设置抗震种植槽，所述防浪墙与抗震种植槽皆沿坝轴线方向布置；所述大坝主体的坝顶在防浪墙与抗震种植槽之间设置坝顶过渡料，且在所述坝顶过渡料顶部铺设路面结构。

9、进一步地：所述防浪墙底部对应的填筑面内设置一层加筋网，且该层加筋网的第一钢筋的端部伸入防浪墙内。

10、进一步地：所述抗震种植槽在其底部内设置与坝轴线垂直的第三钢筋，所述第三钢筋的其中一端伸入坝顶过渡料内，且第三钢筋在其该端部上设置第二锚固墩。

11、本发明的第二目的在于，提供一种施工便捷的土石坝坝顶抗震结构。为此，本发明采用以下技术方案：

12、土石坝坝顶抗震结构的施工方法，具体步骤如下：

13、s1：将所述大坝主体填筑至加筋布置区，并对加筋网按照铺设范围和间距布置，定位加筋网的连接节点并挖设填筑坑；

14、s2：铺设第一钢筋和第二钢筋，并在连接节点处铺设节点钢筋，以此浇筑第一锚固墩，第一锚固墩的下固结部覆盖整个预挖填筑坑，且第一锚固墩的上固结部高于填筑面；

15、s3：在第一锚固墩外围铺设厚度覆盖其上固结部的垫料区，并采用小型夯板人工初夯；

16、s4：按照填筑要求填筑大坝主体的垫层料、过渡料区、主堆石区和次堆石区；

17、s5：重复上述s1-4步骤直至防浪墙底部，并完成在该高程位置的加筋网和第一锚固墩；

18、s6：绑扎防浪墙成型所需的内部钢筋，并将该层加筋网的第一钢筋绑扎在防浪墙底层钢筋网上，并以此浇筑防浪墙并使其成型；

19、s7：填筑坝顶过渡料至坝顶下游的抗震种植槽底高程，绑扎抗震种植槽的钢筋，铺设第三钢筋，并将第三钢筋绑扎在抗震种植槽的底层钢筋网上；

20、s8：浇筑抗震种植槽混凝土和第三钢筋末端的第二锚固墩；

21、s9：填筑坝顶过渡料至坝顶，以此施工坝顶路面结构。

22、s10：在修整下游坝面时施工抗震网格梁，并将伸出坝体的第一钢筋埋入抗震网格梁的混凝土内。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、本发明利用加筋网节点的第一锚固墩提高加筋网和堆石体之间的约束作用，提高加筋布置区堆石体的整体性和抗震性能；而且通过该加筋网工程量少、所能达到的抗震效果显著，且对锚固墩基本无外观控制要求，施工简易。同时在坝顶下游的大型抗震种植槽，并通过第三钢筋与坝顶过渡料锚固，利用抗震种植槽钢筋混凝土结构的整体性和第三钢筋的连接作用提高坝顶最顶端的抗震效果。

技术特征：

1.土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：在大坝主体的上部区域至坝顶内设置加筋布置区，所述加筋布置区在上游坝体和下游坝体内皆平铺设置加筋网(11)，所述加筋网(11)在大坝主体填筑的竖向方向上设置有间隔空间，且所述加筋网(11)内部钢筋的连接节点上设置第一锚固墩(113)，所述第一锚固墩(113)通过加筋网(11)将其分为上固结部和下固结部，用于与大坝主体内部的填筑体形成分层固结；所述大坝主体的下游坝面设有抗震网格梁(9)，且下游坝体的加筋网(11)端部锚固在抗震网格梁(9)内，同时上游坝体的加筋网(11)端部不超出垫料区(2)，以此对大坝主体坝顶鞭梢效应强烈的部位形成整体式的抗震防护状态。

2.根据权利要求1所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述加筋布置区位于坝顶1/4-1/5坝高范围内。

3.根据权利要求1所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述加筋网(11)包括相互纵横交错的第一钢筋(111)和第二钢筋(112)，所述第一钢筋(111)的布设方向与坝轴线垂直，所述第二钢筋(112)的布设方向与坝轴线平行。

4.根据权利要求3所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述加筋网(11)布置在大坝主体的上游、下游坝体内部的10-20m范围之间，且上下层加筋网(1)在竖向方向上的间距在1.5-2.5m之间；同时，同一层相邻的第一钢筋(111)间距小于与同一层相邻的第二钢筋(112)间距。

5.根据权利要求3所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述第一锚固墩(113)内部设置节点钢筋(14)，且所述节点钢筋(14)同时与第一钢筋(111)和第二钢筋(112)相连接。

6.根据权利要求3所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述第一锚固墩(113)的上固结部外部包覆垫层料(115)，且所述垫层料(115)布置于过渡料区(3)、主堆石区(4)、次堆石区(5)内的第一锚固墩(113)上。

7.根据权利要求3所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述大坝主体的坝顶上游设置防浪墙(7)，在大坝主体坝顶的下游设置抗震种植槽(8)，所述防浪墙(7)与抗震种植槽(8)皆沿坝轴线方向布置；所述大坝主体的坝顶在防浪墙(7)与抗震种植槽(8)之间设置坝顶过渡料(6)，且在所述坝顶过渡料(6)顶部铺设路面结构(10)。

8.根据权利要求7所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述防浪墙(7)底部对应的填筑面内设置一层加筋网(11)，且该层加筋网(11)的第一钢筋(111)的端部伸入防浪墙(7)内。

9.根据权利要求7所述的土石坝坝顶抗震结构，其特征在于：所述抗震种植槽(8)在其底部内设置与坝轴线垂直的第三钢筋(81)，所述第三钢筋(81)的其中一端伸入坝顶过渡料(6)内，且第三钢筋(81)在其该端部上设置第二锚固墩(82)。

10.土石坝坝顶抗震结构的施工方法，其特征在于：对如权利要求1-9任一所述的土石坝坝顶抗震结构进行施工，具体步骤如下：

技术总结
本发明提供了土石坝坝顶抗震结构，在大坝主体的上部区域至坝顶内设置加筋布置区，所述加筋布置区在上游坝体和下游坝体内皆平铺设置加筋网，所述加筋网在大坝主体填筑的竖向方向上设置有间隔空间，且所述加筋网内部钢筋的连接节点上设置第一锚固墩，所述第一锚固墩通过加筋网将其分为上固结部和下固结部，用于与大坝主体内部的填筑体形成分层固结；所述大坝主体的下游坝面设有抗震网格梁。本发明利用加筋网节点的第一锚固墩提高加筋网和堆石体之间的约束作用，提高加筋布置区堆石体的整体性和抗震性能；而且通过该加筋网工程量少、所能达到的抗震效果显著，且对锚固墩基本无外观控制要求，施工简易。

技术研发人员：朱安龙,徐小东
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24