[發明專利]一種面板壩堆石料過渡區的分層填筑結構與施工方法

在審

• 申請號: 202010347811.4
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111501759A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 鄭惠峰;吳關葉;周廷清;陳怡;覃昕慧;孫來;郭慶龍
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D15/00
• 分類號: E02D15/00;E02B7/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明提供了一種面板壩堆石料過渡區的分層填筑結構與施工方法，通過在上游主堆石區和下游次堆石區之間設置主堆石區與次堆石區填筑料分層交替填筑的過渡區結構型式，采用軟硬堆石料的互層填筑，實現上、下游堆石料的過渡，解決了上游質量好的主堆石區與下游質量差的次堆石區之間較大的變形模量差異問題，可避免單獨設計過渡區填筑料所導致的加工成本問題，同時也擴大了過渡區填筑料料源范圍，為工程中大量的全、強風化開挖料在下游次堆石區填筑應用提供了技術保障，并且簡化了堆石料分區結構，提高了施工效率，也節省了工程投資。

技術領域

本發明涉及水利、水電工程技術領域，尤其是涉及一種面板壩堆石壩過渡區設計結構和分層填筑施工方法。

背景技術

在面板堆石壩設計中，上游主堆石區作為上游水荷載的承載體，同時也支撐面板不受壩體變形而發生拉裂破壞，因此，上游主堆石區一般采用質量良好的弱風化或微新巖體堆石料填筑。而對于主堆石料下游的次堆石區，一方面由于實際工程中在滿足上游堆石采用質量好的堆石料條件下往往沒有足夠的好堆石料用于下游堆石區，另一方面工程中有大量全、強風化開挖料作為無用料棄渣。為充分利用工程開挖棄料，節省工程投資，設計中常采用質量差的全、強風化開挖料作為堆石壩下游次堆石區的填筑料。因此存在上游質量好的主堆石區與下游質量差的次堆石區之間變形模量的較大差異，需要在二者之間設置過渡區，實現從上游至下游堆石變形模量的均勻過渡，避免大壩在荷載作用下不均勻變形影響大壩穩定與安全。通常情況下獨立設置的過渡區需要對堆石材料提出專門的設計要求，單獨分區填筑施工，不僅施工復雜、效率低下，而且增加投資。因此如何在堆石壩中質量好的主堆石區與質量差的次堆石區之間實現安全可靠、結構簡單、施工效率高，投資節省的過渡區，具有重要的工程意義。

發明內容

本發明的第一個目的在于，針對面板堆石壩上游采用質量好的主堆石區與下游采用質量差的次堆石區情況下，提供一種不需要單獨設計施工，而通過由上游主堆石區與下游次堆石區互層交替，一體化施工形成的過渡區填筑結構，實現上、下游次堆石區之間的變形模量過渡。

為此，本發明的上述目的通過以下技術方案來實現：

一種面板壩堆石料過渡區的分層填筑結構，由上游主堆石區、中間過渡區、下游次堆石區構成；其特征在于：所述主堆石區與次堆石區之間的中間過渡區不單獨設計填筑料，而是采用主堆石區堆石料與次堆石區堆石料分層交替填筑形成，通過軟硬堆石料的互層填筑，實現上游主堆石區和下游次堆石區的過渡。

上游主堆石區的堆石料比下游次堆石區的堆石料巖體質量好、變形模量高，一般采用弱風化或微新石料填筑，或它們的任一配比填筑。下游次堆石區巖(土)體質量差、變形模型低，一般采用全風化石料、強風化石料和砂礫石料的其中一種或任意兩種或全部三種石料填筑，當采用混合石料時，配比是任意的。

所述中間過渡區從滿足上、下游堆石區之間過渡的結構要求，并兼顧填筑碾壓施工，中間過渡區水平寬度設為6m～10m。

中間過渡區與上游主堆石區和下游次堆石區銜接分界具有一定的坡比，過渡區與上游主堆石區的分界以及與下游次堆石區的分界總體向上游方向傾斜；從施工方便的角度，中間過渡區與上游主堆石區和下游次堆石區銜接分界綜合坡比優選設為1:0.5。

主堆石區分層填筑厚度為次堆石區分層厚度的2倍，主堆石區分層厚度為0.8m～1.0m，次堆石區分層厚度為0.4m～0.5m。

在過渡區攤鋪的主堆石料層嵌入下游次堆石區，過渡區攤鋪的次堆石料層嵌入上游主堆石區，形成軟硬堆石料的分層互相嵌入結構。

本發明的第二個目的在于，提供一種面板壩堆石料過渡區的分層填筑結構的施工方法，以達到優化堆石壩分區設計、提高施工效率、節省工程投資的目的。

為此，本發明的上述目的通過以下技術方案來實現：

一種面板壩堆石料過渡區的分層填筑結構施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：