專利名稱：橡膠面板石渣壩的施工方法
技術領域：
本發明涉及水利水電工程建筑土石壩的面板或心墻防滲技術領域，具體地說是涉 及采用施工初期圍堰用橡膠壩廢棄后就地解體作為石渣土石壩的防滲面板施工 新技術。
二背景技術：
水利水電工程建筑土石壩的防滲措施是土石壩運行穩定性的重要保證，現有的防 滲技術有兩種， 一種是在壩前擋水面上修筑面板，二是在壩中間修建心墻。現分 為介紹如下 (一)、碾壓式瀝青混凝土面板
1. 碾壓式瀝青混凝土面板易于監測和維修；與壩體施工干擾少；施工速度快， 但受外界氣溫影響大，瀝青混凝土品種多，施工管理較復雜。適用于100m高 度以下的土石壩。
2. 瀝青混凝土面板的坡度，除滿足填筑體自身穩定外，根據目前施工水平， 從面板鋪筑機械的施工效果和操作人員的安全考慮，宜不陡于l: 1.7。
3. 鋪設瀝青混凝土面板的填筑體坡面應力求平整，不設馬道， 一坡到底，盡 量做到不變坡，如需變坡，應采用曲線連接，其過渡段曲率應使攤鋪機順利 施工。
4. 在瀝青混凝土面板與填筑體或基礎之間，應設置墊層，其作用是整平、 支承、排水、粒徑過渡及防凍脹等。墊層有碎石或卵礫石、干砌塊石、無砂 水泥混凝土等類型，可根據實際工程條件，通過技術經濟比較選定。
5. 碎石或卵礫石墊層的材料最大粒徑與相鄰瀝青混凝土骨料的最大粒徑之比 應小于8: 1，其厚度應根據填筑體及基礎變形大小，排水要求，施工方法等 條件選定，中等高度堆石壩的墊層厚度不宜小于50cm (垂直坡面)對重要工 程和高壩應適當加厚。
6. 無砂水泥混凝土墊層的厚度宜不小于10cm;干砌塊石墊層的厚度宜不小于 30cm.
7. 瀝青混凝土面板鋪筑前，必要時應墊層坡面上噴灑除除草劑，除草劑用量應根據試驗確定。坡面上還應噴灑乳化瀝青或稀釋瀝青，以利面板與墊層的結 合，并可提高碎石或卵礫石墊層邊坡的穩定性。瀝青混凝土面板板后排水必須 通暢，以便將面板和下面的滲水迅速匯集排出填筑體外，保證在庫水位迅速下 降時，不出現反向水壓力。
8.瀝青混凝土面板有復式斷面和簡式斷面兩種。防滲要求高的重要工程宜采用 復式斷面。
1) 復式斷面各層的作用和要求如下
封閉層是為了封閉瀝青混凝土防滲面層表面缺陷，提高面板的防滲性，延緩瀝 青混凝土老化等，使用的材料為瀝青膠或橡膠瀝青膠等。防滲面層是面板的主 防滲層，其厚度一般為8-12cm，分兩層或三層鋪壓。分層鋪壓時。層間要噴 涂乳化瀝青或稀釋瀝青結合層，以提高防滲面層的整體性。排水層是匯集防滲 面層的滲水，將其引入廊道或排水管(溝)排出填筑體外。
排水層沿壩軸線方向每隔10-15cm用防滲瀝青混凝土設一隔水帶，將排水 層分區，以便分區觀測滲水，隔水帶寬度可為lm或攤鋪機一次攤鋪的寬度。防 滲底層是隔斷防滲面層的滲水由排水層引走，并將面板后滲水隔斷，其厚度一 般為5-10cm分一層或兩層鋪壓。整平膠結層是使面板與墊層結合良好，并為鋪 筑防滲層創造良好條件，其厚度一般為5-10cm，分一層或兩層鋪壓。
2) 簡式斷面的分層除無排水層和防滲底層外，其余與復式斷面相同。土石壩 工程多采用簡式斷面。
(二)、碾壓式瀝青混凝土心墻 碾壓式瀝青混凝土心墻
1. 瀝青混凝土心墻受氣候條件影響小，對壩基和壩體變形適應性好，抗震性 能好，施工較簡單；但檢修條件差。適用于不同高度的土石壩。
2. 瀝青混凝土心墻有垂直的、傾斜的和上部傾斜下部垂直的三種布置型式， 應通過技術經濟比較選定。垂直心墻宜布置在壩軸線上游附近；傾斜心墻的坡
度一般為l (垂直)0.2 (水平)-1: 0.4;上部傾斜下部垂直的心墻折坡點
宜選在壩高的2/3-3/4處。
3. 瀝青混凝土心墻土石壩壩坡的穩定，壩基及壩體沉降等計算，應按照《碾 壓式土石壩設計規范》有關規定進行。4. i n級瀝青混凝土心墻高土石壩，應盡量進行應力和變形分析。應力和變 形可用有限單元法計算，以控制壩體在各種荷載及工作條件下的應力和變形， 不致發生剪切破壞和過量變形而開裂漏水。
5. 用非線性有限單元法進行應力和變形計算時，計算參數應通過三軸試驗確
定。試驗時的溫度、加荷速度應符合心墻的工作條件。
6. 瀝青混凝土心墻內任何一水平截面上的垂直正應力加上瀝青混凝土的允許
抗拉強度應大于該處水柱壓力，以防水力破壞。
7. 心墻瀝青混凝土在滿足變形要求條件下，宜適當提高非線性變形模量，并 盡量使心墻和過渡層的非線性變形模量接近，不致因拱效應引起心墻水平裂縫。
8. 瀝青混凝土心墻兩側應設過渡層，其材料要求致密，堅硬。
9. 瀝青混凝土心墻與基礎、岸坡及剛性建筑物的連接設計應予特別注意，保 證連接處止水不發生破壞。
(三)、冰磧土建筑厚心墻 土石壩是水利水電工程建筑中一種重要的擋水壩壩型，其關鍵技術就是該種壩的 防滲技術。
美國Mud Mountain壩和加拿大Portage Mountain壩都是用典型的冰磧土建筑 厚心墻的高土石壩。很多工程師和科研工作者都將此二壩作為冰磧土心墻土石壩 成功的榜樣，殊知此二壩都發生了管涌事故。這兩座壩的心墻填筑都很密實， 其滲透系數前者為前者心墻上、下游面都設置反濾層，后者心墻下游面設置反濾 層。反濾層的設計和施工都符合規定。可見，那種認為只要做好反濾層就能保護 心墻或斜墻料不會發生滲透破壞的觀點是不切實際的。這兩座壩的心墻所用的冰 磧土是礫質粉土，粘粒()只占全料的，雖碾壓很密實，但仍是散粒土，沒有 粘性，在很小的滲透流速作用下，細顆粒就會移動。經較長時間運行后，心墻中 細粒流失，只剩礫石或者形成孔洞塌坑。壩己在心墻中增設混凝土防滲墻，壩 已用專門混合土料泵送填塞洞穴，尚待徹底加固。
美國Mud Mountain 土石壩在美國華盛頓州，1941年開工，第二次世界大戰期間 停工，二戰結束后復工，1948年竣工。壩高130 m ，是當時世界上最高的土石 壩，為冰磧土心墻堆石壩。上游壩坡l: 1.75、 1: 2.25，下游壩坡l: 1.5、 1: 2.0 。心墻上、下游坡都是l: 0.35 ，頂寬8m ，底寬88m ，開挖到基巖。心墻上、下游都設反濾過渡層，其頂部寬3m，底部寬15m。壩斷面見圖1。
由于砂礫石中大卵石較多，開采后即經篦柵剔除大于150 mm卵石。混合的 心墻料含水量大于最優含水量2%-5%，采用輥筒干燥，然后上壩。填筑層厚 15cm，用羊足碾碾壓。壓實后的干密度為不含礫石的為1.6g/cm3 ，含礫石量 50%的為2.08g/cm3 。壓實后滲透系數為1X10—6cm/s。無反濾保護的破壞滲透 比降為14。反濾過渡層料是軋碎的閃長巖，含少量高嶺土，最大料徑76mm，填 筑層厚度為30mra ，用拖拉機碾壓。壩殼料是石場開采的安山巖，石塊小于450kg 的占45%-55% ， 360kg的占25%_35% ， 1360-4500kg的占15%-25% 。用 拋投法施工，拋投層厚12m ，用水沖，每立方米堆石沖水1.5m3 。施工期間， 于1942年8月就發現心墻與過渡層接觸面有平行壩軸線的裂縫，過渡層及壩殼 下沉50-60ram，向外水平位移40-50mm，裂縫深2m。當時采取開挖回填處理。第 二次世界大戰期間停工，戰后復工，1948年竣工后裂縫又開展，最大縫寬100ran 。 又進行開挖回填處理。1951年，壩頂豎向位移達82cm，水平位移達27cm ，考 慮到壩的質量不好，限制蓄水深36m 。 1982年，發現心墻內滲壓計水頭與庫水 位同步升降。后來又發現下游壩趾漏水，隨即在心墻中鉆探，發現多處土質松軟， 有許多部位細料已被沖蝕，只剩礫石。為保證大壩安全，決定在心墻中增設混凝 土防滲墻，底部插入基巖4. 5m，墻深125m。在河床段，墻厚lm ;在兩岸岸坡 段，墻厚0.85m(見圖2 )。用液壓轉輪切槽機泥漿護壁造槽孔，槽內澆混凝土。 造槽時泥漿流失很多，說明心墻有孔洞或強透水層，灌注水泥膨潤土堵漏后才能 繼續造槽孔。混凝土防滲墻于1990年竣工。
以上兩種土石壩的防滲措施都有非常大的工作量和巨大的經濟投入，因此， 尋求一種工作量少、投資省的防滲方法是非常重要的。
發明內容
1、 本發明的目的在于提供一種橡膠面板石渣壩的施工方法，它是利用施工初 期圍堰用橡膠壩廢棄后就地解體作為石渣土石壩的防滲面板。
2、 本發明的目的是通過以下的技術方案來實現的 橡膠壩面板石渣壩的施工方法，其特征在于施工步驟如下
1) 先將施工初期圍堰用的橡膠壩，當施工結束后橡膠壩使用壽命結束，用 廢棄的橡膠壩頂部劃開，壩袋翻向兩側；
62) 用錨固橡膠壩底邊
3) 在劃開的橡膠壩袋的內側用石渣筑壩，邊筑壩邊鋪壓解體的橡膠壩袋；
4) 最后完成石渣壩主體工程后，固定橡膠壩袋，作為石渣壩的防滲措施。 3、有益效果
現有土石壩的防滲措施是在壩前擋水面上修筑面板，或是在土石壩中間修 建心墻，此兩種防滲方法不僅工作量，而且防滲投入很大，本公司橋鞏水電站在 二期圍堰施工中，利用廢棄的橡膠壩就地解體，作為土石壩的防滲措施可以極大 地節省投資和縮短施工時間，并作為一項土石壩防滲的新技術在橋鞏水電站使 用，取得了巨大的經濟效益。
四
圖l.瀝青混凝土面板斷面型式示意圖，A——復式斷面.B——簡式斷面，
附圖標記1——封閉層、2——防滲面層、3——排水層、4——防滲底層、 5——整平膠結層、6——墊層、7——填筑體。 圖2. Mud Mountain壩1948年竣工斷面和1990年加固澆筑的防滲墻示意圖。 圖3.美國Mud Mountain壩的縱剖面和1990年加固的混凝土防滲墻底面輪廓線。 圖4.石渣壩填筑前橡膠袋疊放 方法示意圖。 圖5.石渣壩填筑75m后橡膠壩袋疊放方法示意圖。
五、 具體實施例
橋鞏水電站在二期圍堰施工中，在圍堰堰頂部子堰用橡膠壩替代。橡膠壩底 板高程73.00m，壩頂高程78.00m,壩高5m，橡膠壩分為3跨，每跨凈長50m。
圍堰施工結束后，作為擋水子堰的橡膠壩的使用壽命也就結束了，這將造成極大
的浪費，而且拆除橡膠壩本身還會產生經濟費用。
橡膠面板石渣壩的施工方法，其特征在于施工步驟如下
(1) 先將施工初期圍堰用的橡膠壩，當施工結束后橡膠壩使用壽命，結束用 廢棄的橡膠壩袋頂部劃開，壩袋翻向兩側
(2) 錨固橡膠壩底邊；
(3) 在劃開的橡膠壩袋的內側用石渣筑壩，邊筑壩邊鋪壓解體的橡膠壩袋；
(4) 最后完成石渣壩主體工程后，固定橡膠壩袋，作為石渣壩的防滲措施。
設計將橡膠壩就地解體，作為土石壩的防滲措施可以極大地節約投資和縮短 施工時間，并作為一項土石壩防滲的新技術在橋鞏水電站使用，取得巨大經濟效
權利要求
1.一種橡膠面板石渣壩的施工方法，其特征在于施工步驟如下(1)先將施工初期圍堰用的橡膠壩，當施工結束后橡膠壩使用壽命，結束用廢棄的橡膠壩袋頂部劃開，壩袋翻向兩側(2)錨固橡膠壩底邊；(3)在劃開的橡膠壩袋的內側用石渣筑壩，邊筑壩邊鋪壓解體的橡膠壩袋；(4)最后完成石渣壩主體工程后，固定橡膠壩袋，作為石渣壩的防滲措施。
全文摘要
一種橡膠面板石渣壩的施工方法，其施工步驟為首先將已廢棄的橡膠壩袋頂部劃開，壩袋翻向兩側，用錨固橡膠壩底邊；然后在劃開的橡膠壩袋的內側用石渣筑壩，邊筑壩邊鋪壓解體的橡膠壩袋，最后完成石渣壩主體工程后，固定橡膠壩袋，作為石渣壩的防滲措施，用廢棄的橡膠壩袋作為石渣壩的防滲面板不僅可以極大的節省投資，而且施工期短。石渣壩為就地取材，作為一項土石壩地防滲新技術在橋鞏水電站使用，取得了很好的經濟效益。
文檔編號E02B7/06GK101525872SQ200910030868
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月17日 優先權日2009年4月17日
發明者但漢仁, 龐力平, 李小莘, 楊文海, 黃中良 申請人:廣西方元電力股份有限公司橋鞏水電站分公司;廣西電力工業勘察設計研究院