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一種面板堆石壩強(qiáng)制預(yù)沉降施工方法

文檔序號(hào):5307724閱讀:373來(lái)源:國(guó)知局
一種面板堆石壩強(qiáng)制預(yù)沉降施工方法
【專(zhuān)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(qiáng)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(qiáng)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(duì)堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進(jìn)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(duì)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(zhuān)利說(shuō)明】一種面板堆石壩強(qiáng)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(qiáng)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(kāi)始發(fā)展起來(lái)的一種新壩型,其在實(shí)踐中體現(xiàn)出安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工方便和適應(yīng)性良好的特點(diǎn),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(jì),截至2011年9月,國(guó)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(yàn)的積累以及設(shè)計(jì)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(dá)233m,為世界上已建最高面板堆石壩,也成為250m級(jí)高面板堆石壩的成功案例。
[0003]根據(jù)文獻(xiàn)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(yàn)后,二、三期面板間水平施工縫發(fā)生錯(cuò)臺(tái),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(cè)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(duì)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(shì)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(yàn)和時(shí)間表明,較大的后期壩體變形,對(duì)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(yùn)行期的變形控制及預(yù)測(cè)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(wèn)題。
[0007]為此,本發(fā)明提供了一種面板堆石壩強(qiáng)制預(yù)沉降施工方法,包括如下步驟:
1)小基坑的充水:通過(guò)水泵向小基坑注水,使小基坑水位達(dá)到預(yù)定高水位;
2)大基坑充水:小基坑內(nèi)的水通過(guò)反滲排水管和壩體表面進(jìn)入大基坑,同時(shí),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(dá)到預(yù)定高水位時(shí),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(dá)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(guò)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(guò)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(shí)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(gè)滲壓計(jì)。
[0012]上述大基坑的排水過(guò)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(qiáng)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(duì)堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進(jìn)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(duì)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(shí),由于預(yù)沉降技術(shù)的實(shí)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(jìn)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(jì)效益奠定了基礎(chǔ)。
[0014]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是面板堆石壩強(qiáng)制預(yù)沉降施工方法的示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)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(shí)施方式】
[0017]實(shí)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(wèn)題,本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的面板堆石壩強(qiáng)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?cái)嗷拥挠谰没炷两ㄖ铮c兩岸邊坡形成儲(chǔ)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(guò)程施工過(guò)程包括如下步驟:
I)小基坑5的充水:通過(guò)水泵向小基坑5注水,使小基坑5水位達(dá)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(shí)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(guò)反滲排水管4和壩體表面進(jìn)入大基坑
7,同時(shí),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(dá)到預(yù)定高水位時(shí),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(dá)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(guò)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(shí)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(dá)到預(yù)期的浸水預(yù)沉降的目的,同時(shí),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(guò)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(guò)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(shí)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(shí)施例提供的這種面板堆石壩強(qiáng)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(duì)堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進(jìn)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(duì)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(shí)施例2:
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,所述壩體上設(shè)置有多個(gè)滲壓計(jì),在大基坑7的充水及大基坑7的排水過(guò)程中,用于監(jiān)測(cè)大壩各處的滲壓情況,以便能及時(shí)對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整。
[0023]另外,大基坑7的排水過(guò)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(jì)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(jì)規(guī)范》中8.2,8.3所列舉的公式,采用實(shí)際工程對(duì)應(yīng)的參數(shù)、假設(shè)不同的水位差進(jìn)行試算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,選取墊層區(qū)2不產(chǎn)生滲透破壞和坍塌所對(duì)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(hù)時(shí),水位差為Im左右。
[0024]在進(jìn)行大基坑7的排水時(shí),觀察壩體表面的滲水面,若發(fā)現(xiàn)墊層區(qū)2有松動(dòng)、破碎被擠出等現(xiàn)象出現(xiàn),要及時(shí)停止對(duì)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(jì)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(jì)算大基坑7和小基坑5內(nèi)不同水位時(shí)水位每下降0.1m所對(duì)應(yīng)的抽水體積和抽水時(shí)間,再根據(jù)大基坑7和小基坑5的水位差計(jì)算大基坑7和小基坑5之間的滲流時(shí)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(duì)堆石壩下游最高尾水位高程以下的壩體進(jìn)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(duì)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(shí),由于預(yù)沉降技術(shù)的實(shí)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(jìn)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(jì)效益奠定了基礎(chǔ)。
[0027]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制,凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種面板堆石壩強(qiáng)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(guò)水泵向小基坑(5)注水,使小基坑(5)水位達(dá)到預(yù)定高水位; 2)大基坑(7)充水:小基坑(5)內(nèi)的水通過(guò)反滲排水管(4)和壩體表面進(jìn)入大基坑(7),同時(shí),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(dá)到預(yù)定高水位時(shí),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(dá)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(guò)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(guò)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(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(gè)滲壓計(jì)。
6.如權(quán)利要求1所述的面板堆石壩強(qiáng)制預(yù)沉降施工方法,其特征在于:所述大基坑(7)的排水過(guò)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(duì)塌。
【文檔編號(hào)】E02D3/10GK104196010SQ201410399139
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)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(jiān)政 申請(qǐng)人:中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
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