一種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水利水電工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體提供了一種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，包括如下步驟：1)小基坑的充水；2)大基坑充水；3)大基坑的壩體浸泡；4)大基坑的排水。本發(fā)明提供的這種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法在大壩填筑完成后、混凝土面板施工前的預(yù)留沉降期內(nèi)，對堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進行浸水，減小了混凝土面板施工后壩體的變形，從而減小了該變形對于混凝土面板的影響，為混凝土面板的抗裂、控制混凝土面板的脫空奠定了基礎(chǔ)。
【專利說明】一種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利水電工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土面板堆石壩是上世紀(jì)70年代后期開始發(fā)展起來的一種新壩型，其在實踐中體現(xiàn)出安全性、經(jīng)濟性、施工方便和適應(yīng)性良好的特點，雖然起步較晚但發(fā)展很快，深受壩工界的青睞。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2011年9月，國際上已建、在建和擬建的面板堆石壩，從工程數(shù)量、壩高到工程規(guī)模都居前列。隨著大壩建設(shè)經(jīng)驗的積累以及設(shè)計水平的提高，面板堆石壩的高度還在不斷的增大，水布埡大壩高達233m，為世界上已建最高面板堆石壩，也成為250m級高面板堆石壩的成功案例。
[0003]根據(jù)文獻檢索，壩高在150m以上的超高面板壩的混凝土面板均出現(xiàn)了一定程度的垂直壓性縫受擠壓剪切破壞情況；紫坪鋪面板壩在經(jīng)歷了 “5.12”汶川地震考驗后，二、三期面板間水平施工縫發(fā)生錯臺，河床兩條垂直壓性縫受擠壓破壞，三期面板頂部發(fā)生大面積脫空。根據(jù)現(xiàn)有的監(jiān)測資料分析，超高混凝土面板壩均存在一定的流變變形，盡管相對壩高而言，其變形的幅度較小，但由于堆石壩剛性面板適應(yīng)變形的能力較差，壩體變形的趨勢及大小直接影響到面板和接縫的變形和應(yīng)力性狀。
[0004]根據(jù)已有工程經(jīng)驗和時間表明，較大的后期壩體變形，對面板撓度和應(yīng)力(順坡向、壩軸向)、周邊縫和垂直縫的變形等影響較大，而面板壩的壩體在施工期和運行期的變形控制及預(yù)測為面板壩安全的主要制約因素之一。
[0005]因此，為了預(yù)防和減免面板發(fā)生脫空和裂縫，避免面板垂直縫受擠壓破壞，以確保壩體結(jié)構(gòu)安全，想辦法控制后期壩體變形量，尤其是面板施工后的壩體變形量，是解決面板堆石壩面板脫空、裂縫、擠壓破壞的有效措施之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服面板堆石壩的技術(shù)難關(guān)，從技術(shù)上解決混凝土面板堆石壩的面板防裂抗裂問題。
[0007]為此，本發(fā)明提供了一種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，包括如下步驟:
1)小基坑的充水:通過水泵向小基坑注水，使小基坑水位達到預(yù)定高水位；
2)大基坑充水:小基坑內(nèi)的水通過反滲排水管和壩體表面進入大基坑，同時，控制水泵向小基坑內(nèi)注水，使小基坑內(nèi)水位始終維持在預(yù)定高水位，當(dāng)大基坑的水位達到預(yù)定高水位時,停止向小基坑內(nèi)注水；
3)大基坑的壩體浸泡:大基坑的水位達到預(yù)定高水位后,使大基坑的壩體浸泡3?7
天;
4)大基坑的排水:大基坑的壩體浸泡結(jié)束后，通過水泵從小基坑內(nèi)向上游截水建筑物的上游抽水，小基坑的水位降低，使得大基坑與小基坑之間形成水位差，大基坑內(nèi)的水通過反滲排水管和壩體表面滲入小基坑，小基坑和大基坑的水位降為預(yù)定低水位時停止水泵抽水，完成大基坑的排水。
[0008]上述反滲排水管設(shè)置在壩體底部的趾板內(nèi)。
[0009]上述預(yù)定高水位為壩體下游最高尾水位。
[0010]上述預(yù)定低水位為反滲排水管高程。
[0011 ] 上述壩體上設(shè)置有多個滲壓計。
[0012]上述大基坑的排水過程中控制大基坑與小基坑之間的水位差，使得壩體的墊層區(qū)不產(chǎn)生滲透破壞和坍塌。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的這種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法在大壩填筑完成后、混凝土面板施工前的預(yù)留沉降期內(nèi)，對堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進行浸水，減小了混凝土面板施工后壩體的變形，從而減小了該變形對于混凝土面板的影響，為混凝土面板的抗裂、控制混凝土面板的脫空奠定了基礎(chǔ)；同時，由于預(yù)沉降技術(shù)的實施，可以縮短預(yù)留沉降期，為混凝土面板提前施工創(chuàng)造條件；進而為工程的提前發(fā)電創(chuàng)造了條件，并為提高工程的經(jīng)濟效益奠定了基礎(chǔ)。
[0014]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法的示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明:1、混凝土面板；2、塾層區(qū)；3、ji止板；4、反滲排水管；5、小基坑；6、上游截水建筑物；7、大基坑；8、下游截水建筑物。

【具體實施方式】
[0017]實施例1:
為了克服面板堆石壩的技術(shù)難關(guān)，從技術(shù)上解決混凝土面板堆石壩的面板防裂抗裂問題，本實施例提供了一種如圖1所示的面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，利用壩體上下游的截水建筑物，如:上游圍堰、下游圍堰或截斷基坑的永久混凝土建筑物，與兩岸邊坡形成儲水基坑，其中，壩體上游面的混凝土面板I與上游截水建筑物6之間的基坑為小基坑5，壩體上游面的混凝土面板I與下游截水建筑物8之間的基坑為大基坑7 ;其具體過程施工過程包括如下步驟:
I)小基坑5的充水:通過水泵向小基坑5注水，使小基坑5水位達到預(yù)定高水位；而其中所述的預(yù)定高水位為壩體下游最高尾水位；注水所需的時間根據(jù)選用的水泵大小和小基坑5容量確定。
[0018]2)大基坑7的充水:小基坑5內(nèi)的水通過反滲排水管4和壩體表面進入大基坑
7,同時，控制水泵向小基坑5內(nèi)注水，使小基坑5內(nèi)水位始終維持在預(yù)定高水位，當(dāng)大基坑7的水位達到預(yù)定高水位時，停止向小基坑5內(nèi)注水；其中，所述反滲排水管4設(shè)置在壩體底部的趾板3內(nèi)。
[0019]3)大基坑7的壩體浸泡:大基坑7的水位達到預(yù)定高水位后，使大基坑7的壩體浸泡3?7天，由于在大基坑7充水過程中，下部壩體均始終浸泡在水中，而大基坑7充水結(jié)束后再浸泡3?7天時間，使得浸水范圍的堆石料充分浸水，讓壩體充分浸泡、沉降，以達到預(yù)期的浸水預(yù)沉降的目的，同時，堆石料在自重條件下發(fā)生沉降變形，從而可減少蓄水后堆石料的濕化變形。
[0020]4)大基坑7的排水:大基坑7的壩體浸泡結(jié)束后，通過水泵從小基坑內(nèi)5向上游截水建筑物6的上游抽水，小基坑5的水位降低，使得大基坑7與小基坑5之間形成水位差，大基坑7內(nèi)的水通過反滲排水管4和壩體表面滲入小基坑5，小基坑5和大基坑7的水位降為預(yù)定低水位時停止水泵抽水，完成大基坑7的排水；其中，所述的預(yù)定低水位為反滲排水管4高程。
[0021]本實施例提供的這種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法在大壩填筑完成后、混凝土面板I施工前的預(yù)留沉降期內(nèi)，對堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進行浸水，減小了混凝土面板I施工后壩體的變形，從而減小了該變形對于混凝土面板I的影響，為混凝土面板I的抗裂、控制混凝土面板I的脫空奠定了基礎(chǔ)。
[0022]實施例2:
在實施例1的基礎(chǔ)上，所述壩體上設(shè)置有多個滲壓計，在大基坑7的充水及大基坑7的排水過程中，用于監(jiān)測大壩各處的滲壓情況，以便能及時對方案進行調(diào)整。
[0023]另外，大基坑7的排水過程中控制大基坑7與小基坑5之間的水位差，使得壩體的墊層區(qū)2不產(chǎn)生滲透破壞和坍塌；而大基坑7與小基坑5之間水位差的大小按照DL/T5395-2007《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》中10.2、10.3所列舉的公式或者SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》中8.2,8.3所列舉的公式，采用實際工程對應(yīng)的參數(shù)、假設(shè)不同的水位差進行試算。根據(jù)計算結(jié)果，選取墊層區(qū)2不產(chǎn)生滲透破壞和坍塌所對應(yīng)的系列水位差，并選取該系列水位差的最大值作為最終確定的水位差。一般情況下，墊層區(qū)2表面采用砂漿或者擠壓墻保護時，水位差為Im左右。
[0024]在進行大基坑7的排水時，觀察壩體表面的滲水面，若發(fā)現(xiàn)墊層區(qū)2有松動、破碎被擠出等現(xiàn)象出現(xiàn)，要及時停止對大基坑7的排水，避免壩體表面發(fā)生滲透變形、局部滑坡破壞。
[0025]而大基坑7的抽水排水計劃是根據(jù)水泵的抽水能力和大基坑7、小基坑5的形狀、容量計算大基坑7和小基坑5內(nèi)不同水位時水位每下降0.1m所對應(yīng)的抽水體積和抽水時間，再根據(jù)大基坑7和小基坑5的水位差計算大基坑7和小基坑5之間的滲流時間，在大基坑7與小基坑5之間的水位差不破壞墊層區(qū)2的前提下制定的。
[0026]本發(fā)明在大壩填筑完成后、混凝土面板施工前的預(yù)留沉降期內(nèi)，對堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進行浸水，減小了混凝土面板施工后壩體的變形，從而減小了該變形對于混凝土面板的影響，為混凝土面板的抗裂、控制混凝土面板的脫空奠定了基礎(chǔ)；同時，由于預(yù)沉降技術(shù)的實施，可以縮短預(yù)留沉降期，為混凝土面板提前施工創(chuàng)造條件；進而為工程的提前發(fā)電創(chuàng)造了條件，并為提高工程的經(jīng)濟效益奠定了基礎(chǔ)。
[0027]以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)小基坑(5)的充水:通過水泵向小基坑(5)注水，使小基坑(5)水位達到預(yù)定高水位； 2)大基坑(7)充水:小基坑(5)內(nèi)的水通過反滲排水管(4)和壩體表面進入大基坑(7)，同時，控制水泵向小基坑(5)內(nèi)注水，使小基坑(5)內(nèi)水位始終維持在預(yù)定高水位，當(dāng)大基坑(7)的水位達到預(yù)定高水位時，停止向小基坑(5)內(nèi)注水； 3)大基坑(7)的壩體浸泡:大基坑(7)的水位達到預(yù)定高水位后，使大基坑(7)的壩體浸泡3?7天； 4)大基坑(7)的排水:大基坑(7)的壩體浸泡結(jié)束后，通過水泵從小基坑(5)內(nèi)向上游截水建筑物(6)的上游抽水，小基坑(5)的水位降低，使得大基坑(7)與小基坑(5)之間形成水位差，大基坑(7)內(nèi)的水通過反滲排水管(4)和壩體表面滲入小基坑(5)，小基坑(5)和大基坑(7)的水位降為預(yù)定低水位時停止水泵抽水，完成大基坑(7)的排水。
2.如權(quán)利要求1所述的面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，其特征在于:所述反滲排水管(4)設(shè)置在壩體底部的趾板(3)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，其特征在于:所述預(yù)定高水位為壩體下游最高尾水位。
4.如權(quán)利要求1所述的面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，其特征在于:所述預(yù)定低水位為反滲排水管(4)高程。
5.如權(quán)利要求1所述的面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，其特征在于:所述壩體上設(shè)置有多個滲壓計。
6.如權(quán)利要求1所述的面板堆石壩強制預(yù)沉降施工方法，其特征在于:所述大基坑(7)的排水過程中控制大基坑(7)與小基坑(5)之間的水位差，使得壩體的墊層區(qū)(2)不產(chǎn)生滲透破壞和對塌。
【文檔編號】E02D3/10GK104196010SQ201410399139
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】蔡新合, 雷艷, 魏堅政 申請人:中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司