一種利用高含水率風化料的壩體結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用高含水率全(強)風化料的壩體結構，主要適用于水利水電工程中的分區(qū)土石壩等類似工程。
【背景技術】
[0002]在常規(guī)的水利水電工程或抽水蓄能電站中，經常遇到壩基或抽水蓄能電站庫盆基礎深埋方量較大的高含水率全(強)風化料，這些土料含水率高達30%以上，干密度較低，粘粒含量高;一般隨著埋深的增加，含水量減少，干密度增加，孔隙比減小，粘粒含量降低，內磨擦角增大，壓縮系數(shù)減?。挥捎谌?強)風化料中往往夾有分布不勻、較大的球狀風化殘留巖塊，這些殘留巖塊具有濕化崩解性，若將其作為壩基則可能會引起壩體較大的沉降量以及不均勻變形，水庫的安全性得不到保證，因此在大中型水利水電工程中，均將基礎內的高含水率全(強)風化料挖除。
[0003]挖除基礎中的高含水率全(強)風化料將帶來系列問題:大量的開挖料需要在工程場址外形成同樣體積的堆渣場，對工程周邊生態(tài)環(huán)境造成較大破壞;此外，開挖料運輸至工程場址外的棄渣場需要增加投入，工程投資將會升高。因此，如何充分利用高含水率全(強)風化料筑壩，是協(xié)同考慮工程安全、效益和生態(tài)的最佳選擇。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是:針對上述存在的問題，提供一種利用高含水率風化料的壩體結構，主要適用于水利水電工程中的分區(qū)土石壩等類似工程，能避免形成大量的工程棄渣。
[0005]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是:
[0006]—種利用高含水率風化料的壩體結構，包括反濾料層、主堆石體、次堆石體和過渡料層，所述反濾料層設置在基礎面與壩體之間，所述反濾料層上填筑主堆石體，所述主堆石體的下游面滿足一定的坡度要求，所述主堆石體的下游側填筑次堆石體，所述次堆石體內等間距地布置有多條水平布置的薄層碎石條帶，所述次堆石體的下游面滿足一定的坡度要求，所述主堆石體和所述次堆石體之間設置過渡料層。
[0007]在采用上述技術方案的同時，本實用新型還可以采用或者組合采用以下進一步的技術方案:
[0008]所述反濾料的厚度為0.5至1.5m。
[0009]所述主堆石體下游面的坡度比為1:M，其中M=0.3?0.7，所述主堆石體的孔隙率不大于21%。
[0010]所述所述次堆石體下游面的坡度比為1:K，其中K=2?3。
[0011]所述薄層碎石條帶的垂直厚度為0.5?2m，相鄰兩個薄層碎石條帶之間的垂直間距為8?20m。
[0012]所述過渡料層的厚度為1?2m。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型提出一種利用高含水率全(強)風化料的壩體結構，能夠綜合利用工程中開挖形成的大量高含水率全(強)風化料，不僅節(jié)約了工程投資，也避免了對工程周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞，具有良好的綜合效益。該結構設計特性可為后續(xù)類似工程提供參考和借鑒。本實用新型的壩體結構結構避免形成大量的工程棄渣，棄渣場的規(guī)模大大減小，工程投資得到了較大改善，同時也有效地保護了生態(tài)環(huán)境，體現(xiàn)了良好的經濟性及環(huán)保性，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的典型剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參照附圖。
[0016]本實用新型的壩體結構包括反濾料層1、主堆石體2、次堆石體3和過渡料層4，上述各個組成部件的具體結構和參數(shù)要求如下:
[0017]a.反濾料層1:需根據(jù)基礎的地質條件確定是否需要設置反濾料，一般工程的控制原則為:壩殼料與壩基透水層接觸區(qū)，與基巖中發(fā)育的斷層、破碎帶和強風化帶接觸部位，如不能滿足反濾要求，應在基礎面設置一層反濾料，反濾料的厚度D1應根據(jù)材料的級配、料源、施工方法等綜合確定，一般取值D1=0.5?1.5m。反濾料的級配應根據(jù)規(guī)范要求計算確定。反濾料應按照設計要求碾壓密實，碾壓后的相對密度不應低于0.80。
[0018]b.主堆石體2:主堆石體2為壩體受力的主要支撐體，工程建成后運行性狀如何與主堆石體的設計、料源等均息息相關，一般情況下，主堆石體2料源采用樞紐區(qū)開挖料中工程特性較好的石料，通過現(xiàn)場碾壓試驗，論證其作為主堆石區(qū)的可行性，主堆石體2下游坡比設計為1: Μ，其中M=0.3?0.7; Μ的具體取值根據(jù)料源儲備情況，經技術、經濟等充分比較后確定。主堆石體2由于其重要性，要求在施工填筑中充分碾壓，孔隙率(一般工程中孔隙率η < 21%)、最大干密度(根據(jù)料源的情況，試驗確定)均能夠滿足設計的要求。
[0019]主堆石體2的上游坡面依次布設有過渡層5、排水墊層6和防滲面板7。
[0020]c.次堆石體3:次堆石體3采用全(強)風化料，次堆石體3的設計為本實用新型的重點，也是諸多工程設計中的難點；高含水率全(強)風化料由于其工程特性差，不宜用于主堆石區(qū)，因此在利用時將其作為次堆石區(qū)料源;將高含水率全(強)風化料用于次堆石區(qū)時，次堆石區(qū)的大小(即占整個壩體斷面的比例)應根據(jù)有限元的計算成果進行綜合論證確定。
[0021]高含水率全(強)風化料用于次堆石區(qū)，可能會引起后期較大的變形，影響壩體的安全，為此需采取特殊的設計結構，將這種風險降到最低。結合土力學中土體排水固結的相關理論，采用薄層碎石條帶8置于次堆石區(qū)內，薄層碎石條帶的垂直厚度為D2=0.5?2m，垂直方向的設計間距D3=8?20m，薄層碎石條帶在壩軸線方向采用通倉攤鋪施工，次堆石體的下游坡度設計為1:K，一般情況下取值K=2?3，K的具體取值需通過壩坡穩(wěn)定計算復核確定。
[0022]薄層碎石的選材方面，要求質地致密，抗水性和抗風化性能滿足工程運行的要求；薄層碎石層應具有連續(xù)級配，其中粒徑小于0.075mm顆粒含量應不超過5%;薄層碎石層應具有良好的透水性，能將高含水率全(強)風化料固結水體順利排出壩體，一般情況下滲透系數(shù)不應小于1x10—2 cm/s。
[0023]d.過渡料:為使主、次堆石體能夠較好的過渡，使得壩體能夠變形協(xié)調，在主、次堆石體間設置了一層過渡料，厚度為D4=l?2m。
[0024]本實用新型的實際施工過程是:當基礎面開挖深度滿足設計要求后，結合結合工程的具體情況，在基礎面與壩殼料接觸部位設置一層反濾料層1，在反濾料層1上填筑主堆石體2，在主堆石體2的下游側填筑次堆石體3，最后在主堆石體2和次堆石體3之間填充一層過渡料層4。
【主權項】
1.一種利用高含水率風化料的壩體結構，其特征在于:所述壩體結構包括反濾料層、主堆石體、次堆石體和過渡料層，所述反濾料層設置在基礎面與壩體之間，所述反濾料層上填筑主堆石體，所述主堆石體的下游面滿足一定的坡度要求，所述主堆石體的下游側填筑次堆石體，所述次堆石體內等間距地布置有多條水平布置的薄層碎石條帶，所述次堆石體的下游面滿足一定的坡度要求，所述主堆石體和所述次堆石體之間設置過渡料層。2.如權利要求1所述的一種利用高含水率風化料的壩體結構，其特征在于:所述反濾料的厚度為0.5至1.5m。3.如權利要求1所述的一種利用高含水率風化料的壩體結構，其特征在于:所述主堆石體下游面的坡度比為1:M，其中M=0.3?0.7，所述主堆石體的孔隙率不大于21%。4.如權利要求1所述的一種利用高含水率風化料的壩體結構，其特征在于:所述所述次堆石體下游面的坡度比為1:K，其中K=2?3。5.如權利要求1所述的一種利用高含水率風化料的壩體結構，其特征在于:所述薄層碎石條帶的垂直厚度為0.5?2m，相鄰兩個薄層碎石條帶之間的垂直間距為8?20m。6.如權利要求1所述的一種利用高含水率風化料的壩體結構，其特征在于:所述過渡料層的厚度為1?2m。
【專利摘要】本實用新型提供一種利用高含水率風化料的壩體結構，包括反濾料層、主堆石體、次堆石體和過渡料層，所述反濾料層設置在基礎面與壩體之間，所述反濾料層上填筑主堆石體，所述主堆石體的下游面滿足一定的坡度要求，所述主堆石體的下游側填筑次堆石體，所述次堆石體內等間距地布置有多條水平布置的薄層碎石條帶，所述次堆石體的下游面滿足一定的坡度要求，所述主堆石體和所述次堆石體之間設置過渡料層。本實用新型能夠綜合利用工程中開挖形成的大量高含水率全(強)風化料，節(jié)約了工程投資，避免了對工程周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞，具有良好的綜合效益。
【IPC分類】E02B7/06
【公開號】CN205100167
【申請?zhí)枴緾N201520857297
【發(fā)明人】岳超, 郭傳科, 王登銀, 鄧泰莉
【申請人】中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年10月30日