心墙复合土工膜土石围堰结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及一种心墙复合土工膜土石围堰结构及其施工方法。适用于水利水电工程中大坝基坑上、下游挡水围堰。


背景技术：

2.土石围堰在水利水电工程中应用比较广泛，心墙复合土工膜土石围堰相对斜墙土工膜土石围堰具有结构断面小、填筑工程量少的优点，为避免复合土工膜被石渣料的大粒径块体顶破，常在心墙复合土工膜两侧设置粒径小的垫层料、过渡料对复合土工膜加以保护，为避免垫层料、过渡料工程量过大及保证围堰边坡稳定，垫层料、过渡料体型应尽可能窄小，外侧碾压石渣体型尽可能宽。由于垫层料、过渡料自稳坡比在1:1.4～1.5附近，与心墙土石围堰要求的窄小断面相矛盾，当垫层料、过渡料的设计坡比较陡或垂直断面时，垫层料、过渡料的填筑施工存在很大困难。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种心墙复合土工膜土石围堰结构及其施工方法。
4.本发明所采用的技术方案是：一种心墙复合土工膜土石围堰结构，其特征在于：该围堰结构内设有心墙复合土工膜，心墙复合土工膜的上、下游两侧均依次设有垫层料和过渡料，所述心墙复合土工膜在竖向成之字形折叠布置。
5.所述心墙复合土工膜上、下游两侧的垫层料和过渡料均分层填筑，心墙复合土工膜上、下游两侧的垫层料分层中仅有一侧垫层料分层的与心墙复合土工膜接触面为具有自稳坡比的坡面，该具有自稳坡比坡面的垫层料分层沿竖向分别在心墙复合土工膜上、下游两侧交替分布；所述心墙复合土工膜贴敷在各分层中具有自稳坡比坡面的垫层料分层上，使该心墙复合土工膜在竖向形成之字形折叠形态。
6.该围堰结构填筑有细石渣料，细石渣料的上下游填筑有抛填石渣料，该细石渣料内施工有混凝土防渗墙，混凝土防渗墙下方施工有防渗帷幕，混凝土防渗墙上方衔接所述心墙复合土工膜；
7.所述心墙复合土工膜上、下游两侧均依次设有所述垫层料和过渡料，以及碾压石渣。
8.所述抛填石渣料的迎水侧抛填有大块石护坡；所述碾压石渣的迎水侧铺设有干砌块石护坡。
9.所述心墙复合土工膜上、下游两侧的垫层料和过渡料宽度均为2m。
10.所述自稳坡比坡面的坡比均为1:1.6。
11.所述心墙复合土工膜两侧的垫层料、过渡料填筑分层厚度为碾压石渣料填筑分层厚度的1/2或1/3。
12.一种所述心墙复合土工膜土石围堰结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.s1、在心墙复合土工膜上游侧或下游侧依次填筑过渡料分层和垫层料分层，过渡料分层与垫层料分层交界、垫层料与心墙复合土工膜交界的坡比均为自稳坡比；
14.s2、沿步骤s1中垫层料分层的自稳坡比坡面铺设心墙复合土工膜；
15.s3、在心墙复合土工膜的另一侧继续依次填筑垫层料分层、过渡料分层，垫层料与过渡料交界处坡比为自稳坡比；
16.s4、在已填筑的垫层料分层和过渡料分层上从心墙复合土工膜的另一侧依次填筑过渡料分层和垫层料分层，过渡料分层与垫层料分层交界、垫层料与心墙复合土工膜交界的坡比均为自稳坡比；
17.s5、沿步骤s4中垫层料分层自稳坡比坡面铺设心墙复合土工膜；
18.s6、重复步骤s1～s5，完成垫层料、过渡料的填筑以及心墙复合土工膜的铺设，复合土工膜铺设完成后成在竖向成之字形折叠布置。
19.本发明的有益效果是：本发明将心墙复合土工膜在竖向布置成之字形折叠形态，有利于适应围堰的沉降变形，从而可降低对垫层料和过渡料的要求，减小垫层料、过渡料断面体型，减小围堰整体填筑工程量，降低工程费用。
20.本发明中垫层料和过渡料均分层进行填筑，可在垫层料分层和过渡料分层均满足坡度要求的情况下大大减小垫层料、过渡料整体的断面体型。
21.本发明中采用上下游交替开始分层施工的方式，可方便的进行之字形折叠土工膜的施工，土工膜之字形布置过程与垫层料、过渡料的填筑过程相适应。
附图说明
22.图1为实施例的典型剖面示意图。
23.图2为实施例中碾压石渣、垫层料、过渡料和心墙复合土工膜施工顺序示意图(顺序为a
→b→c→d→e→f→g→h→
i)。
24.1、防渗帷幕；2、河床；3、细石渣料；4、混凝土防渗墙；5、抛填石渣料；6、抛填大块石；7、碾压石渣；8、过渡料；9、垫层料；10、心墙复合土工膜；11、干砌块石护坡；12、泥结石路面。
具体实施方式
25.如图1所示，本实施例中一种心墙复合土工膜土石围堰结构，该围堰结构堰体内设置有混凝土防渗墙，混凝土防渗墙位于围堰中心轴线处，混凝土防渗墙两侧填筑的石渣料为粒径较小的细石渣料，细石渣料粒径不大于300mm；细石渣料两侧填筑抛填石渣料，抛填石渣料迎水侧抛填大块石护坡，坡比不陡于1:1.5。
26.本实施例中混凝土防渗墙上方与心墙复合土工膜衔接，混凝土防渗墙下方设置有防渗帷幕，共同组成围堰的挡水防渗体。心墙复合土工膜的上、下游两侧均依次设有垫层料、过渡料和碾压石渣，其中迎水侧在碾压石渣外侧布置干砌块石护坡；垫层料宽4m，心墙复合土工膜两侧各2m，过渡料宽度2m。
27.本例中垫层料、过渡料和碾压石渣均分层填筑，心墙复合土工膜上、下游两侧的垫层料分层中仅有一侧垫层料分层与心墙复合土工膜接触面为具有自稳坡比(坡比1:1.6)的坡面，该具有自稳坡比坡面的垫层料分层沿竖向分别在心墙复合土工膜上、下游两侧交替
分布。
28.本实施例中心墙复合土工膜贴敷在各个竖向交替分布上下游两侧的垫层料分层的自稳坡比坡面上，使该心墙复合土工膜在竖向形成之字形折叠形态。
29.本实施例的具体施工方法包括以下步骤：
30.1)在河床上填筑细石渣料，形成混凝土防渗墙施工平台；
31.2)在细石渣料内施工混凝土防渗墙；
32.3)通过预埋在混凝土防渗墙内的灌浆管施工混凝土防渗墙下方的防渗帷幕；
33.4)在细石渣料上下游外侧抛填石渣料，迎水侧的抛填石渣料抛填大块石护坡；
34.5)防渗帷幕完工后，将心墙复合土工膜与混凝土防渗墙顶端连接；
35.6)填筑碾压石渣第一层，预留垫层料、过渡料的填筑区域，与过渡料交界部位坡比1:1.6；
36.7)沿上游侧碾压石渣依次填筑过渡料、垫层料，过渡料分层和垫层料分层层厚为碾压石渣厚度的1/2，过渡料与垫层料交界、垫层料与心墙复合土工膜交界的坡比均为1:1.6；
37.8)沿步骤7)中垫层料坡面按1:1.6坡比铺设心墙复合土工膜，单层折叠高度与垫层料分层填筑厚度相同，均为碾压石渣料分层填筑厚度的1/2(或1/3)；
38.9)在心墙复合土工膜下游侧继续依次填筑垫层料、过渡料，垫层料与过渡料交界处坡比1:1.6；
39.10)在已填筑的垫层料分层和过渡料分层上，从下游侧向上游依次填筑过渡料和垫层料，过渡料与垫层料交界、垫层料与心墙复合土工膜交界的坡比均为1:1.6；
40.11)沿步骤10)中垫层料坡面按1:1.6坡比铺设心墙复合土工膜，单层折叠高度与垫层料分层的填筑高度相同；步骤6)～11)的施工顺序示意图见图2；
41.12)重复步骤6)～11)，完成碾压石渣、垫层料、过渡料的填筑以及心墙复合土工膜的铺设；
42.13)填筑迎水面干砌块石护坡；
43.14)在围堰顶部铺设泥结石路面。