一种堆石混凝土透水坝及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种透水坝的结构设计型式，更具体说是一种堆石混凝土透水坝。
【背景技术】
[0002]透水坝是挡水建筑中的一种新型坝体结构型式，主要用于矿业领域中尾矿的初期坝设计，起到加快尾矿排水固结，降低坝体浸润线，提高坝体稳定性的作用。近些年，透水坝也逐渐用于平原河网地区的水位控制、水质净化问题，起到拦蓄径流或净化水体的作用等。常见的透水坝型包括土质坝、砌石坝和混凝土坝等。
[0003]土质透水坝是用风化土料筑成的，其坝体强度不高，不能承担大型的河流和水库径流的拦蓄作用，坝体稳定性不强；砌石透水坝是用块石或条石砌成的坝，该坝型较土质透水坝稳定性高，但是对坝基工程地质条件要求高，并且施工机械化程度低，需要使用大量的人工，施工效率低，成本高；混凝土透水坝是由混凝土浇筑而成，其稳定性和强度较高，但是排水通道设计较困难，综合单价也相应较高。
[0004]近些年，由清华大学发明并获得国家发明专利授权的堆石混凝土技术已经逐步在工程中应用。该技术是利用高流动性、抗分离性能好、穿透能力强的自密实混凝土，依靠其自重完全充填块石空隙而形成大体积混凝土，具有水泥用量少，绝热温升小，单价低，施工简单，速度快等优点。
[0005]如何将堆石混凝土技术与透水坝的设计结合起来，使其既能保证坝体强度，又能简化施工、降低成本，是目前急需解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的提供一种堆石混凝土透水坝，将堆石混凝土技术与透水坝的设计结合起来，解决一般混凝土透水坝施工工序中排水通道设计困难的问题，从而简化施工，提高施工效率，降低成本，是一种经济实用的坝型。
[0007]本发明的技术方案为:
[0008]一种堆石混凝土透水坝，仓面采用块石与碎石堆相间填筑，采用自密实混凝土自然填充块石间空隙，不完全填充碎石堆内的空隙从而作为排渗通道进行排水。
[0009]优选地，所述块石粒径不小于300mm，构筑碎石堆的碎石粒径为20?100mm。
[0010]优选地，所述仓面的高度宜为1.5?2m。
[0011]优选地，所述仓面的同一升程内块石与碎石堆间隔填筑。
[0012]优选地，所述仓面同一升程内，碎石堆之间间距大于等于2m。
[0013]优选地，所述仓面相邻的不同升程之间，碎石堆交错填筑。
[0014]优选地，通过调整碎石体的大小以及自密实混凝土的流动性，使其不完全填充碎石体的空隙而形成排渗通道。
[0015]优选地，所述堆石混凝土透水坝具有坝坡迎水面，在所述透水坝迎水面排渗通道位置设置反滤层，防止颗粒物随水流进入排渗结构中，堵塞通道。
[0016]本发明还提供上述堆石混凝土透水坝的施工方法，包括以下步骤:
[0017]①填筑堆石
[0018]根据透水坝设计的排水通道确定仓面内碎石堆的填筑区域，在堆石入仓过程中交替完成大块石入仓与碎石堆填筑工序；
[0019]②浇筑混凝土
[0020]在完成步骤①仓面的堆石表面直接浇筑自密实混凝土，依靠自密实混凝土的自重自然填充块石间空隙形成堆石混凝土 ；对于堆石体中的碎石填筑区域，因自密实混凝土不完全填充形成的空隙通道即为设计的排渗通道，形成自然不密实的混凝土排渗结构。
[0021]该堆石混凝土透水坝的设计与传统透水坝的设计相比，具有以下有益效果:
[0022](I)本发明的透水坝是一种混凝土坝，强度较高，安全可靠，调节径流和拦蓄水位的作用更加明显。
[0023](2)本发明的排渗结构是通过自密实混凝土浇筑堆石体而自然形成的，工艺简单、施工方便、施工效率高。
[0024](3)本发明免去了埋设排水管道的工序，降低了工程量，节省了人工，降低了成本。
[0025]综上所述，本发明安全可靠，施工简单、成本降低。
【附图说明】
[0026]本发明附图6幅，
[0027]图1:堆石混凝土透水坝的仓面堆石示意图；
[0028]图2:堆石混凝土透水坝的自密实混凝土浇筑示意图；
[0029]图3:堆石混凝土透水坝在不同层的碎石堆放示意图；
[0030]图4:堆石混凝土透水坝浇筑后形成的排渗结构侧面图
[0031]图5:排渗结构局部放大图；
[0032]附图标记说明:
[0033]1-块石；2_碎石堆；3-自密实混凝土 ；4_排渗通道；5_模板；6_反滤层。
【具体实施方式】
[0034]下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0035]本发明是在堆石混凝土技术的基础上，交替完成大块石入仓和碎石填筑的工序，浇筑自密实混凝土使其自由流动填充堆石体，其中自密实混凝土不完全填充堆石体所形成的空隙通道即为设计的排水通道，形成一种具有自然不密实的混凝土排渗结构的堆石混凝土透水坝。
[0036]下面结合附图进一步说明本发明的实施方式:
[0037]实施例1
[0038]一种堆石混凝土透水坝，仓面采用块石与碎石堆相间填筑，采用自密实混凝土自然填充块石间空隙，不完全填充碎石堆内的空隙从而作为排渗通道进行排水；块石粒径不小于300mm，构筑碎石堆的碎石粒径在20?10mm之间；仓面的同一升程内块石与碎石堆间隔填筑，且碎石堆之间的间距不小于2m ;仓面相邻的不同升程之间，碎石堆交错填筑；通过调整碎石体的大小以及自密实混凝土的流动性，使其不完全填充碎石体的空隙而形成排渗通道。所述堆石混凝土透水坝具有坝坡迎水面，在所述坝坡迎水面的排渗通道位置设置反滤层6。
[0039]施工方法，包括以下步骤:
[0040]①填筑堆石
[0041]根据透水坝设计的排水通道确定仓面内碎石堆的填筑区域，在堆石入仓过程中交替完成大块石入仓与碎石堆填筑工序；
[0042]②浇筑混凝土
[0043]在完成步骤I仓面的堆石表面直接浇筑自密实混凝土，依靠自密实混凝土的自重自然填充块石间空隙形成堆石混凝土 ；对于堆石体中的碎石填筑区域，因自密实混凝土不完全填充形成的空隙通道即为设计的排渗通道，形成自然不密实的混凝土排渗结构。
[0044]实施例2
[0045]一种堆石混凝土透水坝，仓面采用块石与碎石堆相间填筑，采用自密实混凝土自然填充块石间空隙，不完全填充碎石堆内的空隙从而作为排渗通道进行排水；块石粒径不小于300mm，构筑碎石堆的碎石粒径控制在20?10mm ;仓面的同一升程内块石与碎石堆间隔填筑，碎石堆之间间距不小于2m ;仓面相邻的不同升程之间，碎石堆交错填筑；通过调整碎石体的大小以及自密实混凝土的流动性，使其不完全填充碎石体的空隙而形成排渗通道。
[0046]施工方法，包括以下步骤:
[0047]1、支立模板5，交替完成粒径不小于300mm的块石I入仓和粒径不大于10mm的碎石2填筑工序，碎石体在同一升程内需间隔填筑，同一升程仓面的高度控制在1.5m?2m，如图1所示。
[0048]2、浇筑自密实混凝土 3，自密实混凝土 3自由流动填充堆石体空隙，如图2所示。
[0049]3、重复上面步骤I和步骤2完成下一升程坝体的构筑。碎石体在上下升程的堆放位置需交错开，上、下升程的碎石体堆放位置如图3所示。
[0050]4、因自密实混凝土 3不完全填充堆积体的空隙相连，形成一个自然不密实的混凝土排渗通道4，在透水坝上游坡面排渗通道处用砂砾料或土工布铺设反滤层，如图4所示，排渗结构局部放大如图5所示。
[0051]上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种堆石混凝土透水坝，其特征在于，仓面采用块石与碎石堆相间填筑，用自密实混凝土自然填充块石间空隙，不完全填充碎石堆内的空隙从而作为排渗通道进行排水。2.根据权利要求1所述的堆石混凝土透水坝，其特征在于，所述块石粒径不小于300mm，碎石堆的碎石粒径为20?100mm。3.根据权利要求1或2所述的堆石混凝土透水坝，其特征在于所述仓面的同一升程内块石与碎石堆间隔填筑。4.根据权利要求3所述的堆石混凝土透水坝，其特征在于，所述仓面同一升程内，碎石堆之间间距大于等于2m。5.根据权利要求3所述一种堆石混凝土透水坝，其特征在于，所述仓面相邻的不同升程之间，碎石堆交错填筑。6.根据权利要求1所述的堆石混凝土透水坝，其特征在于，所述堆石混凝土透水坝具有坝坡迎水面，在所述坝坡迎水面的排渗通道位置设置反滤层。7、权利要求1所述堆石混凝土透水坝的施工方法，其特征在于，包括以下步骤: ①填筑堆石 根据透水坝设计的排水通道确定仓面内碎石堆的填筑区域，在堆石入仓过程中交替完成大块石入仓与碎石堆填筑工序； ②饶筑混凝土 在完成步骤I仓面的堆石表面直接浇筑自密实混凝土，依靠自密实混凝土的自重自然填充块石间空隙形成堆石混凝土 ；对于堆石体中的碎石填筑区域，因自密实混凝土不完全填充形成的空隙通道即为设计的排渗通道，形成自然不密实的混凝土排渗结构。
【专利摘要】本发明公开了一种堆石混凝土透水坝，所述透水坝的设计是基于堆石混凝土技术的基础上，交替完成大块石入仓和碎石填筑的工序，浇筑自密实混凝土使其自由流动填充堆石体，其中自密实混凝土不完全填充堆石体所形成的空隙通道即成为自然不密实的混凝土排渗结构，取代排水管道进行排水。该透水坝可以有效解决一般混凝土透水坝设计中排水通道设计困难的问题，除具备拦蓄水位、调节径流的水利功能外，还有加强坝体强度、简化施工工艺和节约成本的优势。
【IPC分类】E02B7/06
【公开号】CN104929081
【申请号】CN201510313879
【发明人】金峰, 陈长久, 周虎, 安雪晖, 何欣烨
【申请人】北京华石纳固科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月10日