一种心墙堆石坝制造技术

一种心墙堆石坝，包括心墙、第一、第二护坡段。在第一护坡段和心墙之间依次设有碎石垫层、第一上游堆石区；在第二护坡段和心墙之间设有第二上游堆石区；在迎水面坡脚处设有第三上游堆石区；在心墙下游侧设有下游堆石区；在第一上游堆石区与第二上游堆石区之间衔接设有过渡料层；第一、第二上游堆石区、以及下游堆石区与心墙之间均衔接设有过渡料层；位于心墙下游侧的过渡料层与下游堆石区之间、以及下游堆石区底部与地基之间设有烟囱排水区；第一、第二上游堆石区、下游堆石区的填料为硬岩与泥岩的掺混料。本发明专利技术在保证坝体稳定性的同时，最大限度的利用泥岩筑坝，使得泥岩筑坝在实际工程应用中成为可能，减少了弃渣，减少了对环境的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种心墙堆石坝
本专利技术属于水利水电技术，具体涉及一种心墙堆石坝。
技术介绍
堆石坝越来越广泛地应用在水利水电工程建设中，但有些工程，由于天然地质条件影响，当地材料以泥岩为主，此时若将泥岩舍弃，强行寻找或外购强度较高的筑坝材料，会直接导致工程量和投资的增加，且会增大弃渣场的规模，对环境造成不利影响。专利CN201420137258.1公开了一种利用泥岩筑坝料的面板堆石坝，属于水电站基础工程
，其上游侧由内到外依次为过渡层、垫层和上游护坡，所述上游铺盖层和上游石渣盖重层位于上游侧下段，所述特殊垫层位于垫层末端，坝体堆石区包括排水堆石区、泥岩堆石区和硬岩堆石区，所述排水堆石区一面位于过渡层下，一面水平将泥岩堆石区分成上下两个部分，下部分泥岩堆石区位于坝基上，上部分泥岩堆石区位于下游水位以上的干燥区，在上部分泥岩堆石区的上下面和下游侧面均设有反滤层。该方案提出将泥岩布置在坝体干燥区，可充分地利用泥岩筑坝，其泥岩堆石区所用的材料全是泥岩，众所周知，泥岩遇水易崩解、软化而导致强度下降和塌陷，尤其是泥岩堆石区靠近排水堆石区的区域，更容易崩解，导致事实上这种泥岩单独布置方案在实际工程中难以应用。以上介绍的是堆石坝中的面板堆石坝，对于心墙堆石坝，其结构包括心墙，在心墙上下游侧分别设置整体堆石区，以及上下游护坡。目前并没有利用泥岩建造心墙堆石坝的方案，在实际工程中，如何有效利用泥岩筑心墙堆石坝并克服泥岩自身性能的缺陷，成为了水利水电工程技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种稳定性好、安全性高、可充分利用泥岩筑坝的心墙堆石坝。本专利技术解决问题的技术方案是：一种心墙堆石坝，包括心墙、在心墙上游侧设置的上游护坡，所述上游护坡包括位于护坡上段的第一护坡段、与第一护坡段下端衔接的位于护坡下段的第二护坡段，沿水流方向，在第一护坡段和心墙之间依次设有碎石垫层、第一上游堆石区；在第二护坡段和心墙之间设有第二上游堆石区；在迎水面坡脚处设有第三上游堆石区；在心墙下游侧设有下游堆石区；在第一上游堆石区与第二上游堆石区之间衔接设有过渡料层；第一、第二上游堆石区、以及下游堆石区与心墙之间均衔接设有过渡料层；位于心墙下游侧的过渡料层与下游堆石区之间、以及下游堆石区底部与地基之间设有烟囱排水区；第一上游堆石区、第二上游堆石区、下游堆石区的填料为硬岩与泥岩的掺混料。上述方案通过对心墙上游侧的坝体更加精细化的分区，且根据分区不同掺混泥岩，从而做到保证坝体稳定的同时，更精确充分的利用泥岩。第一上游堆石区地处上游水位变幅区，水位骤降时易引起坝体反向渗压，为防止泥岩中细颗粒被带走，添加碎石垫层。碎石垫层除将承受的水压力均匀传递给堆石体外，还兼顾反滤作用。下游堆石区由于使用了泥岩，排水能力差，故而设置烟囱排水区。具体的，第一上游堆石区的掺混料中，泥岩采用弱风化或/和微风化新鲜泥岩，硬岩采用弱风化或/和微风化新鲜岩石，其掺混比例为泥岩30%～40%，硬岩60%～70%。具体的，第二上游堆石区的掺混料中，泥岩采用强风化或/和弱风化泥岩，硬岩采用强风化或/和弱风化岩石，其掺混比例为泥岩30%～50%，硬岩50%～70%。优选的，泥岩在第一上游堆石区所占的比例小于泥岩在第二上游堆石区所占的比例。具体的，下游堆石区的掺混料中，泥岩采用弱风化或/和微风化新鲜泥岩，硬岩采用弱风化或/和微风化新鲜岩石，其掺混比例为泥岩40%～50%，硬岩50%～60%。一般情况下，水位变幅区位于第一护坡段，第二护坡段为死水位。因此第二上游堆石区几乎不存在水位骤降时引起的坝体反向渗压的情况，故可将第二上游堆石区的泥岩掺混比例提高。而第一上游堆石区存在水位骤降的情况，其泥岩掺混比例应适当降低。另外，由于心墙的阻隔，下游堆石区极少接触水，因而可将泥岩掺混比例提至更高，但为了保证坝体的稳定，又必须要保证一定的硬岩含量。为充分利用泥岩，紧靠下游堆石区的下游侧设有坝后堆渣区，所述坝后堆渣区的填料为强风化泥岩；坝后堆渣区下游侧设有下游护坡。进一步的，在烟囱排水区与下游堆石区的衔接处、烟囱排水区与地基的交界处均设有反滤层。优选的，所述烟囱排水区顶部不低于下游堆石区高程。优选的，所述碎石垫层厚度为0.3-0.6m。优选的，第三上游堆石区的填料为新鲜坚硬的超径块石，用于坡脚压坡。优选的，第一护坡段为干砌石块，第二护坡段为块石压坡。进一步的，在坝趾处设有排水棱体。本专利技术的显著效果是：1.通过坝体的分区布置以及泥岩与硬岩的掺混，并设置有效的反滤料和排水结构，在保证坝体稳定性的同时，最大限度的利用泥岩筑坝，克服了泥岩遇水易崩解、软化而导致强度下降和塌陷的问题，坝体结构稳定，使得泥岩筑坝在实际工程应用中成为可能，减少了弃渣，减少了对环境的破坏。2.可有效利用开挖料及当地取材，解决了工程土石方平衡问题，降低了工程投资和成本。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1为心墙堆石坝剖面图。图中：1—第一护坡段；2—碎石垫层；3—第二护坡段；4—第一上游堆石区；5—第二上游堆石区；6—第三上游堆石区；7—过渡料层；8—心墙；9—烟囱排水区；10—地基；11—反滤层；12—下游堆石区；13—坝后堆渣区；14—下游护坡；15—排水棱体。具体实施方式如图1所示，一种心墙堆石坝，包括心墙8、在心墙8上游侧设置的上游护坡。所述上游护坡包括位于护坡上段的第一护坡段1、与第一护坡段1下端衔接的位于护坡下段的第二护坡段3。第一护坡段1为干砌石块，第二护坡段3为块石压坡。沿水流方向，在第一护坡段1和心墙8之间依次设有碎石垫层2、第一上游堆石区4。在第二护坡段3和心墙8之间设有第二上游堆石区5。在迎水面坡脚处设有第三上游堆石区6。所述碎石垫层2厚度为0.3-0.6m。优选为0.5m。在心墙8下游侧设有下游堆石区12。在第一上游堆石区4与第二上游堆石区5之间衔接设有过渡料层7。第一、第二上游堆石区、以及下游堆石区12与心墙8之间均衔接设有过渡料层7。位于心墙8下游侧的过渡料层7与下游堆石区12之间、以及下游堆石区12底部与地基10之间设有烟囱排水区9。在烟囱排水区9与下游堆石区12的衔接处、烟囱排水区9与地基10的交界处均设有反滤层11。所述烟囱排水区9顶部不低于下游堆石区12高程。第一上游堆石区4、第二上游堆石区5、下游堆石区12的填料为硬岩与泥岩的掺混料。泥岩在第一上游堆石区4所占的比例小于泥岩在第二上游堆石区5所占的比例。第一上游堆石区4的掺混料中，泥岩采用弱风化或/和微风化新鲜泥岩，硬岩采用弱风化或/和微风化新鲜岩石，其掺混比例为泥岩30%～40%，硬岩60%～70%。第二上游堆石区5的掺混料中，泥岩采用强风化或/和弱风化泥岩，硬岩采用强风化或/和弱风化岩石，其掺混比例为泥岩30%～50%，硬岩50%～70%。第三上游堆石区6的填料为新鲜坚硬的超径块石。下游堆石区12的掺混料中，泥岩采用弱风化或/和微风化新鲜泥岩，硬岩采用弱风化或/和微风化新鲜岩石，其掺混比例为泥岩40%～50%，硬岩50%～60%。紧靠下游堆石区12的下游侧设有坝后堆渣区13。所述坝后堆渣区13的填料为强风化泥岩。坝后堆渣区13下游侧设有下游护坡14。在坝趾处设有排水棱体15。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心墙堆石坝，包括心墙（8）、在心墙（8）上游侧设置的上游护坡，所述上游护坡包括位于护坡上段的第一护坡段（1）、与第一护坡段（1）下端衔接的位于护坡下段的第二护坡段（3），其特征在于：沿水流方向，在第一护坡段（1）和心墙（8）之间依次设有碎石垫层（2）、第一上游堆石区（4）；在第二护坡段（3）和心墙（8）之间设有第二上游堆石区（5）；在迎水面坡脚处设有第三上游堆石区（6）；在心墙（8）下游侧设有下游堆石区（12）；在第一上游堆石区（4）与第二上游堆石区（5）之间衔接设有过渡料层（7）；第一、第二上游堆石区、以及下游堆石区（12）与心墙（8）之间均衔接设有过渡料层（7）；位于心墙（8）下游侧的过渡料层（7）与下游堆石区（12）之间、以及下游堆石区（12）底部与地基（10）之间设有烟囱排水区（9）；第一上游堆石区（4）、第二上游堆石区（5）、下游堆石区（12）的填料为硬岩与泥岩的掺混料。

【技术特征摘要】
1.一种心墙堆石坝，包括心墙（8）、在心墙（8）上游侧设置的上游护坡，所述上游护坡包括位于护坡上段的第一护坡段（1）、与第一护坡段（1）下端衔接的位于护坡下段的第二护坡段（3），其特征在于：沿水流方向，在第一护坡段（1）和心墙（8）之间依次设有碎石垫层（2）、第一上游堆石区（4）；在第二护坡段（3）和心墙（8）之间设有第二上游堆石区（5）；在迎水面坡脚处设有第三上游堆石区（6）；在心墙（8）下游侧设有下游堆石区（12）；在第一上游堆石区（4）与第二上游堆石区（5）之间衔接设有过渡料层（7）；第一、第二上游堆石区、以及下游堆石区（12）与心墙（8）之间均衔接设有过渡料层（7）；位于心墙（8）下游侧的过渡料层（7）与下游堆石区（12）之间、以及下游堆石区（12）底部与地基（10）之间设有烟囱排水区（9）；第一上游堆石区（4）、第二上游堆石区（5）、下游堆石区（12）的填料为硬岩与泥岩的掺混料。2.根据权利要求1所述的心墙堆石坝，其特征在于：第一上游堆石区（4）的掺混料中，泥岩采用弱风化或/和微风化新鲜泥岩，硬岩采用弱风化或/和微风化新鲜岩石，其掺混比例为泥岩30%～40%，硬岩60%～70%。3.根据权利要求1所述的心墙堆石坝，其特征在于：第二上游堆石区（5）的掺混料中，泥岩采用强风化或/和弱风化泥岩，硬岩采用强风...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昊，胡娟，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43