[发明专利]折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构及施工方法

权利要求书

1.折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构，其特征在于：沥青混凝土心墙坝（2）的坝轴线（18）由三段凸向上游布置的折线组成，沥青混凝土心墙坝（2）整体呈中间凸向上游设置；所述沥青混凝土心墙坝（2）包括设置在坝体中心的沥青混凝土心墙（4），沥青混凝土心墙（4）的上游侧和下游侧均向外依次设置垫层区、过渡区和堆石区；

所述三段直线分别由垂直于河床走向（20）的中部段、相对中部段以角度α1折向下游侧的右侧段和相对中部段以角度ɑ2折向下游侧的左侧段构成；

所述沥青混凝土心墙（4）的心墙基础坐落在相对完整的基岩（19）上，其偏向下游布置的坝段的部分心墙基础开挖成倾向上游的体型，开挖后的部分心墙基础的基础面等高线与该坝段的坝轴线在大坝上游侧的夹角应大于或等于90°，下游侧的夹角应小于或等于90°。

2.根据权利要求1所述的折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构，其特征在于：所述沥青混凝土心墙（4）的上游侧向外依次设置上游垫层区（5）、上游过渡区（7）以及上游主堆石区（9），所述沥青混凝土心墙（4）的下游侧向外依次设置下游垫层区（6）、下游过渡区（8）、下游主堆石区（10）和下游次堆石区（11）。

3.根据权利要求2所述的折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构，其特征在于：所述沥青混凝土心墙坝（2）的底部两侧均设置反滤层（12）和过渡层（13），反滤层（12）处在过渡层（13）的下方，两侧的反滤层（12）和过渡层（13）分别与上游过渡区（7）和下游过渡区（8）衔接。

4.根据权利要求2所述的折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构，其特征在于：所述沥青混凝土心墙（4）的顶部连接防浪墙（16），沥青混凝土心墙（4）、上游垫层区（5）、下游垫层区（6）、上游过渡区（7）以及下游过渡区（8）的顶部设置坝顶路面结构层（17）。

5.根据权利要求1所述的折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构，其特征在于：所述沥青混凝土心墙（4）底部通过基础廊道（14）设置基础防渗结构（15），基础防渗结构（15）包括多个深入相对完整的基岩（19）内部的灌浆孔，灌浆孔内灌入水泥浆。

6.折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：

S1、先根据河床的走向及两侧岸坡的地形、地质条件，确定河床部位初始方案的坝轴线（18）布置；在地质条件基本一致的情况下，初始方案的坝轴线（18）布置在相对狭窄的部位，并垂直河床走线，以节省大坝的填筑规模；

S2、采用土石坝三维有限元分析软件对整个大坝（2）进行三维应力应变计算分析，分析两岸沥青混凝土心墙（4）基础部位产生拉应力的区域及应力水平，初步确定坝轴线（18）中两个转折点的位置和转折角度；

S3、采用土石坝三维有限元分析软件对调整布置后的整个沥青混凝土心墙坝（2）进行三维应力应变计算分析，评价应力改善后的结果是否满足大坝运行的要求；

S4、重复上述S2、S3步骤，直至沥青混凝土心墙坝（2）应力满足设计和规范要求；

S5、根据确定的沥青混凝土心墙坝（2）总体布置和结构设计，进行坝基开挖，对堆石区基础清理覆盖层或强风化基岩（3）表层相对软弱的部分，沥青混凝土心墙（4）的基础要求清理至相对完整的基岩（19），基础廊道（14）要求在心墙基础面的基础上进一步槽挖处理；

S6、基础廊道（14）的基坑开挖完成后，进入基础廊道（14）内进行基础防渗结构（15）的施工，即在基础廊道（14）内向下部较完整基岩（19）间隔打设多个灌浆孔，并在灌浆孔内灌注水泥浆；

S7、在已清理完成的较完整基岩（19）、覆盖层或强风化基岩（3）的基础面上方遵循由下至上多层沥青混凝土心墙坝坝体依次施工原则，每层沥青混凝土心墙坝坝体则遵循由中部沥青混凝土心墙（4）向两侧依次施工原则；

S8、待顶层沥青混凝土心墙坝坝体施工完成后，在整个坝体顶部进行防浪墙（16）和坝顶路面结构层（17）施工。

7.根据权利要求6所述的折线布置的沥青混凝土心墙坝布置结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，河床部位初始方案的坝轴线（18）布置的确定原则为，根据河床的走向及两侧岸坡的地形、地质条件，确定河床部位的坝轴线布置，在无特殊地质条件影响下，以垂直两岸地形为原则进行布置，以减少河床坝段的填筑规模；所述步骤S5中，两岸向下游转折的坝体部分的沥青混凝土心墙（4）的基础面开挖成倾向上游。