[发明专利]高土石坝护坡结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，具体涉及一种高土石坝护坡结构及其施工方法。

背景技术

高土石坝具有选材容易、造价较低、结构简单、抗震性能好等优点，是水利水电工程领域广泛采用的一种坝型。高土石坝的坝坡会受到库水波浪淘刷、顺坡水流冲刷等侵蚀作用以及冻胀干裂作用，且地震荷载作用下，高土石坝破坏将首先从坝顶部开始，主要表现为坝顶部上、下游坝面堆石松动、滚落，甚至局部浅层滑动，因此，高土石坝的上、下游坝面必须采取护坡措施。

在本发明之前，高土石坝坝面一般采取大块石护坡、干砌石护坡、浆砌石护坡或其他混凝土护坡结构。大块石护坡由于块石体积和质量均较大，无法实现人工砌筑，施工不便，在机械砌筑施工过程中，坝面平整度难以得到保证，影响坝体的整体美观；干砌石护坡可以进行人工砌筑，坝面平整度虽然能够得到保证，但由于块石体积和质量较小且形状各异，导致其抗震性能较差、护坡性能不好，例如，2008年“5·12”汶川大地震中，紫坪铺高面板堆石坝下游坡面在靠近坝顶附近的干砌石就出现了松动、滚落和滑移等破坏；浆砌石护坡存在施工工期长，工程造价和人工费用高等缺点。块石护坡结构和其他混凝土护坡结构由于表面不能生长植被，还存在着与周围生态环境不协调的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种施工方便且护坡性能更好的高土石坝护坡结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高土石坝护坡结构，包括分别设置在高土石坝坝体堆石上、下游侧表面的上游坝面和下游坝面，所述上游坝面主要由多块上游砌块砌筑而成，所述下游坝面主要由多块下游砌块砌筑而成；所述上游砌块和下游砌块均为形状规则的多边形结构；所述上游坝面和下游坝面与坝体堆石之间均设有碎石垫层。

进一步的是，所述上游砌块为正六边形的预制混凝土砌块，所述下游砌块为正六边形的预制无砂混凝土砌块。

进一步的是，所述上游砌块上设有排水孔，所述排水孔与碎石垫层之间设有反滤土工布。

进一步的是，所述反滤土工布的最小长度不小于三倍排水孔的直径，且反滤土工布的几何中心与排水孔的轴心线共线。

进一步的是，所述上游砌块的边长为30～50cm、厚度为20～40cm；所述排水孔设置在上游砌块的中心，其直径为50～100mm。

进一步的是，所述下游砌块的边长为30～50cm、厚度为20～40cm。

进一步的是，所述下游砌块的外表面上设置有拌有草种的有机腐殖土层。

进一步的是，所述上游坝面与坝体堆石之间的碎石垫层为两层且厚度均为20～30cm，其中与上游坝面相贴合的碎石垫层中碎石的最大粒径为10～20mm、与坝体堆石相贴合的碎石垫层中碎石的最大粒径为20～40mm；所述下游砌块与坝体堆石之间的碎石垫层为一层，厚度为20～30cm，该碎石垫层中碎石的最大粒径为10～20mm。

本发明还提供了一种高土石坝护坡结构的施工方法，用于施工上述的高土石坝护坡结构，包括下列步骤：

a、分层填筑、碾压高土石坝坝体堆石，在碾压后的坝体堆石的上、下游表面上铺设碎石垫层；

b、将铺设完成后的碎石垫层表面修理平整，在上、下游碎石垫层表面上分别砌筑上游砌块和下游砌块；所述上游砌块和下游砌块均为形状规则的多边形结构；

c、重复步骤a和b直至达到坝体设计高程为止；砌筑在坝体上、下游侧的多块上游砌块和下游砌块分别构成上游坝面和下游坝面。

进一步的是，步骤a中，每碾压完一层坝体堆石后即开始在其表面铺设碎石垫层；其中，在位于坝体堆石上游侧的表面上铺设两层厚度均为20～30cm的碎石垫层，且位于上侧的碎石垫层中碎石的最大粒径为10～20mm、位于下侧的碎石垫层中碎石的最大粒径为20～40mm；在位于坝体堆石下游侧的表面上铺设一层厚度为20～30cm的碎石垫层、该碎石垫层中碎石的最大粒径为10～20mm；

步骤b中，在每层坝体堆石表面的碎石垫层铺设完成后，采用反铲对碎石垫层表面进行修坡处理，并铺设上游砌块和下游砌块；所述上游砌块上设有排水孔，每铺设一块上游砌块均在所述排水孔与碎石垫层之间设置一块反滤土工布；每铺设一块下游砌块均在其外表面上设置一层以上拌有草种的有机腐殖土层。