水工心墻堆石壩免圍堰的施工方法及結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水工心墻堆石壩免圍堰的施工方法，該方法包括以下步驟：填筑上游及下游混合拋石區(qū)（4）、填筑過(guò)渡堆石區(qū)（3）、填筑細(xì)堆石區(qū)（2）、填筑上游大塊石護(hù)坡區(qū)（5）、施工心墻防滲區(qū)（1）。本發(fā)明還公開(kāi)了按照該方法施工得到的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不需要在大壩上、下游修筑防滲圍堰，不需要對(duì)大壩基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)挖和處理，減少基坑抽水，提高建筑物開(kāi)挖石料的利用率，后期不需拆除圍堰，簡(jiǎn)化了施工工藝，節(jié)省了工期，節(jié)約了工程投資。
【專利說(shuō)明】水工心墻堆石壩免圍堰的施工方法及結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水工心墻堆石壩免圍堰的施工方法及結(jié)構(gòu)，特別適用于低水頭、 寬河床的堆石壩結(jié)構(gòu)，屬于水利水電工程心墻堆石壩施工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在水利水電工程中，因灌溉取水或發(fā)電等需要，通常要筑壩形成水庫(kù)，眾多在建和 擬建的大壩都選擇堆石壩。常規(guī)的堆石壩都需要在上、下游修筑防滲圍堰，待圍堰閉氣后再 將基坑的水抽干，然后進(jìn)行堆石壩的基礎(chǔ)開(kāi)挖和填筑施工，后期再拆除上、下游圍堰，尤其 是在水頭底且河床寬的大、中型工程，上、下游圍堰的填筑、防滲及拆除工程量較大，其工序 相對(duì)較復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，投資較大。本專利通過(guò)一種免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，可以有效解 決以上問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種取消上、下游圍堰的堆石壩新施工方法及結(jié)構(gòu)，從而無(wú) 需在上、下游修筑防滲圍堰，無(wú)需對(duì)壩基進(jìn)行開(kāi)挖和處理，大量利用建筑物開(kāi)挖料，以解決 在沒(méi)有圍堰保護(hù)的情況下直接進(jìn)行堆石壩填筑施工的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到節(jié)省工期，節(jié)約投資 的目的。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的水工心墻堆石壩免圍堰是這樣施工的： 1) 、填筑上游及下游混合拋石區(qū)，直接從河岸向河床逐步拋填建筑物開(kāi)挖石料至水面 線lm以上，直至將河床截?cái)?，然后逐步加高，水上部分施工時(shí)要求采用機(jī)具進(jìn)行碾壓； 2) 、填筑過(guò)渡堆石區(qū)，順著上游混合拋石區(qū)下游坡面及下游混合拋石區(qū)上游坡面進(jìn) 行填筑過(guò)渡堆石區(qū)，水下部分施工時(shí)直接進(jìn)行拋填，水上部分施工時(shí)要求采用機(jī)具進(jìn)行碾 壓； 3) 、填筑細(xì)堆石區(qū)，將人工制備成的細(xì)堆石料填筑在過(guò)渡堆石料區(qū)之間，水下部分施工 時(shí)直接進(jìn)行拋填，水上部分施工時(shí)要求采用機(jī)具進(jìn)行碾壓； 4) 、填筑上游大塊石護(hù)坡區(qū)，水下采用直接拋填，水上施工時(shí)錯(cuò)縫填筑； 5) 、施工心墻防滲區(qū)，在壩頂進(jìn)行鉆孔，采用水泥、膨潤(rùn)土等與水拌制成的膠凝材料在 鉆孔內(nèi)進(jìn)行灌注形成防滲幕墻，心墻底部需深入壩基相對(duì)不透水層或基巖。
[0005] 按照前述的方法施工得到的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，它由位于壩體中間的倒三 角形或梯形結(jié)構(gòu)的細(xì)堆石區(qū)及該細(xì)堆石區(qū)上游和下游對(duì)稱設(shè)置的正三角形或梯形結(jié)構(gòu)的 混合堆石區(qū)組成，細(xì)堆石區(qū)與其上下游的混合堆石區(qū)之間還設(shè)有過(guò)渡堆石區(qū)，在所述細(xì)堆 石區(qū)的中部設(shè)有心墻防滲層，在位于上游面的所述混合堆石區(qū)的上游坡面設(shè)有大塊石護(hù)坡 區(qū)。
[0006] 進(jìn)一步的，前述的心墻防滲區(qū)是采用水泥、膨潤(rùn)土等與水拌制成的膠凝材料在壩 頂通過(guò)鉆孔灌注形成的防滲幕墻。
[0007] 更進(jìn)一步的，前述的細(xì)堆石區(qū)、過(guò)渡堆石區(qū)均是人工制備成的級(jí)配堆石料。
[0008] 更進(jìn)一步的，前述的上游及下游混合拋石區(qū)可采用建筑物開(kāi)挖的所有石料。
[0009] 更進(jìn)一步的，前述的心墻防滲區(qū)與所述細(xì)堆石區(qū)上、下游的過(guò)渡堆石區(qū)均不接觸。
[0010] 更進(jìn)一步的，前述的細(xì)堆石區(qū)的材料粒徑為0?60_，所述過(guò)渡堆石區(qū)的材料粒 徑為0?450mm。
[0011] 更進(jìn)一步的，前述的混合拋石區(qū)粒徑為0?1000mm。
[0012] 更進(jìn)一步的，前述的大塊石護(hù)坡區(qū)采用爆破開(kāi)挖的大塊石料，粒徑為700? 1000mm。
[0013] 本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了本發(fā)明的三個(gè)三角形或梯形堆 石區(qū)的重合結(jié)構(gòu)及過(guò)渡結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置了大塊石護(hù)坡區(qū)的緩沖結(jié)構(gòu)，與中心的心墻防滲區(qū) 組合成重重防沖防滲的結(jié)構(gòu)，因此，本發(fā)明不需要在大壩上、下游修筑防滲圍堰，不需要對(duì) 大壩基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)挖和處理，減少基坑抽水，提高建筑物開(kāi)挖石料的利用率，后期不需拆除圍 堰，簡(jiǎn)化了施工工藝，節(jié)省了工期，節(jié)約了工程投資。
[0014]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 圖1是本發(fā)明的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖中的標(biāo)記為：1_心墻防滲區(qū)、2-細(xì)堆石區(qū)、3-過(guò)渡堆石區(qū)、4-混合拋石區(qū)、 5_大塊石護(hù)坡區(qū)。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0017] 看圖1，本發(fā)明的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)是由位于壩體中間的倒三角形或梯形 結(jié)構(gòu)的細(xì)堆石區(qū)2及該細(xì)堆石區(qū)2上游和下游對(duì)稱設(shè)置的正三角形或梯形結(jié)構(gòu)的混合堆石 區(qū)4組成，細(xì)堆石區(qū)2與其上下游的混合堆石區(qū)4之間還設(shè)有過(guò)渡堆石區(qū)3,在所述細(xì)堆石 區(qū)2的中部設(shè)有心墻防滲層1，在位于上游面的所述混合堆石區(qū)4的上游坡面設(shè)有大塊石護(hù) 坡區(qū)5。
[0018] 第一步：填筑上游及下游混合拋石區(qū)4,施工時(shí)直接從河岸向河床逐步拋填建筑 物開(kāi)挖石料至水面線lm以上，直至將河床截?cái)啵缓笾鸩郊痈?，水上部分施工時(shí)要求采用 機(jī)具進(jìn)行碾壓，每鋪層厚度不超過(guò)1. 〇m，，滿足孔隙率小于22%的要求。具體實(shí)施時(shí)，可選 擇先施工上游混合拋石區(qū)4,也可選擇先施工下游混合拋石區(qū)4,也可同時(shí)施工上游及下游 混合拋石區(qū)4。上游拋石區(qū)4下游壩腳與下游拋石區(qū)4上游壩趾之間需保證5?10m的距 離。
[0019] 第二步：填筑過(guò)渡堆石區(qū)3,施工時(shí)順著上游混合拋石區(qū)4下游坡面及下游混合 拋石區(qū)4上游坡面進(jìn)行填筑過(guò)渡堆石區(qū)3,厚度為2?3m，水下部分施工時(shí)直接進(jìn)行拋填， 水上部分施工時(shí)要求采用機(jī)具進(jìn)行碾壓，每鋪層厚度不超過(guò)0. 5m，壓實(shí)后滿足孔隙率小于 22%的要求。
[0020] 第三步：填筑細(xì)堆石區(qū)2,施工時(shí)將人工制備成的細(xì)堆石料填筑在過(guò)渡堆石料區(qū)3 之間，水下部分施工時(shí)直接進(jìn)行拋填，水上部分施工時(shí)要求采用機(jī)具進(jìn)行碾壓，每鋪層厚度 不超過(guò)1. 〇m，壓實(shí)后滿足孔隙率小于20%的要求，滲透系數(shù)小于ΚΓ3?KT4cm/S。
[0021] 第四步：填筑上游大塊石護(hù)坡區(qū)5,厚度一般為1?2m，水下采用直接拋填，水上施 工時(shí)要求錯(cuò)縫填筑，外觀均勻平整。
[0022] 第五步：施工心墻防滲區(qū)1，施工時(shí)在壩頂進(jìn)行鉆孔，采用水泥、膨潤(rùn)土等與水拌 制成的膠凝材料在鉆孔內(nèi)進(jìn)行灌注形成防滲幕墻，防滲幕墻滲透系數(shù)要求小于1 X l(T6cm/ s，心墻底部需深入壩基相對(duì)不透水層或基巖。
[0023] 當(dāng)然，以上只是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，本發(fā)明還有其他的實(shí)施方式，凡采用等同 替換或等效變換形成的實(shí)施方式，均落在本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種水工心墻堆石壩免圍堰的施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟： 1 )、填筑上游及下游混合拋石區(qū)（4)，直接從河岸向河床逐步拋填建筑物開(kāi)挖石料至水 面線lm以上，直至將河床截?cái)?，然后逐步加高，水上部分施工時(shí)要求采用機(jī)具進(jìn)行碾壓； 2) 、填筑過(guò)渡堆石區(qū)（3)，順著上游混合拋石區(qū)（4)下游坡面及下游混合拋石區(qū)（4)上 游坡面進(jìn)行填筑過(guò)渡堆石區(qū)（3)，水下部分施工時(shí)直接進(jìn)行拋填，水上部分施工時(shí)要求采用 機(jī)具進(jìn)行碾壓； 3) 、填筑細(xì)堆石區(qū)（2)，將人工制備成的細(xì)堆石料填筑在過(guò)渡堆石料區(qū)（3)之間，水下 部分施工時(shí)直接進(jìn)行拋填，水上部分施工時(shí)要求采用機(jī)具進(jìn)行碾壓； 4) 、填筑上游大塊石護(hù)坡區(qū)（5)，水下采用直接拋填，水上施工時(shí)錯(cuò)縫填筑； 5) 、施工心墻防滲區(qū)（1 )，在壩頂進(jìn)行鉆孔，采用水泥、膨潤(rùn)土等與水拌制成的膠凝材料 在鉆孔內(nèi)進(jìn)行灌注形成防滲幕墻，心墻底部需深入壩基相對(duì)不透水層或基巖。
2. -種按照權(quán)利要求1的方式施工的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：它由位 于壩體中間的倒三角形或梯形結(jié)構(gòu)的細(xì)堆石區(qū)（2)及該細(xì)堆石區(qū)（2)上游和下游對(duì)稱設(shè)置 的正三角形或梯形結(jié)構(gòu)的混合堆石區(qū)（4)組成，細(xì)堆石區(qū)（2)與其上下游的混合堆石區(qū)（4) 之間還設(shè)有過(guò)渡堆石區(qū)（3)，在所述細(xì)堆石區(qū)（2)的中部設(shè)有心墻防滲層（1)，在位于上游 面的所述混合堆石區(qū)（4)的上游坡面設(shè)有大塊石護(hù)坡區(qū)（5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的心墻防滲區(qū) (1) 是采用水泥、膨潤(rùn)土等與水拌制成的膠凝材料在壩頂通過(guò)鉆孔灌注形成的防滲幕墻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的細(xì)堆石區(qū) (2) 、過(guò)渡堆石區(qū)（3)均是人工制備成的級(jí)配堆石料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的上游及下游 混合拋石區(qū)（4 )可采用建筑物開(kāi)挖的所有石料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的心墻防滲區(qū) (1)與所述細(xì)堆石區(qū)（2 )上、下游的過(guò)渡堆石區(qū)（3 )均不接觸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述細(xì)堆石區(qū)（2)的 材料粒徑為0?60mm，所述過(guò)渡堆石區(qū)（3)的材料粒徑為0?450mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述混合拋石區(qū)（4) 粒徑為0?1000mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的免圍堰的心墻堆石壩結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述大塊石護(hù)坡區(qū) (5)采用爆破開(kāi)挖的大塊石料，粒徑為700?1000mm。
【文檔編號(hào)】E02D17/18GK104060619SQ201310094022
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】田業(yè)軍, 龍起煌, 湛正剛, 熊忠明, 蔡大詠, 童文輝, 張合作, 程瑞林 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院