一種水庫大壩筑壩方法
【專利摘要】本發明公開了一種水庫大壩筑壩方法，所述壩地基橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17°。本發明通過將山梁凸起部位削成平臺、沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階、壩體設置底部增模區和頂部增模區等方法減少壩體不均勻變形。并在壩體壩腳處設置反壓平臺，最后采用壩體面板澆筑時間雙標準控制減少壩體變形對防滲面板的不利影響。本發明通過改良壩基地形條件、壩體合理分區、壩腳填渣反壓平臺、合理預留沉降超高和沉降周期等措施減少大壩不均勻變形，確保了壩體穩定。
【專利說明】一種水庫大瑣筑瑣方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于筑壩【技術領域】，具體涉及一種水庫大壩的筑壩方法。
【背景技術】
[0002]抽水蓄能電站上水庫通常布置在山頂洼地，會遇到需要在較陡縱坡的兩個以上溝谷地基上建壩的問題。現有壩體分區根據建筑物開挖料特性將大壩分為墊層區、過渡區、堆石區、下游堆石區上部(干燥區)、溝底排水層，而壩體填筑時采用直接在地基上進行填筑。但是采用這種方式在橫截面為W形(W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝)、縱向坡度大于17°地基上筑壩，對壩體穩定和變形均極為不利。現有技術通常采用挖除中部山梁，避免橫向為“W”形對壩體沿壩軸線方向不均勻變形的影響，然后進行壩體填筑，壩體填筑時不分頂部增模區和底部增模區，該方法的缺點是開挖填筑投資大。另外，現有技術中還通過在下游邊坡合適位置筑重力壩減少土石壩下游邊坡高度，減少縱向地基坡度大于17°地基上筑壩高度，其缺點是該壩型為重力壩和土石壩混合壩型，變形受力不協調，且重力壩投資大。上述兩種大壩水庫側的回填石渣層上沒有鋪設連接板，使得壩體面板與水庫庫底土工膜直接相接，中間沒有起過渡作用的銜接段，不能很好地形成穩定的防滲層。
【發明內容】
[0003]本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種水庫大壩的筑壩方法。
[0004]為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為:
一種水庫大壩筑壩方法，所述壩地基橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17°。筑壩中其他未展開說明的步驟均為本領域筑壩的常規技術手段，其壩體結構也為本領域常規壩體結構。
[0005]所述方法包括如下步驟:
(1)將山梁凸起部位削成平臺；沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階；
(2)在經步驟(1)處理的壩地基上進行壩體填筑，在筑壩過程中，在堆石壩底部和頂部碾壓分別形成底部增模區和頂部增模區；碾壓時控制增模區壓實層厚0.6+0.05m，孔隙率
<18%，滲透系數1^> lX10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的5% ；
(3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳處構筑反壓平臺；在壩體水庫側的回填石渣上設置連接板，將水庫庫底土工膜覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內；
(4)待填筑完成的壩體經至少6個月沉降、且沉降速率不大于5_/月后進行壩體面板的澆筑，壩體面板通過連接板與水庫庫底土工膜相接。
[0006]其中，步驟(1)所述平臺寬為110 土 5m，優選IlOm;所述水平臺階寬為10 土 0.5m，優選10m。步驟(2)中所述增模區堆石最大粒徑為0.6m，增模區壓實層厚0.6m。步驟(2)中碾壓增模區時是采用27t自行式振動碾碾壓6 —10遍，優選8遍。[0007]下面結合有益效果對本發明方法作進一步闡述:
所述水庫大壩的筑壩方法包括如下步驟:
(I)將山梁凸起部位削成平臺；沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階。該步驟針對壩基為兩溝一梁“W”地形，且溝和梁大于17°傾向下游，對壩的穩定和壩體不均勻變形很不利特點，對壩基地形進行改造:①對中部山梁凸起部位進行削坡開挖，形成寬約IlOm平臺，減少壩體在平行壩軸線方向的不均勻沉降，既減少了壩基溝谷不均勻變形，又由于僅局部開挖節約了工程投資結合壩基開挖，對中部山梁陡峻基巖坡面進行臺階開挖，形成寬約IOm平臺，增加堆石體沿基巖面的抗滑力。
[0008](2)在經步驟(1)處理的壩地基上進行壩體填筑，在筑壩過程中，在堆石壩底部和頂部碾壓分別形成底部增模區和頂部增模區；碾壓時控制增模區壓實層厚0.6+0.05m，孔隙率< 18%，滲透系數k> lX10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的5%。該步驟中首此提出雙增模區，底部增模區是通過提高碾壓遍數和筑壩材料質量以增加185m高程平臺以下堆石區壓縮模量，可減少“W”地形和斜坡地形對壩體不均勻變形的影響。頂部增模區是通過提高碾壓遍數和筑壩材料質量以增加265.Sm高程平臺以上堆石區壓縮模量，確保大壩邊坡穩定。增模區采用下水庫庫盆開挖的弱風化、新鮮的凝灰巖、安山巖填筑。也就是說，本步驟改變了傳統大壩的分區，在各分區中增加了底部增模區和頂部增模區，提高了大壩在W形地基條件下的穩定性。
[0009](3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳處構筑反壓平臺，反壓平臺可結合壩后棄渣場設置，該反壓平臺的構筑有利于大壩穩定；在壩體水庫側的回填石渣層上鋪設連接板，將水庫庫底土工膜覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內。
[0010](4)待填筑完成的壩體經至少6個月沉降、且沉降速率不大于5mm/月后進行壩體面板的澆筑，壩體面板通過連接板與水庫庫底土工膜相接。壩體面板、水庫庫底土工膜通過連接板形成防滲體系，采用上述壩體面板澆筑時間雙標準控制(待填筑完成的壩體經至少6個月沉降、且沉降速率不大于5mm/月后進行壩體面板的鋪設)可以保證大壩防滲系統不因大壩變形造成破壞。
[0011]本發明通過改良壩基地形條件、壩體合理分區、壩腳填渣反壓平臺、合理預留沉降超高和沉降周期等措施減少大壩不均勻變形，確保了壩體穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是水庫大壩沿W形地基山梁的剖面圖；
圖2是水庫大壩沿W形地基的橫截面圖。
[0013]圖中:1、平臺；2、水平臺階；3、底部增模區；4、頂部增模區；5、連接板；6、水庫庫底土工膜；7、壩體面板；8、壩地基；9、壩體；10、反壓平臺。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0015]實施例1
參見圖1和圖2。本實施例依托溧陽抽水蓄能電站上水庫主壩工程。上水庫主壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂高程295.00m，壩頂寬度10m，最大壩高165.0Om(壩軸線處)，壩頂長度1113.20m，上游面坡比為1: 1.4，下游面坡比為1: 1.45。所述壩地基8橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17°。
[0016](I)將山梁凸起部位削成寬約110m，高約30m的平臺I ;沿地基縱向坡面開挖寬約IOm的水平臺階2。
[0017](2)在經步驟(1)處理的壩地基上進行壩體9填筑，在筑壩過程中，碾壓壩堆石區底部和頂部，分別形成底部增模區3和頂部增模區4 ;碾壓時控制增模區壓實層厚
0.6土0.05m，孔隙率< 18%，滲透系數1^> I X 10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的5%。其中，底部增模區3是通過提高碾壓遍數和筑壩材料質量以增加185m高程平臺以下堆石區壓縮模量，可減少“W”地形和斜坡地形對壩體不均勻變形的影響。頂部增模區4是通過提高碾壓遍數和筑壩材料質量以增加265.Sm高程平臺以上堆石區壓縮模量，確保大壩邊坡穩定。增模區采用下水庫庫盆開挖的弱風化、新鮮的凝灰巖、安山巖填筑。
[0018](3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳高程160m以下處構筑寬約220m的反壓平臺10，反壓平臺10可結合棄渣場設置；在壩體水庫側的回填石渣層上鋪設連接板5，將水庫庫底土工膜6覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內。
[0019](4)待填筑完成的壩體經至少6個月沉降、且沉降速率不大于5_/月后進行壩體面板7的澆筑，壩體面板通過連接板5與水庫庫底土工膜6相接。壩體面板7、水庫庫底土工膜6通過連接板5形成防滲體系。
[0020]本實施例在溧陽抽水蓄能電站上水庫大壩工程中應用，目前大壩最大沉降約70cm，為壩高的0.42%，大壩不均勻沉降變形得到有效控制。減少中部山脊開挖量和填筑量約50萬m3，降低工程成本2500萬元，節約工期4個月。
【權利要求】
1.一種水庫大壩筑壩方法，所述壩地基橫截面為W形，W中間表示山梁，W底部表示兩條山溝；地基縱向坡度大于17° ;其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)將山梁凸起部位削成平臺；沿地基縱向坡面開挖若干個水平臺階； (2)在經步驟(1)處理的壩地基上進行壩體填筑，在筑壩過程中，在堆石壩底部和頂部碾壓分別形成底部增模區和頂部增模區；碾壓時控制增模區壓實層厚0.6+0.05m，孔隙率<18%，滲透系數1^> lX10_2cm/s，灑水量≥10%，控制增模區堆石最大粒徑不超過壓實層厚度，粒徑小于5mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的20%，控制粒徑小于0.075mm的堆石含量不大于增模區堆石質量的5% ； (3)在壩體填筑同時，在壩體的壩腳處構筑反壓平臺；在壩體水庫側的回填石渣上設置連接板，將水庫庫底土工膜覆蓋連接板并伸入大壩周邊縫內； (4)待填筑完成的壩體經至少6個月沉降、且沉降速率不大于5_/月后進行壩體面板的澆筑，壩體面板通過連接板與水庫庫底土工膜相接。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述平臺寬為110±5m;所述水平臺階寬為10土0.5m。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述增模區堆石最大粒徑為0.6m,壓實層厚為0.6m。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中碾壓增模區時是采用27t自行式振動碼碼壓6—10遍。·
【文檔編號】E02B7/06GK103526727SQ201310522389
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】寧永升, 馮樹榮, 陳寧, 李國權, 劉純 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設計研究院