一种建造在深厚覆盖层上的混合挡水坝的制作方法

1.本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种建造在深厚覆盖层上的混合挡水坝。


背景技术：

2.水利水电工程实际设计中，河床坝基或多或少都会有软弱覆盖层的存在，若覆盖层厚度较浅，则可进行覆盖层清除之后再进行硬质坝型或者轻质坝型的选择，若覆盖层较深一般都有承载力较低，渗透性较强的特点。在坝基是深厚覆盖层的工程设计中，若坝型选择硬质坝则需要完全清除覆盖层，将导致施工复杂，工期长，工程投资大的问题。
3.现有专利技术中，涉及在深厚覆盖层上修筑硬质坝着重点都在于对坝基进行处理。例如公告号为cn105089012a的发明专利公开了一种深厚覆盖层上建重力坝的方法及拱上混凝土重力坝结构，其主要措施是在于硬质化地基表层处理，加强地基的整体性以提高地基承载力。又如公告号为cn212477620u的实用新型专利公开了一种深厚覆盖层上修筑重力坝的结构，其主要措施是进行大范围的基础处理，用以提高地基承载力以便于在上部结构的修筑。
4.然而以上现有的专利技术都未能考虑到：硬质坝的坝基应力都比较大，而深厚覆盖层多承载力低，渗透性强，修筑硬质坝的话地基处理工程设计施工以及渗控工程设计施工难度较大、投资巨大且不能充分利用工程开挖料、对环境影响较大；其次是水利水电工程尤其是水电工程多建于山区，河道水流湍急且来水量巨大，对上游坝基处冲刷较为严重，进而影响到渗控设施以至于危及大坝的安全稳定。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种建造在深厚覆盖层上的混合挡水坝，属于轻质结构，相比传统轻质坝来说具有更好的稳定性，相对于硬质坝具有设计施工简单、投资较小和工期较短的优点。
6.为实现上述目的，本发明提供一种建造在深厚覆盖层上的混合挡水坝，包括开挖在深厚覆盖层表面的换填坑、填充并压紧在换填坑中的卵砾石压填层、设置在卵砾石压填层表面上的素混凝土垫层、固定设置在素混凝土垫层上的钢筋混凝土半重力式的高挡墙、铺设于高挡墙迎水侧的卵砾石防冲刷层、以及设置在高挡墙背水侧的卵砾石填筑部，所述卵砾石防冲刷层覆盖住卵砾石压填层，所述卵砾石填筑部压靠在高挡墙背水侧并压紧在高挡墙底部。
7.进一步地，所述高挡墙底部具有向背水侧凸出延伸的趾板，所述卵砾石填筑部压紧在趾板上。
8.进一步地，还包括设置在高挡墙下方的防渗墙，所述防渗墙上端插入到高挡墙底部、下端穿过深厚覆盖层。
9.进一步地，所述防渗墙为混凝土墙。
10.进一步地，所述防渗墙上端与高挡墙之间采用柔性结构连接。
11.进一步地，所述防渗墙上端与高挡墙的连接处的空隙中利用沥青玛蹄脂进行填充。
12.进一步地，还包括设置在卵砾石填筑部表面的砌石护坡。
13.进一步地，还包括位于在卵砾石填筑部底部的排水层。
14.进一步地，还包括设置在排水层底部与卵砾石压填层表面之间的反滤层。
15.进一步地，还包括设置在卵砾石压填层底部与深厚覆盖层之间的过渡层，所述过渡层由卵砾石铺设而成，且由上至下卵砾石颗粒大小逐渐变大。
16.如上所述，本发明涉及的混合挡水坝，具有以下有益效果：
17.属于轻质结构，相比传统轻质坝来说具有更好的适应性，与传统的硬质坝相比，减少了坝身结构本身的投资，降低了基底应力，从而减小地基的承载能力需求和不均匀沉降幅度，只需要对基底范围内深厚覆盖层的浅层部位进行处理加固，从而降低地基处理的设计施工和渗控工程设计施工难度，进而极大地减少工程投资，缩短工期。
附图说明
18.图1为本发明的混合挡水坝的结构示意图。
19.元件标号说明
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高挡墙
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1a
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趾板
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卵砾石填筑部
[0023]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
深厚覆盖层
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卵砾石压填层
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卵砾石防冲刷层
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电缆沟
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砌石护坡
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排水层
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反滤层
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10
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防渗墙
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11
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沥青玛蹄脂
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12
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素混凝土垫层
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13
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过渡层
具体实施方式
[0034]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0035]
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同
时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0036]
参见图1，本发明提供了一种建造在深厚覆盖层上的混合挡水坝，包括开挖在深厚覆盖层3表面的换填坑、填充并压紧在换填坑中的卵砾石压填层4、设置在卵砾石压填层4表面上的素混凝土垫层12、固定设置在素混凝土垫层12上的钢筋混凝土半重力式的高挡墙1、铺设于高挡墙1迎水侧的卵砾石防冲刷层5、以及设置在高挡墙1背水侧的卵砾石填筑部2，卵砾石防冲刷层5覆盖住卵砾石压填层4，卵砾石填筑部2压靠在高挡墙1背水侧并压紧在高挡墙1底部。
[0037]
本发明涉及的混合挡水坝，建造时，先在深厚覆盖层3表面开挖一个适当大小的换填坑，然后在换填坑填充卵砾石并压紧，形成卵砾石压填层4，在卵砾石压填层4表面上浇注素混凝土垫层12，然后在素混凝土垫层12上建造的钢筋混凝土半重力式的高挡墙1，素混凝土垫层12起到垫片支撑作用，高挡墙1用于挡水，其高度根据需要设置；然后在高挡墙1迎水侧铺设卵砾石，形成卵砾石防冲刷层5，卵砾石防冲刷层5可覆盖住卵砾石压填层4位于高挡墙1迎水侧的部分以及部分深厚覆盖层3，减少水流对卵砾石压填层4和该处深厚覆盖层3的冲刷作用，起到保护作用，使得上游来水不会直接淘刷上游坝基，避免破坏上游坝基和渗控设施，提升坝体结构的稳定。在高挡墙1背水侧填筑卵砾石，形成卵砾石填筑部2，其中高挡墙1底部一般具有向迎水侧和背水侧凸出延伸的趾板1a，卵砾石填筑部2压紧在趾板1a上，以将高挡墙1进一步压紧加重，并提供抵抗上游水压力的支撑力，起到抗风险作用。
[0038]
本发明的混合挡水坝，通过在传统钢筋混凝土半重力式的高挡墙1墙后(背水侧)设置卵砾石填筑，属于轻质结构，相比传统轻质坝来说具有更好的适应性，与传统的硬质坝相比，减少了坝身结构本身的投资，降低了基底应力，从而减小地基的承载能力需求和不均匀沉降幅度，只需要对基底范围内深厚覆盖层3的浅层部位进行处理加固，从而降低地基处理的设计施工和渗控工程设计施工难度，进而极大地减少工程投资，缩短工期。
[0039]
在本实施例中，参见图1，作为优选设计，混合挡水坝还包括设置在高挡墙1下方的防渗墙10，防渗墙10位于高挡墙1墙体的前侧(以迎水侧为前侧)，防渗墙10上端插入到高挡墙1底部的趾板1a内，下端则穿过深厚覆盖层3插入基岩。优选地，防渗墙10为混凝土墙，当然也可以采用其他材质的墙体，防渗墙10上端与高挡墙1之间采用柔性结构连接，可以避免运行期结构的位移变形过大而导致防渗结构被破坏。并且在防渗墙10上端与高挡墙1的连接处的空隙中利用沥青玛蹄脂11进行填充，起到密封作用，避免水从该处渗透。
[0040]
在本实施例中，参见图1，作为优选设计，混合挡水坝还包括设置在卵砾石填筑部2表面的砌石护坡7，起到保护作用。在卵砾石填筑部2底部设置有排水层8，并在排水层8底部与卵砾石压填层4之间设置反滤层9，反滤层9延伸至高挡墙1底部处，卵砾石压填层4处和素混凝土垫层12处的水能够及时通过排水层8排走，避免对这些地方的稳定性造成影响。反滤层9能够避免卵砾石压填层4表面存在水流时会将卵砾石压填层4表面细小颗粒带走的问题，起到稳定卵砾石压填层4的作用。
[0041]
在本实施例中，参见图1，作为优选设计，混合挡水坝还包括设置在卵砾石压填层4底部与深厚覆盖层3之间的过渡层13，过渡层13由卵砾石铺设而成，且由上至下卵砾石颗粒大小逐渐变大，也即卵砾石压填层4上层的卵砾石颗粒小，下层的卵砾石颗粒大，采用这种
设计，可以协调深厚覆盖层3和卵砾石压填层4的变形，改善处理后的地基承载能力。
[0042]
本发明的混合挡水坝，属于轻质结构，但相比传统轻质坝来说具有更好的稳定性，同时它也避免了深厚覆盖层3上修建硬质坝存在的地基处理及渗控工程设计施工困难而导致的工程投资较大和工期较长的缺点。
[0043]
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
[0044]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种建造在深厚覆盖层上的混合挡水坝，其特征在于：包括开挖在深厚覆盖层(3)表面的换填坑、填充并压紧在换填坑中的卵砾石压填层(4)、设置在卵砾石压填层(4)表面上的素混凝土垫层(12)、固定设置在素混凝土垫层(12)上的钢筋混凝土半重力式的高挡墙(1)、铺设于高挡墙(1)迎水侧的卵砾石防冲刷层(5)、以及设置在高挡墙(1)背水侧的卵砾石填筑部(2)，所述卵砾石防冲刷层(5)覆盖住卵砾石压填层(4)，所述卵砾石填筑部(2)压靠在高挡墙(1)背水侧并压紧在高挡墙(1)底部。2.根据权利要求1所述的混合挡水坝，其特征在于：所述高挡墙(1)底部具有向背水侧凸出延伸的趾板(1a)，所述卵砾石填筑部(2)压紧在趾板(1a)上。3.根据权利要求1所述的混合挡水坝，其特征在于：还包括设置在高挡墙(1)下方的防渗墙(10)，所述防渗墙(10)上端插入到高挡墙(1)底部、下端穿过深厚覆盖层(3)。4.根据权利要求3所述的混合挡水坝，其特征在于：所述防渗墙(10)为混凝土墙。5.根据权利要求3或4所述的混合挡水坝，其特征在于：所述防渗墙(10)上端与高挡墙(1)之间采用柔性结构连接。6.根据权利要求3所述的混合挡水坝，其特征在于：所述防渗墙(10)上端与高挡墙(1)的连接处的空隙中利用沥青玛蹄脂(11)进行填充。7.根据权利要求1所述的混合挡水坝，其特征在于：还包括设置在卵砾石填筑部(2)表面的砌石护坡(7)。8.根据权利要求1所述的混合挡水坝，其特征在于：还包括位于在卵砾石填筑部(2)底部的排水层(8)。9.根据权利要求8所述的混合挡水坝，其特征在于：还包括设置在排水层(8)底部与卵砾石压填层(4)表面之间的反滤层(9)。10.根据权利要求1所述的混合挡水坝，其特征在于：还包括设置在卵砾石压填层(4)底部与深厚覆盖层(3)之间的过渡层(13)，所述过渡层(13)由卵砾石铺设而成，且由上至下卵砾石颗粒大小逐渐变大。

技术总结
本发明涉及一种建造在深厚覆盖层上的混合挡水坝，包括开挖在深厚覆盖层表面的换填坑、填充并压紧在换填坑中的卵砾石压填层、设置在卵砾石压填层表面上的素混凝土垫层、固定设置在素混凝土垫层上的钢筋混凝土半重力式的高挡墙、铺设于高挡墙迎水侧的卵砾石防冲刷层、以及设置在高挡墙背水侧的卵砾石填筑部，所述卵砾石防冲刷层覆盖住卵砾石压填层，所述卵砾石填筑部压靠在高挡墙背水侧并压紧在高挡墙底部。挡墙底部。挡墙底部。


技术研发人员：张芳勇 马宁 何伟男 邢成豪
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2023/8/31