多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法，通過(guò)在面板堆石壩的趾板下游的基巖面上，結(jié)合施工期排水和安全監(jiān)測(cè)儀器的埋設(shè)要求，沿所述基巖橫斷面挖出一條具備一定過(guò)流能力的排水通道并采用排水料回填，施工期用于施工用水和雨水的排泄通道，運(yùn)行期用于收集面板滲水，供安全監(jiān)測(cè)儀器觀測(cè)，并作為下游排水通道。本發(fā)明專利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在避免在面板堆石壩的面板和趾板上開孔，保證了壩體混凝土結(jié)構(gòu)的完整性；省去了反向排水孔的封堵工序，節(jié)約了資源，加快了面板堆石壩工程施工進(jìn)度，保證了防滲系統(tǒng)的可靠性；與運(yùn)行期安全監(jiān)測(cè)儀器相結(jié)合，提高了量測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

Treatment of reverse seepage pressure during construction of face slab dam on narrow valley in rainy area

The invention discloses a reverse seepage treatment method for face rockfill dam in construction period on narrow valley in rainy area. By combining with the requirements of drainage and safety monitoring instruments during construction period, a drainage passage with certain overflow capacity is excavated along the cross section of the bedrock and backfilled with drainage materials on the bedrock surface downstream of the toe slab of the face rockfill dam, which is used for construction water and rain during construction period. The drainage channel of water is used to collect the seepage from the panel during the operation period for observation by safety monitoring instruments and as the downstream drainage channel. The advantages of the present invention lie in avoiding opening on the face and toe plates of the concrete face rockfill dam, ensuring the integrity of the concrete structure of the dam body, eliminating the sealing procedure of reverse drainage holes, saving resources, speeding up the construction progress of the concrete face rockfill dam project, ensuring the reliability of the seepage control system, and improving the accuracy of the measurement results by combining with the safety monitoring instruments in operation.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法
本專利技術(shù)涉及水利水電工程中的面板堆石壩建筑，尤其是涉及多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法。
技術(shù)介紹
在水利水電工程中，因供水或發(fā)電等需要通常要筑壩形成水庫(kù)，眾多在建和擬建的大壩都選擇面板堆石壩。面板堆石壩下游區(qū)壩料透水性高于上游區(qū)，并且滿足對(duì)上游區(qū)壩料的反濾保護(hù)要求，這樣面板出現(xiàn)滲漏時(shí)壩體能夠自由排水并防止層間滲透破壞。為了滿足變形控制和防滲處理的需要，面板堆石壩趾板比堆石區(qū)基礎(chǔ)處理要求高，趾板基礎(chǔ)一般座落在完整、堅(jiān)硬的基巖上，趾板及其下游一定區(qū)域內(nèi)開挖較深，低于堆石區(qū)基礎(chǔ)開挖面，施工期堆石區(qū)施工用水和雨水等不能自由向下游排出，反而向壩體上游匯集，形成反向滲流。由于越向上游透水性越低，反向滲流時(shí)壩內(nèi)不能自由排水，對(duì)透水性相對(duì)小的墊層和面板形成反向滲壓。反向滲流在面板澆筑完成前會(huì)帶走細(xì)顆粒破壞墊層，在面板澆筑后蓋重施工前或蓄水前，反向滲壓會(huì)影響面板的抗浮穩(wěn)定。為了防止反向滲壓破壞面板，通常做法是在趾板或面板下部開孔，埋設(shè)排水管道將積水引至或抽排至壩外，待上游蓋重施工后將排水管道采用不同的方法予以封堵。這種方法施工步驟多、要求高，并且開孔不僅破壞了趾板的整體結(jié)構(gòu)，排水管道封堵質(zhì)量不易保證，給大壩的安全運(yùn)行和滲漏控制帶來(lái)隱患。對(duì)于建在多雨地區(qū)的面板堆石壩，為了能及時(shí)排出積水，需要的排水管直徑較大、數(shù)量較多，特別是對(duì)于河谷較狹窄的情況，布置尤為困難，不但給施工期墊層的滲透穩(wěn)定和面板的抗浮穩(wěn)定造成不利影響，而且給后期防滲系統(tǒng)的安全運(yùn)行留下隱患。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，為測(cè)算面板壩建成后壩體的滲漏量，通常要求在壩體最大斷面處沿基巖和堆石的接觸面布設(shè)一排滲壓計(jì)以量測(cè)滲流情況，但是由于基巖面一般不是一個(gè)光滑的平面，導(dǎo)致運(yùn)行期即使有滲流也不易觀測(cè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于提供一種多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法，實(shí)現(xiàn)提高面板堆石壩的安全性和防滲性的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取下述技術(shù)方案：本專利技術(shù)所述多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法，通過(guò)在面板堆石壩的趾板下游的基巖面上，結(jié)合施工期排水和安全監(jiān)測(cè)儀器的埋設(shè)要求，沿所述基巖橫斷面挖出一條具備一定過(guò)流能力的排水通道并采用排水料回填，施工期用于施工用水和雨水的排泄通道，運(yùn)行期用于收集面板滲水，供安全監(jiān)測(cè)儀器觀測(cè)，并作為下游排水通道。所述排水通道的寬度B和過(guò)水面積A按照下述步驟確定：步驟1、收集壩址工程區(qū)附近逐日和逐時(shí)降雨資料，統(tǒng)計(jì)壩址區(qū)5年一遇1小時(shí)降雨強(qiáng)度Ri（mm/h），可根據(jù)鄰近氣象站選取；步驟2、根據(jù)所述壩址區(qū)地形地質(zhì)條件、工程布置和施工布置，計(jì)算大壩基坑的匯流面積S（m2）；步驟3、通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)，取得雨水經(jīng)堆石下滲的匯流系數(shù)μ；步驟4、計(jì)算因降雨產(chǎn)生的基坑徑流量Q1=μ×Ri×S/（1000×3600）=2.78×10-7×μ×Ri×S；步驟5、根據(jù)施工進(jìn)度安排，計(jì)算單日最大填筑強(qiáng)度v（m3/天）;步驟6、根據(jù)設(shè)計(jì)文件查取堆石加水量F（%）；步驟7、每日填筑時(shí)間按10小時(shí)計(jì)算，計(jì)算因填筑形成的基坑徑流量Q2=V×F/（10×3600）=2.78×10-5×V×F；步驟8、根據(jù)三維有限元分析，估算運(yùn)行期通過(guò)所述面板的滲流量Q3；步驟9、確定通過(guò)基坑的滲流量Q=max（Q1,Q2,Q3），即：Q選取所述Q1、Q2、Q3之中的最大值；步驟10、根據(jù)設(shè)計(jì)文件，取得面板最大厚度D和抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)Kf，計(jì)算出面板抗浮穩(wěn)定所承受的最大水頭h=2.4D/Kf；步驟11、根據(jù)設(shè)計(jì)文件查取所述排水料的滲透系數(shù)k，比降取所述原始河道比降i，根據(jù)達(dá)西公式Q=K×A×i計(jì)算排水通道的所述過(guò)水面積A，即：A=Q/（K×i）；步驟12、根據(jù)設(shè)計(jì)文件查取所述趾板的“Y”線和“X”線之間的高差H，計(jì)算排水通道過(guò)水需要的通道寬度B1=A/（H+h）;步驟13、根據(jù)安全監(jiān)測(cè)儀器的布置要求，計(jì)算安全監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)需要的通道寬度B2；步驟14、確定排水通道寬度B=max（B1,B2），即：排水通道寬度B選取所述B1、B2之中的最大值。本專利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下方面：1、避免在面板堆石壩的面板和趾板上開孔，保證了壩體混凝土結(jié)構(gòu)的完整性；2、省去了反向排水孔的封堵工序，節(jié)約了資源，加快了面板堆石壩工程施工進(jìn)度，保證了防滲系統(tǒng)的可靠性；3、與運(yùn)行期安全監(jiān)測(cè)儀器相結(jié)合，提高了量測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。附圖說(shuō)明圖1是按照本專利技術(shù)方法設(shè)計(jì)的排水通道結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本專利技術(shù)技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。本專利技術(shù)所述多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法，通過(guò)在面板堆石壩的趾板1下游的基巖2面上，結(jié)合施工期排水和滲壓計(jì)的埋設(shè)要求，沿所述基巖2橫斷面挖出一條具備一定過(guò)流能力的排水通道并采用排水料3回填，如圖1所示；施工期用于施工用水和雨水的排泄通道，運(yùn)行期用于收集面板4滲水，供安全監(jiān)測(cè)儀器觀測(cè)，并作為下游排水通道。所述排水通道的寬度B和過(guò)水面積A按照下述步驟確定：步驟1、收集壩址工程區(qū)附近逐日和逐時(shí)降雨資料，統(tǒng)計(jì)壩址區(qū)5年一遇1小時(shí)降雨強(qiáng)度Ri（mm/h）（可根據(jù)鄰近氣象站獲取）；步驟2、根據(jù)所述壩址區(qū)地形地質(zhì)條件、工程布置和施工布置，計(jì)算大壩基坑的匯流面積S（m2）；步驟3、通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)，取得雨水經(jīng)堆石下滲的匯流系數(shù)μ；步驟4、計(jì)算因降雨產(chǎn)生的基坑徑流量Q1=μ×Ri×S/（1000×3600）=2.78×10-7×μ×Ri×S；i為原始河道5的比降；步驟5、根據(jù)施工進(jìn)度安排，計(jì)算單日最大填筑強(qiáng)度v（m3/天）;步驟6、根據(jù)設(shè)計(jì)文件查取堆石加水量F（%）；步驟7、每日填筑時(shí)間按10小時(shí)計(jì)算，計(jì)算因填筑形成的基坑徑流量Q2=V×F/（10×3600）=2.78×10-5×V×F；步驟8、根據(jù)三維有限元分析，估算運(yùn)行期通過(guò)所述面板4的滲流量Q3；步驟9、確定通過(guò)基坑的滲流量Q=max（Q1,Q2,Q3），即：Q選取所述Q1、Q2、Q3之中的最大值；步驟10、根據(jù)設(shè)計(jì)文件，取得面板4的最大厚度D和抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)Kf，計(jì)算出面板4抗浮穩(wěn)定所承受的最大水頭h=2.4D/Kf；步驟11、根據(jù)設(shè)計(jì)文件查取所述排水料3的滲透系數(shù)k，比降取所述原始河道5的比降i，根據(jù)達(dá)西公式Q=K×A×i計(jì)算出排水通道的所述過(guò)水面積A，即：A=Q/（K×i）；步驟12、根據(jù)設(shè)計(jì)文件查取所述趾板1的“Y”線和“X”線之間的高差H，計(jì)算排水通道過(guò)水需要的通道寬度B1=A/（H+h）;步驟13、根據(jù)安全監(jiān)測(cè)儀器的布置要求，計(jì)算安全監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)需要的通道寬度B2；步驟14、確定排水通道寬度B=max（B1,B2），即：排水通道寬度B選取所述B1、B2之中的最大值。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法，其特征在于：通過(guò)在面板堆石壩的趾板下游的基巖面上，結(jié)合施工期排水和安全監(jiān)測(cè)儀器的埋設(shè)要求，沿所述基巖橫斷面挖出一條具備一定過(guò)流能力的排水通道并采用排水料回填，施工期用于施工用水和雨水的排泄通道，運(yùn)行期用于收集面板滲水，供安全監(jiān)測(cè)儀器觀測(cè)，并作為下游排水通道。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法，其特征在于：通過(guò)在面板堆石壩的趾板下游的基巖面上，結(jié)合施工期排水和安全監(jiān)測(cè)儀器的埋設(shè)要求，沿所述基巖橫斷面挖出一條具備一定過(guò)流能力的排水通道并采用排水料回填，施工期用于施工用水和雨水的排泄通道，運(yùn)行期用于收集面板滲水，供安全監(jiān)測(cè)儀器觀測(cè)，并作為下游排水通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多雨地區(qū)窄河谷上的面板壩施工期反向滲壓處理方法，其特征在于：所述排水通道的寬度B和過(guò)水面積A按照下述步驟確定：步驟1、收集壩址工程區(qū)附近逐日和逐時(shí)降雨資料，統(tǒng)計(jì)壩址區(qū)5年一遇1小時(shí)降雨強(qiáng)度Ri（mm/h），可根據(jù)鄰近氣象站選取；步驟2、根據(jù)所述壩址區(qū)地形地質(zhì)條件、工程布置和施工布置，計(jì)算大壩基坑的匯流面積S（m2）；步驟3、通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)，取得雨水經(jīng)堆石下滲的匯流系數(shù)μ；步驟4、計(jì)算因降雨產(chǎn)生的基坑徑流量Q1=μ×Ri×S/（1000×3600）=2.78×10-7×μ×Ri×S；步驟5、根據(jù)施工進(jìn)度安排，計(jì)算單日最大填筑強(qiáng)度v（m3/天）;步驟6、根據(jù)設(shè)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝遵黨，張金良，邢建營(yíng)，楊順群，曹國(guó)利，李治明，韓健，李遠(yuǎn)程，高源，陳勤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河南,41