一種水庫大壩筑壩方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水庫大壩筑壩方法，所述壩地基橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17°。本發(fā)明通過將山梁凸起部位削成平臺、沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階、壩體設(shè)置底部增模區(qū)和頂部增模區(qū)等方法減少壩體不均勻變形。并在壩體壩腳處設(shè)置反壓平臺，最后采用壩體面板澆筑時間雙標(biāo)準(zhǔn)控制減少壩體變形對防滲面板的不利影響。本發(fā)明通過改良壩基地形條件、壩體合理分區(qū)、壩腳填渣反壓平臺、合理預(yù)留沉降超高和沉降周期等措施減少大壩不均勻變形，確保了壩體穩(wěn)定。
【專利說明】一種水庫大瑣筑瑣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于筑壩【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種水庫大壩的筑壩方法。
【背景技術(shù)】
[0002]抽水蓄能電站上水庫通常布置在山頂洼地，會遇到需要在較陡縱坡的兩個以上溝谷地基上建壩的問題?，F(xiàn)有壩體分區(qū)根據(jù)建筑物開挖料特性將大壩分為墊層區(qū)、過渡區(qū)、堆石區(qū)、下游堆石區(qū)上部(干燥區(qū))、溝底排水層，而壩體填筑時采用直接在地基上進(jìn)行填筑。但是采用這種方式在橫截面為W形(W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝)、縱向坡度大于17°地基上筑壩，對壩體穩(wěn)定和變形均極為不利?，F(xiàn)有技術(shù)通常采用挖除中部山梁，避免橫向為“W”形對壩體沿壩軸線方向不均勻變形的影響，然后進(jìn)行壩體填筑，壩體填筑時不分頂部增模區(qū)和底部增模區(qū)，該方法的缺點是開挖填筑投資大。另外，現(xiàn)有技術(shù)中還通過在下游邊坡合適位置筑重力壩減少土石壩下游邊坡高度，減少縱向地基坡度大于17°地基上筑壩高度，其缺點是該壩型為重力壩和土石壩混合壩型，變形受力不協(xié)調(diào)，且重力壩投資大。上述兩種大壩水庫側(cè)的回填石渣層上沒有鋪設(shè)連接板，使得壩體面板與水庫庫底土工膜直接相接，中間沒有起過渡作用的銜接段，不能很好地形成穩(wěn)定的防滲層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水庫大壩的筑壩方法。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種水庫大壩筑壩方法，所述壩地基橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17°。筑壩中其他未展開說明的步驟均為本領(lǐng)域筑壩的常規(guī)技術(shù)手段，其壩體結(jié)構(gòu)也為本領(lǐng)域常規(guī)壩體結(jié)構(gòu)。
[0005]所述方法包括如下步驟:
(1)將山梁凸起部位削成平臺；沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階；
(2)在經(jīng)步驟(1)處理的壩地基上進(jìn)行壩體填筑，在筑壩過程中，在堆石壩底部和頂部碾壓分別形成底部增模區(qū)和頂部增模區(qū)；碾壓時控制增模區(qū)壓實層厚0.6+0.05m，孔隙率
<18%，滲透系數(shù)1^> lX10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區(qū)堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的5% ；
(3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳處構(gòu)筑反壓平臺；在壩體水庫側(cè)的回填石渣上設(shè)置連接板，將水庫庫底土工膜覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內(nèi)；
(4)待填筑完成的壩體經(jīng)至少6個月沉降、且沉降速率不大于5_/月后進(jìn)行壩體面板的澆筑，壩體面板通過連接板與水庫庫底土工膜相接。
[0006]其中，步驟(1)所述平臺寬為110 土 5m，優(yōu)選IlOm;所述水平臺階寬為10 土 0.5m，優(yōu)選10m。步驟(2)中所述增模區(qū)堆石最大粒徑為0.6m，增模區(qū)壓實層厚0.6m。步驟(2)中碾壓增模區(qū)時是采用27t自行式振動碾碾壓6 —10遍，優(yōu)選8遍。[0007]下面結(jié)合有益效果對本發(fā)明方法作進(jìn)一步闡述:
所述水庫大壩的筑壩方法包括如下步驟:
(I)將山梁凸起部位削成平臺；沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階。該步驟針對壩基為兩溝一梁“W”地形，且溝和梁大于17°傾向下游，對壩的穩(wěn)定和壩體不均勻變形很不利特點，對壩基地形進(jìn)行改造:①對中部山梁凸起部位進(jìn)行削坡開挖，形成寬約IlOm平臺，減少壩體在平行壩軸線方向的不均勻沉降，既減少了壩基溝谷不均勻變形，又由于僅局部開挖節(jié)約了工程投資結(jié)合壩基開挖，對中部山梁陡峻基巖坡面進(jìn)行臺階開挖，形成寬約IOm平臺，增加堆石體沿基巖面的抗滑力。
[0008](2)在經(jīng)步驟(1)處理的壩地基上進(jìn)行壩體填筑，在筑壩過程中，在堆石壩底部和頂部碾壓分別形成底部增模區(qū)和頂部增模區(qū)；碾壓時控制增模區(qū)壓實層厚0.6+0.05m，孔隙率< 18%，滲透系數(shù)k> lX10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區(qū)堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的5%。該步驟中首此提出雙增模區(qū)，底部增模區(qū)是通過提高碾壓遍數(shù)和筑壩材料質(zhì)量以增加185m高程平臺以下堆石區(qū)壓縮模量，可減少“W”地形和斜坡地形對壩體不均勻變形的影響。頂部增模區(qū)是通過提高碾壓遍數(shù)和筑壩材料質(zhì)量以增加265.Sm高程平臺以上堆石區(qū)壓縮模量，確保大壩邊坡穩(wěn)定。增模區(qū)采用下水庫庫盆開挖的弱風(fēng)化、新鮮的凝灰?guī)r、安山巖填筑。也就是說，本步驟改變了傳統(tǒng)大壩的分區(qū)，在各分區(qū)中增加了底部增模區(qū)和頂部增模區(qū)，提高了大壩在W形地基條件下的穩(wěn)定性。
[0009](3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳處構(gòu)筑反壓平臺，反壓平臺可結(jié)合壩后棄渣場設(shè)置，該反壓平臺的構(gòu)筑有利于大壩穩(wěn)定；在壩體水庫側(cè)的回填石渣層上鋪設(shè)連接板，將水庫庫底土工膜覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內(nèi)。
[0010](4)待填筑完成的壩體經(jīng)至少6個月沉降、且沉降速率不大于5mm/月后進(jìn)行壩體面板的澆筑，壩體面板通過連接板與水庫庫底土工膜相接。壩體面板、水庫庫底土工膜通過連接板形成防滲體系，采用上述壩體面板澆筑時間雙標(biāo)準(zhǔn)控制(待填筑完成的壩體經(jīng)至少6個月沉降、且沉降速率不大于5mm/月后進(jìn)行壩體面板的鋪設(shè))可以保證大壩防滲系統(tǒng)不因大壩變形造成破壞。
[0011]本發(fā)明通過改良壩基地形條件、壩體合理分區(qū)、壩腳填渣反壓平臺、合理預(yù)留沉降超高和沉降周期等措施減少大壩不均勻變形，確保了壩體穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是水庫大壩沿W形地基山梁的剖面圖；
圖2是水庫大壩沿W形地基的橫截面圖。
[0013]圖中:1、平臺；2、水平臺階；3、底部增模區(qū)；4、頂部增模區(qū)；5、連接板；6、水庫庫底土工膜；7、壩體面板；8、壩地基；9、壩體；10、反壓平臺。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0015]實施例1
參見圖1和圖2。本實施例依托溧陽抽水蓄能電站上水庫主壩工程。上水庫主壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂高程295.00m，壩頂寬度10m，最大壩高165.0Om(壩軸線處)，壩頂長度1113.20m，上游面坡比為1: 1.4，下游面坡比為1: 1.45。所述壩地基8橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17°。
[0016](I)將山梁凸起部位削成寬約110m，高約30m的平臺I ;沿地基縱向坡面開挖寬約IOm的水平臺階2。
[0017](2)在經(jīng)步驟(1)處理的壩地基上進(jìn)行壩體9填筑，在筑壩過程中，碾壓壩堆石區(qū)底部和頂部，分別形成底部增模區(qū)3和頂部增模區(qū)4 ;碾壓時控制增模區(qū)壓實層厚
0.6土0.05m，孔隙率< 18%，滲透系數(shù)1^> I X 10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區(qū)堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的5%。其中，底部增模區(qū)3是通過提高碾壓遍數(shù)和筑壩材料質(zhì)量以增加185m高程平臺以下堆石區(qū)壓縮模量，可減少“W”地形和斜坡地形對壩體不均勻變形的影響。頂部增模區(qū)4是通過提高碾壓遍數(shù)和筑壩材料質(zhì)量以增加265.Sm高程平臺以上堆石區(qū)壓縮模量，確保大壩邊坡穩(wěn)定。增模區(qū)采用下水庫庫盆開挖的弱風(fēng)化、新鮮的凝灰?guī)r、安山巖填筑。
[0018](3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳高程160m以下處構(gòu)筑寬約220m的反壓平臺10，反壓平臺10可結(jié)合棄渣場設(shè)置；在壩體水庫側(cè)的回填石渣層上鋪設(shè)連接板5，將水庫庫底土工膜6覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內(nèi)。
[0019](4)待填筑完成的壩體經(jīng)至少6個月沉降、且沉降速率不大于5_/月后進(jìn)行壩體面板7的澆筑，壩體面板通過連接板5與水庫庫底土工膜6相接。壩體面板7、水庫庫底土工膜6通過連接板5形成防滲體系。
[0020]本實施例在溧陽抽水蓄能電站上水庫大壩工程中應(yīng)用，目前大壩最大沉降約70cm，為壩高的0.42%，大壩不均勻沉降變形得到有效控制。減少中部山脊開挖量和填筑量約50萬m3，降低工程成本2500萬元，節(jié)約工期4個月。
【權(quán)利要求】
1.一種水庫大壩筑壩方法，所述壩地基橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17° ;其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)將山梁凸起部位削成平臺；沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階； (2)在經(jīng)步驟(1)處理的壩地基上進(jìn)行壩體填筑，在筑壩過程中，在堆石壩底部和頂部碾壓分別形成底部增模區(qū)和頂部增模區(qū)；碾壓時控制增模區(qū)壓實層厚0.6+0.05m，孔隙率<18%，滲透系數(shù)1^> lX10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區(qū)堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區(qū)堆石質(zhì)量的5% ； (3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳處構(gòu)筑反壓平臺；在壩體水庫側(cè)的回填石渣上設(shè)置連接板，將水庫庫底土工膜覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內(nèi)； (4)待填筑完成的壩體經(jīng)至少6個月沉降、且沉降速率不大于5_/月后進(jìn)行壩體面板的澆筑，壩體面板通過連接板與水庫庫底土工膜相接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述平臺寬為110±5m;所述水平臺階寬為10土0.5m。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述增模區(qū)堆石最大粒徑為0.6m,壓實層厚為0.6m。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中碾壓增模區(qū)時是采用27t自行式振動碼碼壓6—10遍?！?br> 【文檔編號】E02B7/06GK103526727SQ201310522389
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】寧永升, 馮樹榮, 陳寧, 李國權(quán), 劉純 申請人:中國水電顧問集團(tuán)中南勘測設(shè)計研究院