專利名稱：一種下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種面板堆石壩壩體及其分區(qū)布置，尤其是下游建在傾斜山坡的 面板堆石壩，具體地說是一種在堆石壩壩體下游設置混凝土重力擋墻，把傳統(tǒng)面板堆石壩 壩體分區(qū)的次堆石區(qū)調整為主堆石區(qū)，庫底以下高程設置增模區(qū)的下游位于傾斜山坡上的 面板堆石壩。
背景技術：
傳統(tǒng)的面板堆石壩壩體分區(qū)一般布置為從上游至下游依次分為墊層區(qū)、過渡層 區(qū)、主堆石區(qū)和次堆石區(qū)。上游主堆石區(qū)的變形模量高于下游次堆石區(qū)的變形模量。這種 分區(qū)模式由于上下游模量差較大，對于下游建在傾斜山坡的面板堆石壩，導致下游壩體沉 降大于上游壩體，從而造成壩體裂縫和面板開裂。而且，坐落在陡峭斜坡面上的傳統(tǒng)面板堆 石壩下游延伸的長度較長，造成筑壩料所需數量較多且不利于下游壩坡的穩(wěn)定，也不利于 上游防滲面板結構的受力。因此，現(xiàn)有的下游建在傾斜山坡的面板堆石壩難以克服因上下 游模量差相差較大而引起的壩體不均勻變形，產生壩體裂縫和面板結構性裂縫的問題，不 能滿足現(xiàn)有技術的需要。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對傳統(tǒng)的面板堆石壩壩體分區(qū)的不足的問題，提出一種在 下游建在傾斜山坡上的面板堆石壩庫底以下高程設置增模區(qū)，使得抗滑能力強，沉降變形 量小，主堆石區(qū)和增模區(qū)的變形相協(xié)調，避免了壩體裂縫和面板開裂的一種下游位于傾斜 山坡上的面板堆石壩。本實用新型的技術方案是一種下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩，它包括第一主堆石區(qū)、第二主堆石區(qū)、增 模區(qū)和混凝土重力擋墻，所述的面板堆石壩從上游至下游依次為第一主堆石區(qū)、第二主堆 石區(qū)、增模區(qū)和混凝土重力擋墻，混凝土重力擋墻位于堆石壩壩體下游，增模區(qū)位于下游傾 斜山坡上，第二主堆石區(qū)位于增模區(qū)頂面和堆石壩庫底高程以上的壩體下游部位，第一主 堆石區(qū)位于第二主堆石區(qū)上即面板堆石壩的上游。本實用新型的增模區(qū)的變形模量高于主堆石區(qū)的變形模量。本實用新型的混凝土重力擋墻在大壩下游距離壩體軸線135. 5m位置處，擋墻高 度為45. 9m，擋墻懸臂段即位于增模區(qū)的側面段高度為25m。本實用新型的有益效果本實用新型從三維有限元反演分析和實測資料可知，設置了增模區(qū)并在其上設置 第二階段填筑區(qū)即第二主堆石區(qū)進行預壓后，庫底以下傾斜邊坡上的壩體三維有限元E-B 模型體現(xiàn)變形模量的參數比主堆石區(qū)提高12%以上。這就使得增模區(qū)壩基抗滑能力增強， 沉降變形減小，保證了主堆石區(qū)和增模區(qū)的變形協(xié)調。避免了由于上、下游模量差過大引起 的壩體裂縫和面板開裂問題。[0010]本實用新型提供一種新的面板堆石壩壩體分區(qū)布置方式，即在堆石壩壩體下游設 置混凝土重力擋墻，解決坐落在陡峭斜坡面上的傳統(tǒng)面板下游貼坡式結構長度過長的問 題，設置混凝土重力擋墻加以截斷以減少了筑壩料所需數量的方式。把傳統(tǒng)面板堆石壩壩 體分區(qū)的次堆石區(qū)調整為主堆石區(qū)，庫底以下高程設置增模區(qū)，增模區(qū)的變形模量高于主 堆石區(qū)，克服因上下游模量差相差較大而引起的壩體不均勻變形，克服了由此而產生的壩 體裂縫和面板結構性裂縫問題。

圖1是本實用新型的結構示意圖。1、第一主堆石區(qū)；2、第二主堆石區(qū)；3、增模區(qū)；4、混凝土重力擋墻；5、懸臂段。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。一種下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩，它包括第一主堆石區(qū)1、第二主堆石區(qū) 2、增模區(qū)3和混凝土重力擋墻4，所述的面板堆石壩從上游至下游依次為第一主堆石區(qū)1、 第二主堆石區(qū)2、增模區(qū)3和混凝土重力擋墻4，混凝土重力擋墻4位于堆石壩壩體下游，增 模區(qū)3位于下游傾斜山坡上，第二主堆石區(qū)2位于增模區(qū)3頂面和石壩庫底以上的壩體下 游部位，第一主堆石區(qū)1位于第二主堆石區(qū)2上即面板堆石壩的上游。本實用新型的增模區(qū)3的變形模量高于主堆石區(qū)的變形模量。即第二主堆石區(qū)2 設計標準孔隙率彡22. 0%、干密度彡20. 5g/cm3，增模區(qū)3設計標準孔隙率彡20. 0%、干密 度彡21. 0g/cm3。實測該壩增模區(qū)3平均孔隙率為16. 2%，低于主堆石區(qū)實測平均孔隙率 20%的指標；實測增模區(qū)3平均干密度為2. 23g/cm3，主堆石區(qū)實測平均干密度為2. 13g/ cm3，增模區(qū)3高于主堆石區(qū)實測平均干密度4. 7%。實測該壩壩體沉降22cm，壩體水平位 移10cm，面板最大撓度8. 7cm，各項變形均很小。附圖1所示大壩下游建立在陡峭斜坡面上，在距離壩軸線135. 5m位置增設了一混 凝土重力擋墻4，擋土墻最大高度45. 9m,懸臂段5最大高度25. 0m。當堆石壩壩體下游為無 重力擋墻的“長尾巴”式貼坡結構，壩體填筑方量約為526萬m3，增加混凝土重力擋墻4后 壩體填筑方量約為255萬m3，節(jié)省壩體填筑方量約271萬m3。實施例一一種下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩壩體建造方法，(a).在傾斜山坡上即面板堆石壩的下游石壩庫底以下位置堆放石料，石料鋪層填 筑厚度為60cm，平均干密度為2. 23g/cm3，用形式振動碾碾壓10遍，平均孔隙率為16. 2%， 形成增模區(qū)3 ；(b).當增模區(qū)3的月沉降變形小于3mm時，在增模區(qū)3以上堆放石料，所述的石料 堆放區(qū)的高度為增模區(qū)3以上25m，頂面寬度為石壩庫底向下游傾斜的折點a垂直向上同 增模區(qū)3以上高度25m的交點b與壩體下游壩坡之間的距離，底面寬度為交點b以坡度范 圍1 1. 3 1 1. 4向上游傾斜并與庫底相交點c至下游坡之間的距離，石料鋪層填筑 厚度為80cm，平均干密度為2. 09g/cm3，用形式振動碾碾壓8遍，平均孔隙率為n < 22%，形成第二主堆石區(qū)2 ；(c).當第二主堆石區(qū)2的月沉降變形小于3mm時，堆放石料填筑，第一階段填筑第 二主堆石區(qū)2頂面以下的上游壩體，填筑頂面以下部位的石料鋪層填筑厚度為25m，寬度為 第二主堆石區(qū)2上游邊坡至主壩上游邊坡之間的距離，平均干密度> 2. 09g/cm3 ；第二階段 再全斷面填筑上部壩體，石料鋪層填筑厚度為55m，填筑的寬度為第二主堆石區(qū)2以上部分 壩體的上游邊坡至下游邊坡，平均干密度> 2. 09g/cm3，用形式振動碾碾壓8遍，平均孔隙率 為22%，形成第一主堆石區(qū)1 ；(d).在壩體的上游邊坡底部即第一主堆石區(qū)1的上游底部堆放石料，用大功率平 板振動壓實，鋪層厚度20cm，干密度彡2. 17g/cm3，，孔隙率n彡19 %，形成小區(qū)料即特殊墊 層區(qū)；然后，在壩體的上游邊坡面上即第一主堆石區(qū)1的上游邊坡面上堆放石料，用18t自 行式振動碾壓8遍，鋪層厚度40cm，干密度> 2. 07g/cm3,孔隙率n < 20 %，形成過渡層區(qū)； 最后，在壩體的上游邊坡面最外層上即過渡層區(qū)上堆放石料，用16噸 18噸的自行式振動 碾壓6 8遍，鋪層厚度35-45cm，干密度>2. 19g/cm3，孔隙率n < 19%，形成墊層區(qū)；在墊 層區(qū)上鋪設固面砂漿層，完成下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩的建造。本實用新型的形式振動碾為碾重18噸的形式振動碾，碾壓的激振力為 330/190KN ；振動頻率28Hz ；振幅2. 1/1. 1mm ；行車速度2. 86km/h。一種下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩，它包括小區(qū)料即特殊墊層區(qū)、墊層區(qū)、過 渡層區(qū)、第一主堆石區(qū)1、第二主堆石區(qū)2、增模區(qū)3和混凝土重力擋墻4，所述的面板堆石 壩從上游至下游依次為第一主堆石區(qū)1、第二主堆石區(qū)2、增模區(qū)3和混凝土重力擋墻4，混 凝土重力擋墻4位于大壩下游距離壩體軸線135-136m位置處，增模區(qū)3位于下游傾斜山坡 上，第二主堆石區(qū)2位于增模區(qū)3頂面和石壩庫底以上的壩體下游部位，第一主堆石區(qū)1位 于第二主堆石區(qū)2上即面板堆石壩的上游，特殊墊層區(qū)位于第一主堆石區(qū)1的上游坡面底 部，過渡層區(qū)位于第一主堆石區(qū)1的上游坡面上部，墊層區(qū)位于過渡層區(qū)上部。所述的混凝 土重力擋墻4在大壩下游距離壩體軸線135. 5m位置處，擋墻高度為45. 9m，擋墻懸臂段5即 位于增模區(qū)3的側面段高度為25m。本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求一種下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩，它包括第一主堆石區(qū)(1)、第二主堆石區(qū)(2)、增模區(qū)(3)和混凝土重力擋墻(4)，其特征是所述的面板堆石壩從上游至下游依次為第一主堆石區(qū)(1)、第二主堆石區(qū)(2)、增模區(qū)(3)和混凝土重力擋墻(4)，混凝土重力擋墻(4)位于堆石壩壩體下游，增模區(qū)(3)位于下游傾斜山坡上，第二主堆石區(qū)(2)位于增模區(qū)(3)頂面和堆石壩庫底高程以上的壩體下游部位，第一主堆石區(qū)(1)位于第二主堆石區(qū)(2)上即面板堆石壩的上游。
2.根據權利要求1的下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩，其特征是所述的增模區(qū)(3) 的變形模量高于主堆石區(qū)的變形模量。
3.根據權利要求1的下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩，其特征是所述的混凝土重力 擋墻(4)在大壩下游距離壩體軸線135. 5m位置處，擋墻高度為45. 9m，擋墻懸臂段(5)即位 于增模區(qū)(3)的側面段高度為25m。
專利摘要一種下游位于傾斜山坡上的面板堆石壩，面板堆石壩從上游至下依次為第一主堆石區(qū)(1)、第二主堆石區(qū)(2)、增模區(qū)(3)和混凝土重力擋墻(4)，混凝土重力擋墻(4)位于壩體下游，增模區(qū)(3)位于下游傾斜山坡上，第二主堆石區(qū)(2)位于增模區(qū)(3)頂面和堆石壩庫底高程以上的壩體下游部位，第一主堆石區(qū)(1)位于第二主堆石區(qū)(2)上即面板堆石壩的上游。本實用新型在堆石壩壩體下游設置混凝土重力擋墻，把傳統(tǒng)面板堆石壩壩體分區(qū)的次堆石區(qū)調整為主堆石區(qū)，庫底以下高程設置增模區(qū)，增模區(qū)的變形模量高于主堆石區(qū)，大大減少筑壩填筑材料，抗滑能力強，沉降變形量小，主堆石區(qū)和增模區(qū)的變形相協(xié)調，避免了壩體裂縫和面板開裂。
文檔編號E02B7/06GK201627179SQ20092004868
公開日2010年11月10日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權日2009年10月27日
發(fā)明者傅方明, 朱愛莉, 江松笙, 肖貢元, 蔣海云, 郭惠民, 黃悅照 申請人:華東宜興抽水蓄能有限公司;上?？睖y設計研究院