[发明专利]深厚覆盖层上修建面板堆石坝的人工复合地基及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程面板堆石坝筑坝技术领域，更具体地说它是一种深厚覆盖层上修建面板堆石坝的人工复合地基，涉及到面板堆石坝地基深厚覆盖层（坝基覆盖层厚度超过50m）的处理。本发明还涉及这种人工复合地基的施工方法。

背景技术

混凝土面板堆石坝是国内外水利水电工程中应用相当广泛的坝型，随着我国水能资源丰富的西南地区水电工程的开发，涉及到在深厚覆盖层上修建高面板堆石坝的水电工程越来越多，规模也越来越大。对河床深厚覆盖层（坝基覆盖层厚度超过50m）的利用与处理，关系到工程的安全与经济，同时对坝址、坝型选择、枢纽布置方案、工程安全及造价等均有重大影响，已成为工程建设的关键技术问题之一。目前此类工程修筑面板堆石坝时，对趾板及主堆石区深厚覆盖层地基一般采用以下方案：（1）采取覆盖层全挖除处理，将趾板修建在基岩上；（2）保留覆盖层，在覆盖层上直接建坝，将趾板置于覆盖层上，采用混凝土防渗墙进行防渗处理，防渗墙施工在覆盖层表面进行。

但是当坝基覆盖层深厚时，两种措施都存在一定的问题和缺点。方案1（如图12所示），采用覆盖层全挖除方案往往会带来诸多不利的影响，如覆盖层开挖引起基坑边坡过高，从而影响上游围堰背水侧边坡与基坑边坡的整体稳定性；由于覆盖层开挖工程量大，开挖工期长，对一些工程围堰由枯水期挡水需提高到全年挡水标准，导流工程规模加大；由于覆盖层开挖，围堰位置需向上游调整，对上游有溪沟的地形条件，可能会与溪沟冲突，造成围堰布置困难；覆盖层开挖工程量大、弃料多，弃渣场规模相应增大，在高山峡谷地区使弃渣场布置更加困难；覆盖层开挖深度大，下基坑的道路受纵坡影响，布置困难；开挖及其影响到的各项工程规模增大，相应工程量增加，工程投资增加。

方案2（如图13所示），在覆盖层上直接建坝方案，其技术可靠性还有待提高，坝高受到现有技术水平的限制，《混凝土面板堆石坝设计规范》（DL/T5016-1999）规定“中低坝的趾板可置于砂砾石地基上，高坝应经专门论证”，《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228—98）指出：“在覆盖层上采用防渗墙对地基进行防渗处理的高面板堆石坝，其技术还有待进一步提高和发展”。目前在覆盖层上直接建坝的高面板堆石坝基本处于一百米级水平，如：1999年智利在113m深的覆盖层上修建了83m高的普克那罗(Puclam)坝，2008年中国在47m深的覆盖层上建成了坝高107.6m的察汗乌苏水电站等。在深厚覆盖层上建造混凝土面板堆石坝面临的问题比在基岩上建坝更为复杂，在坝体填筑荷载和水压力作用下覆盖层会产生较大的沉降和不均匀沉降，随着覆盖层深度和坝体规模的增加，坝体变形不协调、面板与坝体之间变形不协调、防渗墙应力变形性状差等问题更加突出，容易导致坝体变形过大、面板脱空、面板裂缝、止水失效等，甚至导致面板、防渗墙、连接板断裂及大量漏水和坝基渗水，对坝体和坝基产生渗透破坏，影响大坝的安全运行。

发明内容

本发明的第一目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种深厚覆盖层上修建面板堆石坝的人工复合地基，

本发明的第二目的涉及深厚覆盖层上修建面板堆石坝人工复合地基的施工方法。

本发明的第一目的是通过如下措施来达到的：深厚覆盖层上修建面板堆石坝的人工复合地基，它包括位于覆盖层上的主堆石区和次堆石区，主堆石区和次堆石区沿坝体轴线分布，覆盖层的下方为基岩，在主堆石区的斜面上有混凝土面板，其特征在于在所述的主堆石区的下方有混凝土盖板，有灌浆加固区位于混凝土盖板和基岩之间，在所述的混凝土盖板内有防渗墙施工廊道和灌浆廊道，在防渗墙施工廊道的下方有混凝土防渗墙，所述的混凝土防渗墙穿过覆盖层到达基岩处，所述的覆盖层的厚度大于50米。

在上述技术方案中，所述的防渗墙施工廊道位于混凝土盖板内的上游端，位于防渗墙施工廊道处的混凝土盖板的上端为盖板扩大端。

在上述技术方案中，所述的盖板扩大端为梯形结构，梯形结构的左侧和右侧为顺坡，盖板扩大端的右侧与混凝土面板的下端连接。

在上述技术方案中，所述的左侧顺坡的坡度为1：1，右侧顺坡的坡度为1：1.4，

在上述技术方案中，所述的混凝土盖板上设置有分缝，所述的分缝内设置有止水。

在上述技术方案中，所述的混凝土盖板的下游侧底部接有反坡。

在上述技术方案中，所述的反坡的坡度为1：2。

在上述技术方案中，所述的反坡位于次堆石区的下方。

在上述技术方案中，所述的混凝土盖板的厚度为10m, 防渗墙施工廊道宽6米、高7米，灌浆廊道宽2.5-3.0米、高3.0-3.5。