本實用新型涉及一種堆石自潰壩，屬于水利水電工程技術(shù)領域。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有中小型土石壩水利水電工程中，經(jīng)典的代表樞紐布置格局為堆石壩+開敞式溢洪道+引水發(fā)電系統(tǒng)，其中溢洪道的底板高程一般低于引水隧洞的底板高程。當大壩填筑進度滿足擋水和發(fā)電要求時，因為溢洪道混凝土澆筑或者閘門安裝進度滯后可能導致工程不能提前蓄水發(fā)電，進而影響發(fā)電效益和經(jīng)濟指標。有些工程為了克服上述困難也采取檢修閘門臨時擋水的措施，但該方案由于閘門安裝、焊接和調(diào)試時間倉促且經(jīng)濟性差，所以在工程中采用的較少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于，提供一種堆石自潰壩。通過堆石自潰壩將上游水位抬高至可發(fā)電水位，即可確保工程臨時擋水至發(fā)電水位高程，又可以保證下游溢洪道的正常施工。當閘門具備擋水條件時，又可實現(xiàn)堆石自潰壩自動潰壩。

本實用新型的技術(shù)方案：

一種堆石自潰壩，包括自潰壩填筑體，自潰壩填筑體的下游坡腳設有支擋結(jié)構(gòu)，在自潰壩填筑體潰壩填筑體的上游面設有防滲體；防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層和位于外層的混凝土噴涂層；在碎石墊層與混凝土噴涂層之間設有土工布；自潰壩填筑體內(nèi)設有加筋。

前述堆石自潰壩中，所述自潰壩填筑體的壩高為死水位以上1～2m；且不超過20米，堆石自潰壩的壩頂寬度為3～10m。

前述堆石自潰壩中，所述自潰壩填筑體上游和下游均為坡面；上游坡面的坡度為1:0.5～1:1.3之間；下游坡面的坡度為1:0.5～1:1之間。

前述堆石自潰壩中，所述支擋結(jié)構(gòu)為格賓護墊或鋼筋籠。

前述堆石自潰壩中，所述碎石墊層厚度為20～40cm；所用碎石最大粒徑不大于80mm，其中粒徑小于5mm的碎石點碎石總量的25～50%。

前述堆石自潰壩中，所述混凝土噴涂層為C20砼混噴涂層；中間厚度為10～15cm；邊緣厚度為20cm。

前述堆石自潰壩中，所述土工布兩邊和底邊與自潰壩填筑體兩端的閘墩和溢洪道的堰體錨固連接，土工布頂端與壩頂錨固連接，連接寬度不小于50cm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可以提前實現(xiàn)工程發(fā)電蓄水，同時通過自潰壩的材料和結(jié)構(gòu)設計實現(xiàn)自動潰壩，能夠有效避免不能及時潰壩帶來的意外事故，保證工程和下人民的生命安全和財產(chǎn)安全。本實用新型結(jié)構(gòu)型式簡單、斷面結(jié)構(gòu)尺寸小，容易布置，作用明顯，安全可靠，具有較好的運行條件和經(jīng)濟優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標記為：1-自潰壩填筑體，2-支擋結(jié)構(gòu)，3-引渠段底板，4-引渠段兩側(cè)的閘墩，5-溢洪道的堰體，6-碎石墊層，7-混凝土噴涂層，8-土工布，9-加筋、10-溢洪道門槽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但不作為對本實用新型的任何限制。

一種堆石自潰壩，如圖1所示：包括自潰壩填筑體1，自潰壩填筑體1的下游坡腳設有支擋結(jié)構(gòu)2，在自潰壩填筑體1潰壩填筑體1的上游面設有防滲體11；防滲體11包括位于內(nèi)層的碎石墊層6和位于外層的混凝土噴涂層7；在碎石墊層6與混凝土噴涂層7之間設有土工布8；自潰壩填筑體1內(nèi)設有加筋9。自潰壩填筑體1的壩高為死水位以上1～2m；且不超過20米，堆石自潰壩的壩頂寬度為3～10m。自潰壩填筑體1上游和下游均為坡面；上游坡面的坡度為1:0.5～1:1.3之間；下游坡面的坡度為1:0.5～1:1之間。支擋結(jié)構(gòu)2為格賓護墊或鋼筋籠。碎石墊層6厚度為20～40cm；所用碎石最大粒徑不大于80mm，其中粒徑小于5mm的碎石點碎石總量的25～50%?；炷羾娡繉?為C20砼混噴涂層；中間厚度為10～15cm；邊緣厚度為20cm。土工布8兩邊和底邊與自潰壩填筑體1兩端的閘墩和溢洪道的堰體錨固連接，土工布8頂端與壩頂錨固連接，連接寬度不小于50cm。

實施例

本例是在在大壩填筑進度已滿足擋水和發(fā)電要求，溢洪道僅完成引渠段施工，而溢洪道下游段施工未完成情況下采取的臨時發(fā)電技術(shù)方案；該技術(shù)方案是在不影響當溢洪道下游段施工的情況下，利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑一道堆石自潰壩，將堆石自潰壩上游水位提升至發(fā)電機組的引水隧洞以上，以滿足發(fā)電機組的發(fā)電條件，使發(fā)電機組提前進入發(fā)電狀態(tài)；當溢洪道下游段施工完成后，關(guān)閉溢洪道閘門，使上游水位高于堆石自潰壩頂后，然后打開閘門，實現(xiàn)堆石自潰壩的自動潰壩，或在閘墩頂部采用長臂挖掘機輔助完成堆石自潰壩的潰壩過程。所述利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，包括溢洪道的引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩、溢洪道的堰體；所述堆石自潰壩位于堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上；堆石自潰壩的壩高控制在死水位以上1～2m；且不超過20米，堆石自潰壩的壩頂寬度控制在3～10m。堆石自潰壩上游和下游均為坡面；上游坡面的坡度控制在1:0.5～1:1.3之間；下游坡面的坡度控制在1:0.5～1:1之間。堆石自潰壩包括自潰壩填筑體，自潰壩填筑體采用筑壩時開挖出來的石渣和砂礫石料，從中選出最大粒徑小于60cm，滲透系數(shù)大于i×10-1cm/s的石料碾壓后構(gòu)成；碾壓后的孔隙率小于22%；自潰壩填筑體的下游坡腳設有支擋結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)采用格賓護墊或鋼筋籠；在自潰壩填筑體與引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩以及溢洪道的堰體之間設有防滲體。防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層和位于外層的混凝土噴涂層；在碎石墊層與混凝土噴涂層之間設有土工布。碎石墊層采用最大粒徑不大于80mm的碎石鋪設碾壓而成，其中粒徑小于5mm的碎石點碎石總量的25～50%，碾壓后的孔隙率小于19%；碎石墊層的鋪設厚度控制在20～40cm之間?；炷羾娡繉硬捎脧姸葹镃20的砼混噴涂而成；噴涂厚度為10～15cm；在防滲體與溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)接觸部位噴涂厚度加厚至20cm。土工布兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩和溢洪道的堰體錨固連接，土工布頂端與壩頂錨固連接，連接寬度不小于50cm。自潰壩填筑體采用分層攤鋪，逐層碾壓的方式進行鋪設，每層的攤鋪厚度控制在80～120cm之間。

本實用新型的堆石自潰壩結(jié)構(gòu)如圖1所示：所述堆石自潰壩位于溢洪道堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上；堆石自潰壩包括自潰壩填筑體1，自潰壩填筑體1的下游坡腳設有支擋結(jié)構(gòu)2，在自潰壩填筑體1與引渠段底板3、引渠段兩側(cè)的閘墩4以及溢洪道的堰體5之間設有防滲體；防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層6和位于外層的混凝土噴涂層7；在碎石墊層6與混凝土噴涂層7之間設有土工布8；土工布8兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩4和溢洪道的堰體5錨固連接，土工布8頂邊與自潰壩填筑體1頂部錨固連接，連接寬度不小于50cm；自潰壩填筑體1內(nèi)設有加筋9。

本實用新型的補充說明：包括自潰壩填筑體1、支擋結(jié)構(gòu)2、引渠段底板3、引渠段兩側(cè)的閘墩4、溢洪道的堰體5等。溢洪道的堰體5邊緣設有溢洪道門槽10。在引渠段底板3、溢洪道的堰體5和引渠段兩側(cè)的閘墩4之間設有由自潰壩防滲體、自潰壩填筑體1和位于自潰壩填筑體1下游坡腳的支擋結(jié)構(gòu)2組成的堆石自潰壩。其中防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層6和位于外層的混凝土噴涂層7；防滲體起到防滲和固坡作用，對于重要的工程可以考慮在碎石墊層6與混凝土噴涂層7之間設置土工布8聯(lián)合防滲。

混凝土噴涂層7采用強度C20的砼混噴射厚度10～15cm，在混凝土噴涂層7周邊和混凝土接觸部位厚度宜適當加厚至20cm；碎石墊層6的滲透系數(shù)小于i×10-3cm/s，最大粒徑不大于80mm，小于5mm顆粒含量25～50%，水平結(jié)構(gòu)寬度2～4m，填筑碾壓后的孔隙率小于19%；

自潰壩填筑體1為上游防滲體的支撐體，為自潰壩的抗滑體，其填筑材料可以為開挖石渣、砂礫石料均可，滲透系數(shù)宜大于i×10-1cm/s，最大粒徑小于60cm，填筑碾壓后的孔隙率小于22%，當壩坡較陡或者填筑料源差時可以考慮在填筑體內(nèi)部布設土工格柵等加筋材料，以提高填筑體的整體抗滑能力。

下游坡腳的支擋結(jié)構(gòu)2主要是為了適應有限的地形條件，確保自潰壩結(jié)構(gòu)斷面較小可以布置在引渠段的閘墩上游端線和溢洪道閘門或堰體之間，如不能滿足要求時，則需要按照本實用新型所示的堆筑下游坡腳，為滿足穩(wěn)定和抗滑力的要求，下游坡腳一般采用格賓護墊、鋼筋籠等支擋結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)的材料、搭接和連接滿足相應規(guī)程規(guī)范即可，下游坡腳支擋結(jié)構(gòu)在自潰過程中可以在閘墩頂部采用長臂挖機輔助垮塌。當現(xiàn)場結(jié)構(gòu)和地下情況滿足一般自潰壩的條件時，下游坡腳支擋結(jié)構(gòu)可以取消。本實用新型適用于中、小型堆石壩樞紐工程布置中，適應于臨時擋水要求，其中自潰壩需設置于溢洪道進口段；自潰堆石壩壩高宜控制在20m以下、壩頂寬度3～10m，壩頂高程控制在死水位以上1～2m。上、下游壩坡可以根據(jù)溢洪道進口閘墩、閘門槽、溢洪道堰體和填筑材料等綜合確定，考慮使用時段和保護對象，上游壩坡坡比宜控制在1:0.5～1:1.3，下游壩坡建議控制宜控制在1:0.5～1:1之間，當壩坡坡比小于1:0.8時可以考慮在填筑體內(nèi)加筋，提高填筑體的抗滑力。為了便于潰壩過程順利結(jié)束，在潰壩過程中可以在閘墩頂部使用長臂挖機輔助潰壩過程。

本實用新型按以下步驟施工：

（1）運輸上游防滲體的碎石墊層、土石填筑層至填筑倉面，分別攤鋪上述材料后，其中碎石墊層攤鋪厚度控制在20～40cm，土石填筑層攤鋪厚度控制在80～120cm，進行夯實或者碾壓。

（2）堆筑下游坡腳支擋結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸可以根據(jù)現(xiàn)場施工場地和施工便利綜合確定。

（3）對碎石墊層料上游噴射混凝土10～15cm或者鋪設土工布。當采用土工布時，應保證和兩岸閘墩或者擋墻之間進行錨固，并在壩頂位置錨固在半透水墊層內(nèi)部50cm。

（4）重復上述步驟直至自潰壩施工完成。

本實用新型的實施方式不限于上述實施例，在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。