[发明专利]水中抛填砂砾石料低坝坝体及其提高坝体相对密度的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及水工结构领域，具体地指一种水中抛填砂砾石料低坝坝体及其提高坝体相对密度的施工方法。

背景技术

土石坝按施工方法一般分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝和水力冲填坝等，碾压式土石坝是当今土石坝的主导坝型，通常坝体填筑前需先修建围堰导流，然后在干地条件下自建基面分层碾压填筑坝体，填筑进度须满足工期计划或坝体安全度汛等要求。

三峡工程建成后按175-156-145m(吴淞)水位运行，在春、夏、秋三季三峡水库低水位运行，冬季三峡水库高水位运行，其库区形成深度达30m左右的消落区。对于消落区库尾面积较大、地势开阔平坦区域产生严重的生态、环境问题，修建生态环境综合治理工程控制库水位消落高度，工程一般采取低闸坝方案，坝体优先考虑采用当地材料坝。

消落区受三峡水库蓄水影响，坝体采用干地条件下分层碾压填筑，须在坝体上、下游侧修筑与坝体长度、高度基础相当的防渗围堰，围堰工程量大，经济上不合理；采用进占法由岸坡向河床方向逐渐推进、水中直接抛填砂砾石料(砂砾石料质地坚硬,级配较好，小于5mm粒径含量小于30％，小于0.075mm粒径含量小于8％)至水面以上筑坝，坝体自身兼顾导流功能，不修筑防渗围堰，但抛填砂砾石料坝体相对密度较低，约为0.65左右，坝体的变形、稳定安全难以保证。现行的《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》适用于振冲法施工处理深度20m以内的地基处理工程，如何提高水中抛填砂砾石料坝体相对密度没有规程规范可以采用。

发明内容

本发明的目的是提供一种水中抛填砂砾石料低坝坝体及其提高坝体相对密度的施工方法；该方法针对低坝采用对水中抛填砂砾石料至水面以上的坝体进行合理布孔、造孔、振冲加密及连续填料，提高抛填砂砾石料坝体的相对密度不低于现行碾压式土石坝设计规范规定的0.75，以控制坝体变形，保证坝体稳定安全。

为实现上述目的，本发明提供的一种水中抛填砂砾石料低坝坝体，所述坝体包括上游和下游的坝脚，所述坝脚之间抛填形成的砂砾石料坝体，所述砂砾石料坝体包括水面以下的砂砾石料坝体和水面以上的砂砾石料坝体，所述水面以上的砂砾石料坝体的坝顶钻有多排振冲加密孔且相近两排的振冲加密孔交错布置，每排振冲加密孔是由第Ⅰ次序振冲加密孔和第Ⅱ次序振冲加密孔交替组成；所述水面以上的砂砾石料坝体的坝顶填筑碾压有分层填筑碾压砂卵石坝体。

进一步地，坝脚的高度为坝脚上游和下游的坡比为1︰2.0～2.5。

再进一步地，所述砂砾石料坝体上、下游坡比为控制在1︰2.5～2.75。

再进一步地，所述第Ⅰ次序振冲加密孔与第Ⅱ次序振冲加密孔的孔距a为3.0～3.5m；每排加密孔的之间的排距b为孔距。

再进一步地，所述坝体坝轴线上浇筑有竖直的混凝土防渗墙。

本发明还提供一种提高水中抛填砂砾石料低坝坝体相对密度的施工方法，包括以下步骤：

1)收集整理分析大坝技术资料及做好设备、备料等准备工作；

2)视坝址水深，先采用进占法由岸坡向河床方向逐渐推进或水面船法抛填坝体上、下游坝脚块石料，形成坝脚；其中，坝脚的高度为

3)采用进占法由岸坡向河床方向逐渐推进抛填坝体砂砾石料至水面以上、得到高出水面2.0～2.5m的砂砾石料坝体；其中砂砾石料坝体包括水面以下的砂砾石料坝体和水面以上的砂砾石料坝体；

4)对水中抛填至水面以上的砂砾石料坝体进行测量，以坝轴线为控制线进行振冲加密孔位布置；振冲加密孔沿坝轴线分排分序布置，其中，第Ⅰ次序振冲加密孔与第Ⅱ次序振冲加密孔成交替布置；

5)选用液压调频振冲器及满足起吊负荷和振冲加密最大孔深的起吊设备，开展现场振冲加密生产性试验；

6)采用汽车吊或履带吊起吊液压调频振冲器对准孔位进行造孔，造孔孔位误差小于10cm，造孔孔径由实际采用的液压调频振冲器型号振冲坝体砂砾石料时自动确定，造孔贯入坝体时应保持垂直，控制偏斜度不大于3％；

7)振冲器造孔至设计深度后对坝体进行填料振冲加密；振冲加密从孔底开始逐段向上分段加密，加密段长0.3～0.5m，加密时连续向孔内填料，填料要求为20～150mm的砾石料，振冲加料时往复提升振冲器1.5～2.0m；当振冲器振冲加密达到施工工艺技术参数后，向上提升振冲器进行下一加密段施工，如此反复直至坝体顶部；

8)对裸露水面以上坝体表面定位的所有振冲加密孔分序进行振冲加密，完成后对振冲加密坝体进行相对密度质量检查，即得到抛填砂砾石料低坝坝体；