[發明專利]一種復合面板砂礫石壩的結構設計及施工方法

有效

• 申請號: 201810083631.2
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108457249B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 鄒德高;周揚;徐斌;孔憲京
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E02B7/06
• 分類號: E02B7/06
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 徐雪蓮

1.一種復合面板砂礫石壩的結構設計方法，包括由主堆石區和位于主堆石區下游坡面處的下游堆石區組成的砂礫石壩體，砂礫石壩體的上游坡面上設有墊層及平行于墊層的面板層，砂礫石壩體的頂端設有防浪墻；面板層底部設有混凝土趾板，混凝土趾板下方設有灌漿帷幕，其特征在于，所述墊層包括富漿膠凝砂礫石墊層和膠凝砂礫石墊層，膠凝砂礫石墊層鋪設于1/2壩高以下的墊層處；富漿膠凝砂礫石墊層鋪設于1/2壩高以上的墊層處；在所述富漿膠凝砂礫石墊層與防浪墻底板之間以及面板層與墊層之間的縫隙處灌注有瀝青混凝土砂漿層；壩體頂端以下a米高度范圍內的主堆石區為以膠凝砂礫石填筑而成的壩體膠凝砂礫石區；a的計算方法為：a=（b- l）/（m+n），其中，b =（H_校核-h）/J，H_校核為校核洪水位距壩底的高度，h為防浪墻的底板高程，J為砂礫石抗滲允許坡降，m為上游坡度，n為分區坡度，l為壩頂寬度，b為壩體膠凝砂礫石區的底部長度；在富漿膠凝砂礫石墊層和膠凝砂礫石墊層內設有平行于面板層且相互連通的排水盲管，砂礫石壩體的壩基處設有排水廊道，所述排水盲管的底端與排水廊道連通。

2.根據權利要求1所述的一種復合面板砂礫石壩的結構設計方法，其特征在于，所述主堆石區下游坡面的坡比為1:n，n為分區坡度，n的值通過有限元穩定計算確定。

3.根據權利要求2所述的一種復合面板砂礫石壩的結構設計方法，其特征在于，0.5≤n≤0.7。

4.根據權利要求1所述的一種復合面板砂礫石壩的結構設計方法，其特征在于，所述下游堆石區比主堆石區的高度低a米。

5.根據權利要求1所述的一種復合面板砂礫石壩的結構設計方法，其特征在于，所述墊層的水平寬度為6米。

6.根據權利要求1所述的一種復合面板砂礫石壩的結構設計方法，其特征在于，所述壩體膠凝砂礫石區以下的主堆石區采用河床砂礫料填筑而成；下游堆石區采用砂礫石和開挖石渣填筑而成。

7.根據權利要求1所述的一種復合面板砂礫石壩的結構設計方法，其特征在于，所述膠凝砂礫石墊層、富漿膠凝砂礫石墊層、主堆石區及下游堆石區均采用三層鋪料，每層鋪料厚度為25cm。

8.一種復合面板砂礫石壩的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、參數預算：根據面板堆石壩設計規范，確定復合面板砂礫石壩的上游坡度、壩頂寬度、砂礫石壩體材料的抗滲強度、校核洪水位距壩底的高度H_校核、上游坡度m，分區坡度n、利用有限元穩定計算方法確定砂礫石抗滲允許坡降J、確定防浪墻的底板高程h;根據公式：a=（b- l）/（m+n），確定a的值，其中，b =（H_校核-h）/J，H_校核為校核洪水位距壩底的高度，h為防浪墻的底板高程，J為砂礫石抗滲允許坡降，0.5≤n≤0.7，l為壩頂寬度，b為壩體膠凝砂礫石區的底部長度；

S2、石料選取：采用格篩將礫石料中直徑大于150mm的礫石進行剔除，將篩好的礫石料中填入天然砂礫料或開挖石渣料并加入膠凝材料拌合后，使用土石方運輸機械上壩；

S3、在1/2壩體的以下的墊層上鋪設三層膠凝砂礫石墊層，并使每層膠凝砂礫石墊層的厚度為25cm；在鋪設膠凝砂礫石墊層的過程中埋設透水管作為排水盲管；所述透水管的間距為3m，并進行碾壓；膠凝砂礫石墊層的層間面鋪設一層15 mm水泥砂漿；在膠凝砂礫石墊層與主堆石區過渡的區域內，在碾壓過程中保證墊層的厚度不小于設計厚度即可；

S4、在1/2壩高以上的墊層上鋪設三層富漿膠凝砂礫石墊層，每層富漿膠凝砂礫石墊層的厚度為25cm，在膠凝砂礫石墊層中添加灰漿，然后進行振搗直至泛漿；并在鋪設富漿膠凝砂礫石墊層的過程中埋設透水管作為排水盲管，透水管的間距為3m；

S5、當壩體填筑到距防浪墻的底板高程為a米的壩體高度時，采用膠凝砂礫石填筑壩體；

S6、當壩體沉降基本穩定后進行防浪墻的施工，在富漿膠凝砂礫石墊層和防浪墻間的間隙以及面板層與墊層之間的縫隙處澆灌瀝青混凝土砂漿以形成厚度為10mm的瀝青混凝土砂漿層；

S7、進行面板層的施工。