一种面板堆石坝及其施工方法与流程

1.本发明涉及水利、水电、市政等涉及防渗处理的工程技术领域，尤其涉及一种面板堆石坝及其施工方法。适用于施工期在表面防渗体上下游可能形成反向水头差的混凝土面板坝、沥青混凝土面板坝工程。


背景技术：

2.混凝土面板或沥青混凝土面板作为挡水防渗结构时，基于面板坝坝料分区的特点，在高面板坝施工过程中，坝体反向渗水时有发生。国内某些面板坝工程曾发生垫层及混凝土固坡护面受损，甚至面板向上游顶托位移，造成周边缝止水系统破坏的事故，处理困难且留下了安全隐患。
3.目前，工程上通常采用的是向上游的反向排水设计措施，以排泄坝体内积水，放置坝体内积水过深导致面板顶托或周边缝发生破坏。其主要包括两种：一是在上游混凝土面板上设置竖直抽排水措施或水平排水沟管来排泄坝体内的积水；二是上游混凝土趾板上设置反向排水管，排水管深入坝体堆石区来排泄坝体内的积水。如现有专利如公告号cn1297713c、cn1587536a、cn103132488a、cn103132488b，均是将坝体内的水通过预埋管道系统往上游排泄。
4.这类向上游的反向排水设计存在以下问题：（一）排水过程中，不可避免的造成垫层料细颗粒的流失。众所周知，垫层料、过渡料之间应满足反滤关系，但这种反滤关系是往下游方向的关系，往上游并不满足。因此当排水方向为从下游往上游时，过渡料、垫层料的细颗粒会流失，细粒料流失会导致面板脱空，给结构安全带来影响；（二）反向排水管很容易造成淤堵。趾板帷幕灌浆或者固结灌浆过程中，浆液容易通过岩石裂隙进入到垫层料进而渗入排水管内结块后造成淤堵，还有就是灌浆过程中的废浆液进入到上游基坑进而渗入到排水管中结块后造成淤堵中；（三）反向排水管封堵不方便，处理不好很容易形成渗漏等。总之，向上游的反向排水设计容易带来抽排水及孔洞封堵不便，影晌工程质量；（四）向上游的反向排水设施在坝体填筑或者趾板、面板浇筑时要事先预埋，施工干扰大，施工过程中要严格保护，否则很容易造成破坏。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种具有向下游的排水系统的面板堆石坝及其施工方法，该向下游设置的排水系统与坝体各层在浇筑时互不干扰，可以根据需要灵活安排，且不存在施工破坏的问题，简单可靠有效。
6.本发明的技术方案是：一种面板堆石坝包括坝基、位于所述坝基上的趾板、位于趾板的下游侧且在所述坝基上端设置的坝体、以及排水廊道，所述排水廊道包括水平段和自所述水平段向上倾斜的斜坡段，所述水平段在远离趾板的坝基内设置，所述斜坡段向坝体下游的左岸或右岸延伸；所述水平段上排布设有多个排水管道，所述排水管道连通所述水
平段和坝体。
7.上述方案中，在坝体的下游设置排水廊道，能防止反向水头引起坝体破坏或周边缝破坏。
8.优选的，所述排水管道包括塑料盲沟和土工布，所述塑料盲沟与所述水平段和坝体连通，所述土工布包裹于所述塑料盲沟外侧。
9.优选的，所述坝体远离趾板侧设有量水堰，所述量水堰与所述坝基和坝体贴合。
10.优选的，所述斜坡段下游入口处的孔口高程高于所述量水堰的顶高程。
11.优选的，所述坝体包括自坝基向上依次设置的堆石料、过渡料、垫层料和面板，所述排水管道伸入至所述堆石料中。
12.优选的，所述面板与趾板的接触位置处设有止水。
13.本发明还提供一种上述的面板堆石坝的施工方法，包括：步骤一，先将河床清理至坝基的高程，再浇筑趾板，同时填筑坝体；步骤二，在所述坝体下游的左岸或右岸施工排水廊道的斜坡段；在向上游施工排水廊道的水平段；所述水平段与地面平行，所述斜坡段自所述水平段向上倾斜；步骤三，排水廊道施工完成后，施工排水管道：在坝体和坝基对应位置处施工多个排水孔，再将塑料盲沟外包裹土工布并绑扎；再将包裹土工布的塑料盲沟插入所述排水孔中并固定，使塑料盲沟与排水廊道的水平段连通，该塑料盲沟形成所述排水管道；步骤四，浇筑面板；步骤五，在坝体远离趾板的一侧适时浇筑量水堰，使量水堰与坝基贴合紧密，完成施工。
14.与相关技术相比，本发明的有益效果为：一、在坝基内布置排水廊道，通过设置在排水廊道上的排水管道，将坝体内的水及时排至排水廊道内，并及时抽排至下游，防止反向水头引起垫层料破坏或面板周边缝破坏，保证大坝坝体有效排水；二、排水系统简单、使用、有效并可靠，方便管理；三、通过在坝体和坝基内设置塑料盲沟并包裹土工布，形成反滤保护措施，有效防止堆石料的细颗粒流失，提高了排水的可靠性和有效性。
附图说明
15.图1为本发明提供的面板堆石坝的结构示意图；图2为图1中的排水管道的截面示意图。
16.附图中，1.坝基；2.趾板；3.止水；4.面板；5.垫层料；6.过渡料；7.堆石料；8.量水堰；9
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1.排水廊道水平段；9
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2排水廊道斜坡段；10.排水孔；11.土工布；12.塑料盲沟；13.坝体。
具体实施方式
17.以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限
定作用。
18.如图1所示，本实施例提供的一种面板堆石坝包括坝基1、位于所述坝基1上的趾板2、位于趾板2的下游侧且在所述坝基1上端设置的坝体13以及排水廊道9。
19.所述坝体13包括自坝基1向上依次设置的堆石料7、过渡料6、垫层料5和面板4。所述堆石料7、过渡料6、垫层料5和面板4均与趾板2贴合。且在所述面板4与趾板2的接触位置处设有止水3。所述止水3可采用止水铜片。
20.所述坝体13远离趾板7侧设有量水堰8，所述量水堰8与堆石料7和所述坝基1贴合。
21.所述排水廊道9包括水平段9
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1和自所述水平段9
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1向上倾斜的斜坡段9
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2。所述水平段9
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1在远离趾板2的坝基1（即坝体13的下游）内设置，所述斜坡段9
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2向坝体13下游的左岸或右岸延伸。所述水平段9
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1上排布设有多个排水管道10，所述排水管道10连通所述水平段9
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1和坝体13中的堆石料7。所述斜坡段9
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2下游入口处的孔口高程高于所述量水堰8的顶高程。
22.所述排水管道10包括塑料盲沟12和土工布11，所述塑料盲沟12与所述水平段9
‑
1和坝体13连通，所述土工布11包裹于所述塑料盲沟12外侧。
23.通过所述排水管道10将坝体13内的水引入至水平段9
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1中，在通过抽排设备在斜坡段9
‑
2处抽走。
24.本发明提供的面板堆石坝的施工方法包括以下步骤：s1、先将河床清理至坝基1的高程，然后浇筑趾板2，同时填筑坝体13的垫层料5、过渡料6和堆石料7。
25.s2、在面板4施工前，在坝体13下游的左岸或右岸靠近坝基1一定距离施工排水廊道9的斜坡段9
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2。施工完成后，在向上游施工排水廊道9的水平段9
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1。其中，所述斜坡段9
‑
2下游入口处的孔口高程应高于量水堰8的顶高程，防止坝体内的水从斜坡段9
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2自由溢出造成量水堰测量数据偏差。
26.s3、排水廊道9施工完成后，施工排水管道10。先在堆石料7和坝基1对应位置处施工多个排水孔（未标号）。再将塑料盲沟12外包裹土工布11并绑扎紧密。再将包裹土工布的塑料盲沟插入所述排水孔中并固定，防止塑料盲沟滑落或掉出，使塑料盲沟12与排水廊道9的水平段9
‑
1上对应的孔连通。该塑料盲沟12形成所述排水管道10。排水孔的具体孔径大小和数量根据坝体13内的水量及有关抽排要求来确定。
27.s4、向下游的排水廊道施工完成后，浇筑面板4。在浇筑所述面板4时，需在趾板2与面板4之间施工止水3。
28.s5、在堆石料7远离趾板2的一侧（即堆石料的下游）适时浇筑量水堰8，确保量水堰与坝基1连接并紧密贴合，防止量水堰8与坝基1接触面发生渗漏。
29.向下游的排水廊道排水过充中，应密切注意坝体13内的水位与面板4上游水位以及量水堰8下游水位的差值。不得超过设计允许的差值范围，以防止坝体内的水位超出上下游水位，导致面板4顶托或周边缝的止水3破坏。
30.与现有技术相比，本发明的面板堆石坝采用的向下游的排水系统，能将坝体内的水及时排走，有效避免了传统的向上游反向排水带来的潜在风险和不利影响。且排水系统在坝体建筑施工、趾板浇筑、面板浇筑中不存在施工干扰，避免了施工过程中可能导致排水管道或排水廊道破损、淤堵等问题。排水廊道上的排水管道的大小和数量可根据实际情况
随时动态调整，排水效果和可靠性大大提高。
31.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。