一种坐落在深厚覆盖层上的沥青心墙坝坝体加固方法

1.本发明涉及坝体施工技术领域，特别是涉及一种坐落在深厚覆盖层上的沥青心墙坝坝体加固方法。


背景技术：

2.截至目前，我国在利用覆盖层建坝方面已取得了不小的成就，已在覆盖层上修建了粘土心墙堆石坝、沥青混凝土心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝、混凝土重力坝、拱坝等各种类型的大坝。但受西部地区特殊的地形、地质环境控制，西部地区的大部分江河干流都普遍存在一个特殊的地质问题—河床深厚覆盖层问题，覆盖层深度多则几百米，少则50余米。在如此深的覆盖层上修建高土石坝，深厚覆盖层引起的防渗体变形不协调和地震引起的深层抗滑稳定等工程技术问题十分突出，如何经济有效地对坝基深厚覆盖层进行加固处理，也仍处在不断的探索之中。
3.为解决深厚覆盖层上建高土石坝的深层抗滑问题和坝体与坝基不协调变形问题，现阶段深厚覆盖层坝基加固设计主要有全部挖除坝体区域的覆盖层土体、采用振冲碎石桩加固、坝基固结灌浆加固和上、下游布置压重等。上述方法对于百米以上深厚覆盖层且存在深部软弱夹层时均存在经济代价过大或加固效果的合理性评价问题。
4.如公开号为cn 112195910a的一种振冲碎石桩与堆石体加筋的土石坝软基处理结构与施工方法中公开了在软弱覆盖层设置振冲碎石桩群，对坝基深厚软弱基础加固处理；碎石桩底部位于覆盖层密实层或风化基岩之上；土石坝防渗体系由覆盖层基础防渗墙和坝体防渗体构成；在防渗墙下游侧碎石桩顶部布置基础反滤垫层；在防渗墙上游侧碎石桩上部和下游侧基础反滤垫层上部填筑坝壳堆石体加筋区；该现有技术中采用的桩基加固法对软弱覆盖层进行加固处理，而桩基施工不仅施工周期长而且成本高昂。
5.为了解决上述问题，本发明提供一种坐落在深厚覆盖层上的沥青心墙坝坝体加固方法，来解决以往的覆盖层坝体施工成本高昂且覆盖层内部存在软弱夹层上部结构深部抗滑稳定的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种坐落在深厚覆盖层上的沥青心墙坝坝体加固方法，在低施工成本和技术难度下达到提高坝基的承载能力和坝体深层抗滑稳定性的目的。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.一种坐落在深厚覆盖层上的沥青心墙坝坝体加固方法，包括以下内容：
9.确定防渗墙的顶面标高，开挖覆盖层的表层并形成钢塑双向土工格栅铺设区，完成防渗墙成孔和施工，所述钢塑双向土工格栅铺设区与所述混凝土垫座基坑之间存在交叉区，所述交叉区位于所述防渗墙的顶面标高以上，在所述交叉区内从下向上逐层铺设钢塑双向土工格栅并伸入位于所述交叉区内的混凝土垫座区域，浇注混凝土垫座至顶面标高并与位于所述垫座内的钢塑双向土工格栅一体成型；
10.沿所述交叉区至坝体上、下游坝脚范围内继续铺设钢塑双向土工格栅，完成坝壳料回填并与位于垫座内的钢塑双向土工格栅一体成型，构成坝体底部的钢塑双向土工格栅加筋复合地基；
11.在所述垫座顶面继续向上逐层铺设钢塑双向土工格栅至设计高度并同步施工沥青混凝土心墙，所述钢塑双向土工格栅与所述沥青混凝土心墙不交叉；
12.每层所述钢塑双向土工格栅铺设时均向两侧延伸至上游坝脚和下游坝脚；
13.在所述沥青混凝土心墙两侧施工堆石区直至坝体施工完毕。
14.优选地，与所述沥青混凝土心墙同步施工的钢塑双向土工格栅的高度为坝体高度的五分之一至四分之一。
15.优选地，所述坝体的迎水面和背水面均设置干砌石护坡。
16.优选地，所述垫座混凝土施工完毕后，沿垂直于垫座走向的方向铺设复合土工膜并延伸至垫座上。
17.优选地，在所述复合土工膜上施做反滤层。
18.优选地，所述沥青混凝土心墙与垫座的连接处设置有沥青马蹄脂和止水铜片。
19.优选地，所述覆盖层的开挖深度为2米至5米。
20.优选地，覆盖层内相邻所述钢塑双向土工格栅之间的间距为1.0米，坝体内部铺设钢塑双向土工格栅之间的间距为2.0米至3.0米。
21.优选地，所述钢塑双向土工格栅为极限延伸率大于3％、极限抗拉强度大于80kn/m和横纵结点剥离力大于300n。
22.优选地，所述垫座内部沿所述防渗墙的走向设置有灌浆和检查廊道。
23.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
24.1.本发明采用钢塑双向土工格栅将位于深厚覆盖层内的混凝土防渗墙、垫座和深厚覆盖层连接成为一个整体，并对沥青混凝土心墙上、下游两侧进行包裹式加固，显著改善沥青心墙-垫座-防渗墙构成的整体防渗体系抵抗坝体填筑、蓄水和地震荷载引起的深厚覆盖层大变形导致的不协调变形能力，且可大幅提高坐落在存在软弱夹层的深厚覆盖层上沥青心墙坝深层抗滑稳定性；此外，本发明的施工工艺简单且耗材少，不仅加快了施工进度，而且降低了施工成本。
25.2.本发明中每层钢塑双向土工格栅铺设时均向两侧延伸至上游坝脚和下游坝脚，形成复合地基提高位于深厚覆盖层上沥青心墙坝坝基承载力。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.附图1为本发明的结构示意图；
28.附图2为a处放大图；
29.其中，1、防渗墙；2、钢塑双向土工格栅；3、垫座；4、灌浆和检查廊道；5、沥青马蹄脂；6、止水铜片；7、沥青混凝土心墙；8、坝体；9、复合土工膜；10、覆盖层。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的目的是提供一种坐落在深厚覆盖层上的沥青心墙坝坝体加固方法，达到提高坝基承载力和坝体深层抗滑稳定性以及降低施工成本的目的。
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
33.参考图1至图2，一种坐落在深厚覆盖层上的沥青心墙坝坝体加固方法，确定防渗墙1的顶面标高，开挖覆盖层10的表层至防渗墙1顶部标高并形成钢塑双向土工格栅铺2设区，完成混凝土防渗墙1施工，钢塑双向土工格栅2铺设区与混凝土垫座3基坑之间存在交叉区，交叉区位于防渗墙1的顶面标高以上，在交叉区内从下向上逐层铺设钢塑双向土工格栅2并伸入位于交叉区内的混凝土垫座3区域，浇注混凝土垫座3至顶面标高并与位于垫座3内的钢塑双向土工格栅2一体成型；沿交叉区至坝体8上、下游坝脚范围内继续铺设钢塑双向土工格栅2，完成坝壳料回填并与位于垫座3内的钢塑双向土工格栅2一体成型，构成坝体8底部的钢塑双向土工格栅2加筋复合地基。在垫座3顶面继续向上逐层铺设钢塑双向土工格栅2至设计高度并同步施工沥青混凝土心墙7，钢塑双向土工格栅2与沥青混凝土心墙7不交叉；每层钢塑双向土工格栅2铺设时均沿坝体8上、下游方向延伸至上游坝脚和下游坝脚；在沥青混凝土心墙7两侧施工堆石区构成钢塑双向土工格栅2复合坝体8直至坝体施工完毕，在沥青混凝土心墙7两侧施工堆石区直至坝体施工完毕。采用钢塑双向土工格栅2将位于深厚覆盖层10内的混凝土防渗墙1、垫座3和深厚覆盖层10连接成为一个整体，并对沥青混凝土心墙7上、下游两侧进行包裹式加固，显著改善沥青心墙-垫座3-防渗墙1构成的整体防渗体系抵抗坝体8填筑、蓄水和地震荷载引起的深厚覆盖层10大变形导致的不协调变形能力，且可大幅提高坐落在存在软弱夹层的深厚覆盖层10上沥青心墙坝深层抗滑稳定性。此外，本发明的施工工艺简单且耗材少，不仅加快了施工进度，而且降低了施工成本。
34.进一步的，与沥青混凝土心墙7同步施工的钢塑双向土工格栅2的高度为坝体高度的五分之一至四分之一；两侧铺至上、下游坝坡，在保证沥青混凝土心墙7整体防渗效果的前提下，通过两侧土工格栅加筋复合堆石体进一步降低沥青心墙因不均匀变形引起的水力劈裂破坏。
35.进一步的，坝体的迎水面和背水面均设置干砌石护坡；保证坝体边坡的稳定性。
36.进一步的，垫座3混凝土施工完毕后，沿垂直于垫座3走向的方向铺设复合土工膜9并延伸至垫座3上。
37.进一步的，在复合土工膜9上施做反滤层。
38.进一步的，沥青混凝土心墙7与垫座3的连接处设置有沥青马蹄脂5和止水铜片6。
39.进一步的，覆盖层10的开挖深度为2米至5米。
40.进一步的，覆盖层10内相邻所述钢塑双向土工格栅2之间的间距为1.0米，坝体内部铺设钢塑双向土工格栅2之间的间距为2.0米至3.0米。
41.进一步的，钢塑双向土工格栅2为极限延伸率大于3％、极限抗拉强度大于80kn/m
和横纵结点剥离力大于300n。
42.参考图2，垫座内部沿所述防渗墙的走向设置有灌浆和检查廊道4。
43.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
44.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。