带基础灌浆廊道的混凝土面板堆石坝结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种带基础灌浆廊道的混凝土面板堆石坝结构及其施工方法。适用于土石坝工程。

背景技术

混凝土面板堆石坝可以充分利用建筑物开挖料，是经济、绿色的坝型之一，在我国水电水利工程建设中被广泛应用。混凝土面板堆石坝坝体采用混凝土面板防渗，基础采用帷幕灌浆或者防渗墙防渗，基础防渗和坝体防渗之间通过趾板进行连接。

由于趾板暴露在上游库内，因此需要在蓄水前进行趾板基础处理，包括固结灌浆和帷幕灌浆；水库蓄水后如果需要对基础进行补强灌浆处理，则必须放空库水，将处理区域的趾板露出水面。对于处于运行期的水库而言，这将对水库正常运行带来不利影响，特别是处理部位高程较低，还存在水库现有放空设施无法满足控制检修水位的问题。

基础灌浆属于隐蔽工程，施工质量控制难度大，存在缺陷的可能性较大，而且帷幕灌浆正常的使用寿命一般低于大坝设计寿命，即便对于施工质量良好的帷幕灌浆，后期进行基础防渗加固也是正常的。现有的混凝土面板堆石坝在基础防渗补强处理与水库持续正常运行之间存在一定的矛盾。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种带基础灌浆廊道的混凝土面板堆石坝结构及其施工方法，以使大坝在有限降低水位甚至不降低运行水位的条件下也能进行基础帷幕灌浆补强处理。

本发明所采用的技术方案是：一种带基础灌浆廊道的混凝土面板堆石坝结构，其特征在于：该混凝土面板堆石坝上游面的趾板结构分为对应河床及两岸低高程区域的基础灌浆廊道结构体和对应两岸高高程区域的岸上趾板；

所述基础灌浆廊道结构体内的灌浆廊道在两岸通过交通廊道连通至混凝土面板堆石坝下游坝体外。

对应所述基础灌浆廊道结构体的结构缝Ⅰ部位设有止水结构Ⅰ；所述基础灌浆廊道结构体与所述岸上趾板之间具有结构缝Ⅱ，对应结构缝Ⅱ设有止水结构Ⅱ。

所述止水结构Ⅰ包括铜片止水Ⅰ和表面鼓包型止水Ⅰ；

其中铜片止水Ⅰ位于所述基础灌浆廊道结构体内并位于灌浆廊道上游侧，铜片止水Ⅰ一端连接混凝土面板堆石坝上游面上周边缝的底部铜片止水，另一端伸入基础灌浆廊道结构体下方的底部锚固槽内并锚固；

所述表面鼓包型止水Ⅰ沿基础灌浆廊道结构体顶部结构缝Ⅰ跨缝覆盖设置，一端与周边缝上的表面鼓包型止水连接成整体，另一端伸入基础灌浆廊道结构体上游侧岩体上的岩石锚固槽内。

所述止水结构Ⅱ包括铜片止水Ⅱ和表面鼓包型止水Ⅱ；

其中铜片止水Ⅱ跨结构缝Ⅱ布置，铜片止水Ⅱ两侧分别连接所述基础灌浆廊道结构体和岸上趾板，该铜片止水Ⅱ一端连接混凝土面板堆石坝上游面上周边缝的底部铜片止水，另一端锚固于岸上趾板下方的的趾板下锚固槽；

所述表面鼓包型止水Ⅱ沿基础灌浆廊道和岸上趾板之间的结构缝Ⅱ顶部跨缝覆盖设置，一端与周边缝的表面鼓包型止水连接成整体，另一端伸入结构缝Ⅱ上游端、基础灌浆廊道结构体顶部的基础锚固槽内。

所述岸上趾板下方的趾板基础设置有基础锚筋、固结灌浆和帷幕灌浆。

所述基础灌浆廊道结构体下方基础设置有固结灌浆和帷幕灌浆。

所述周边缝设置下游侧的所述混凝土面板堆石坝坝体内设有特殊垫层料。

所述基础灌浆廊道结构体内灌浆廊道的底板两侧设有排水沟，灌浆廊道对应岸坡部分设有人行台阶。

所述交通廊道采用埋入混凝土面板堆石坝坝体的混凝土廊道结构，混凝土廊道结构基础坐落在开挖后的天然基础上，混凝土廊道结构外部与坝体之间设有不小于1m厚的过渡料区。

一种所述带基础灌浆廊道的混凝土面板堆石坝结构的施工方法，其特征在于：

确定基础灌浆廊道结构体的布置高程，该高程为水位运行敏感水位或者设计放空设施限制性水位，该高程以上的基础防渗补强处理通过降低运行水位进行，该高程以下的基础防渗补强处理在水位下进行；

进行坝基开挖、岸上趾板及基础灌浆廊道结构体基础开挖、两岸交通廊道基础开挖，其中基础灌浆廊道结构体基础根据其体型进行槽挖形成，对应基础灌浆廊道结构体结构缝Ⅰ部位扩挖底部锚固槽；

浇筑基础灌浆廊道结构体，包括预埋在基础灌浆廊道结构体内的铜片止水Ⅰ，在河床部位底板最低高程处设置集水井，在基础灌浆廊道结构体两侧端部预埋与岸上趾板连接的止水铜片Ⅱ；

浇筑两岸交通廊道的混凝土廊道结构；

按照先固结后帷幕的顺序进行基础灌浆廊道结构体基础的固结灌浆、帷幕灌浆施工；

岸上趾板基础范围内钻孔安装基础锚筋；

浇筑岸上趾板；

按照先固结后帷幕的顺序进行岸上趾板基础的固结灌浆、帷幕灌浆施工；

按照混凝土面板堆石坝施工工艺要求施工地面以上部分。

本发明的有益效果是：本发明中采用基础灌浆廊道结构体作为混凝土面板堆石坝面板底部趾板结构的一部分，基础灌浆廊道结构体内的灌浆廊道通过两岸的交通廊道与坝体下游外部连通，混凝土面板堆石坝固结灌浆和帷幕灌浆具备蓄水后施工的条件，进一步提高了混凝土面板堆石坝运行的灵活性、提高水库运行效益、降低水库运行维护成本。

附图说明

图1为实施例的平面布置示意图。

图2为实施例中岸上趾板部位的坝体典型结构图。

图3为实施例中基础灌浆廊道结构体部位的坝体典型结构图。

图4为实施例中止水结构Ⅰ的剖视示意图。

图5为实施例中止水结构Ⅱ的剖视示意图(垂直灌浆廊道方向)。

图6为实施例中止水结构Ⅱ的剖视示意图(垂直交通廊道方向)。

图7为实施例中交通廊道典型结构图。

1、库岸；2、河床；3、混凝土面板堆石坝；4、混凝土面板；5、基础灌浆廊道结构体；6、岸上趾板；7、混凝土廊道结构；8、防浪墙；9、周边缝；10、顶部止水；11、基础锚筋；12、固结灌浆；13、帷幕灌浆；14、特殊垫层料；16、铜片止水Ⅰ；17、底部锚固槽；18、表面鼓包型止水Ⅰ；19、岩石锚固槽；20、铜片止水Ⅱ；21、趾板下锚固槽；22、表面鼓包型止水Ⅱ；23、基础锚固槽；24、过渡料区。

具体实施方式

本实施例为一种带基础灌浆廊道的混凝土面板堆石坝结构，混凝土面板堆石坝横河修建，坐落于河床和库岸上，混凝土面板堆石坝上游采用混凝土面板防渗，混凝土面板堆石坝上游面底部的趾板结构分为对应河床及两岸低高程区域布置的基础灌浆廊道结构体和对应两岸高高程区域布置的岸上趾板，其中基础灌浆廊道结构体内的灌浆廊道在两岸通过交通廊道连通至混凝土面板堆石坝下游坝体外。

本例中混凝土面板顶部与混凝土面板堆石坝顶部防浪墙之间设有水平缝及顶部止水，混凝土面板底部与基础灌浆廊道结构体和岸上趾板之间均设有周边缝及止水。

本实施例中基础灌浆廊道结构体的结构缝Ⅰ设有止水结构Ⅰ，止水结构Ⅰ包括埋入混凝土中的铜片止水Ⅰ和由塑性填料填充形成的表面鼓包型止水Ⅰ。

本例中铜片止水Ⅰ埋设于基础灌浆廊道结构体内并位于灌浆廊道上游侧，铜片止水Ⅰ一端采用T型接头连接周边缝的底部铜片止水，另一端伸入基础灌浆廊道结构体下方的底部锚固槽内并采用浇筑膨胀混凝土锚固；表面鼓包型止水Ⅰ沿基础灌浆廊道结构体顶部结构缝Ⅰ跨缝覆盖设置，一端与周边缝上的表面鼓包型止水连接成整体，另一端伸入基础灌浆廊道结构体上游侧岩体上的岩石锚固槽内。

本例中在基础灌浆廊道结构体与岸上趾板之间具有结构缝Ⅱ，对应结构缝设有止水结构Ⅱ，止水结构Ⅱ包括铜片止水Ⅱ和表面鼓包型止水Ⅱ。

本例中铜片止水Ⅱ跨结构缝Ⅱ布置，铜片止水Ⅱ两侧分别连接基础灌浆廊道结构体和岸上趾板，该铜片止水Ⅱ一端采用T型接头连接混凝土面板堆石坝上游面上周边缝的底部铜片止水，另一端锚固于岸上趾板下方的的趾板下锚固槽；表面鼓包型止水Ⅱ沿基础灌浆廊道和岸上趾板之间的结构缝Ⅱ顶部跨缝覆盖设置，一端与周边缝的表面鼓包型止水连接成整体，另一端伸入位于结构缝上游端、基础灌浆廊道结构体顶部的基础锚固槽内。

本实施例中岸上趾板下方的趾板基础设置有基础锚筋、固结灌浆和帷幕灌浆；基础灌浆廊道结构体下方基础设置有固结灌浆和帷幕灌浆。

本例中交通廊道采用埋入混凝土面板堆石坝坝体的混凝土廊道结构，混凝土廊道结构基础坐落在开挖后的天然基础上，混凝土廊道结构外部与坝体之间设有不小于1m厚的过渡料区。本例中混凝土面板堆石坝坝体内周边缝设置下游侧的设有特殊垫层料。

本实施例中基础灌浆廊道结构体内灌浆廊道的底板两侧设有排水沟，灌浆廊道对应岸坡部分设有人行台阶。

本实施例的具体施工方法如下：

根据水库运行要求、地形地质条件结合投资分析确定基础灌浆廊道结构体的布置高程；该高程一般为水位运行敏感水位或者现有放空设施限值性水位。该高程以上的基础防渗补强处理通过降低运行水位进行，该高程以下的基础防渗补强处理可以在水位下进行。

按照混凝土面板堆石坝设计要求进行坝基开挖、岸上趾板及基础灌浆廊道结构体基础开挖、交通廊道基础开挖，其中基础灌浆廊道结构体根据其体型进行槽挖形成，并在基础灌浆廊道结构体的结构缝Ⅰ部位扩挖锚固槽。

浇筑河床及两岸的基础灌浆廊道结构体，包括在廊道结构体混凝土内对应结构缝Ⅰ预埋铜片止水Ⅰ；在河床部位底板最低高程处设置集水井，在基础灌浆廊道结构体两侧端部预埋与岸上趾板连接的止水铜片Ⅱ。

浇筑两岸交通廊道的混凝土廊道结构。首先浇筑与基础灌浆廊道结构体相交的上游部分，混凝土面板堆石坝坝体内的交通廊道可根据坝体施工时序安排。

按照先固结后帷幕的顺序进行基础灌浆廊道结构体基础的固结灌浆、帷幕灌浆施工。

岸上趾板基础范围内钻孔安装基础锚筋。

浇筑岸上趾板，包括趾板结构缝内预埋铜片止水。

按照先固结后帷幕的顺序进行岸上趾板基础固结灌浆、帷幕灌浆施工。

按照混凝土面板堆石坝施工工艺要求施工地面以上部分，包括周边缝下游特殊垫层料、坝体填筑、混凝土面板、防浪墙、表面止水结构、下游坝面防护等。