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1、10申请公布号CN104120686A43申请公布日20141029CN104120686A21申请号201410361477222申请日20140728E02B7/04200601E02B7/0620060171申请人中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司地址710065陕西省西安市丈八东路18号西北勘测设计研究院科技处72发明人蔡新合姚栓喜雷艳郝丽莎张晓将魏坚政王君利吴峻峰李锋74专利代理机构西安吉盛专利代理有限责任公司61108代理人张培勋54发明名称一种高弹模垫座式复合坝57摘要本发明属于水电水利工程水工建筑物技术领域，具体提供了一种高弹模垫座式复合坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土。
2、面板、垫层区、过渡区、上游主堆石区和下游次堆石区，所述混凝土面板、垫层区、过渡区的底部设有高趾墙区，所述上游主堆石区和下游次堆石区的底部设有低压缩区，所述低压缩区置于高趾墙区的下游且在高趾墙区的顶高程以下。该发明高趾墙区和低压缩区的设置，降低坝体和混凝土面板的变形和应力，达到200M级面板堆石坝的标准，使得300M级面板堆石坝技术可行、经济安全。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN104120686ACN104120686A1/1页21一种高弹模垫座式复合坝，包括从上游至下游依次设置的混。
3、凝土面板1、垫层区2、过渡区3、上游主堆石区4和下游次堆石区5，其特征在于所述混凝土面板1、垫层区2、过渡区3的底部设有高趾墙区6，所述上游主堆石区4和下游次堆石区5的底部设有低压缩区9，所述低压缩区9置于高趾墙区6的下游且在高趾墙区6的顶高程以下。2如权利要求1所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述混凝土面板1和高趾墙区6上游侧由上游至下游依次设置有压重区11和铺盖区10。3如权利要求2所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述压重区11和铺盖区10的底高程高于低压缩区9底部10M以上。4如权利要求2所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述高趾墙区6顶部上游侧端点以上铺盖区10的厚度不小于1。
4、0M。5如权利要求1所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述高趾墙区6上游侧坡比为1T，且T的取值范围为002，高趾墙区6下游侧与低压缩区9的分区坡比为1S，且S不小于05。6如权利要求1所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述高趾墙区6和低压缩区9的高度一致，且其高度与复合坝的坝高的比值为0104。7如权利要求1所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述高趾墙区6的底部设置有高趾墙基础固结灌浆层7。8如权利要求1所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述高趾墙区6内设置灌浆廊道，在灌浆廊道中设置帷幕灌浆层8。9如权利要求1所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述混凝土面板1、垫层区2和过渡区3的。
5、坡比相同，均为1M，且M的取值范围为13517；下游次堆石区5的下游侧坡比为1N，且N的取值范围为12518。10如权利要求1所述的高弹模垫座式复合坝，其特征在于所述上游主堆石区4和下游次堆石区5的分区坡比为1K，且K的取值范围为0135。权利要求书CN104120686A1/4页3一种高弹模垫座式复合坝技术领域0001本发明属于水电水利工程水工建筑物技术领域，具体涉及一种高弹模垫座式复合坝。背景技术0002随着水电战略的实施，在水能资源丰富的西南、西北地区，一大批高坝已建、在建或待建。土石坝是当今坝工建设中最常见的一种坝型，也是发展最快的一种坝型，约占已建大坝总数的95以上。全世界坝高超过1。
6、5M的土石坝有29000多座，其中我国拥有15000余座，主要包括均质土坝、心墙坝和混凝土面板堆石坝等。0003钢筋混凝土面板堆石坝是上世纪70年代后期开始发展起来的一种新坝型，其在实践中体现出安全性、经济性、施工方便和适应性良好的特点，虽然起步较晚但发展很快，深受坝工界的青睐。据不完全统计，截至2011年9月，国际上已建、在建和拟建的面板堆石坝，从工程数量、坝高到工程规模都居前列。我国至今已建和在建面板堆石坝有270多座，总数占全世界的50。随着大坝建设经验的积累以及设计水平的提高，面板堆石坝的高度还在不断的增大，水布垭大坝高达233M，为世界上已建最高面板堆石坝，也成为250M级高面板堆石。
7、坝的成功案例。大石峡、茨哈峡、古水、马吉、茹美等拟建的250300M级超高面板堆石坝目前也在规划研究当中，坝工界对超高面板堆石坝的安全性问题，主要存在以下担心（1）不能正确预测超高面板坝大坝沉降以及沉降导致的面板变形、应力和对止水材料的要求；（2）现有的实验手段采用缩尺模型材料，是否能正确预测超高面板坝大坝渗透稳定性问题以及筑坝材料的物理力学性质；由于上述不确定因素的存在，是否能提出高耐挤压、高抗裂的混凝土面板材料和结构形式，是否能提出满足超高面板坝大变形的接缝止水结构形式和材料，已经成为现在坝工界研究较多的问题。0004但是，水布垭的建成成为250M级高面板堆石坝的成功案例，以被坝工界所接受。
8、。如果拟建的300M级超高面板堆石坝的变形、面板挠度和应力、接缝止水的变形量级达到200M级面板堆石坝的程度，亦可以为坝工界接受，也就解决了300M级超高面板堆石坝的技术瓶颈。发明内容0005本发明的目的是克服现有技术中300M级超高面板堆石坝的变形、面板挠度和应力等技术上的可行性问题。0006为此，本发明提供了一种高弹模垫座式复合坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土面板、垫层区、过渡区、上游主堆石区和下游次堆石区，所述混凝土面板、垫层区、过渡区的底部设有高趾墙区，所述上游主堆石区和下游次堆石区的底部设有低压缩区，所述低压缩区置于高趾墙区的下游且在高趾墙区的顶高程以下。0007上述混凝土面板和。
9、高趾墙区上游侧由上游至下游依次设置有压重区和铺盖区。0008上述压重区和铺盖区的底高程高于低压缩区底部10M以上。说明书CN104120686A2/4页40009上述高趾墙区顶部上游侧端点以上铺盖区的厚度不小于10M。0010上述高趾墙区上游侧坡比为1T，且T的取值范围为002，高趾墙区下游侧与低压缩区的分区坡比为1S，且S不小于05。0011上述高趾墙区和低压缩区的高度一致，且其高度与复合坝的坝高的比值为0104。0012上述高趾墙区的底部设置有高趾墙基础固结灌浆层。0013上述高趾墙区内设置灌浆廊道，在灌浆廊道中设置帷幕灌浆层。0014上述混凝土面板、垫层区和过渡区的坡比相同，均为1M，且。
10、M的取值范围为13517；下游次堆石区的下游侧坡比为1N，且N的取值范围为12518。0015上述上游主堆石区和下游次堆石区的分区坡比为1K，且K的取值范围为0135。0016本发明的有益效果如下1高弹模垫座式复合坝坝体底部设置的低压缩区，高趾墙区及其底部的高趾墙基础固结灌浆层和帷幕灌浆层与坝体中、上部设置的上游主堆石区、下游次堆石区和混凝土面板一起，形成了封闭的防渗体系。00172本发明提出的高弹模垫座式复合坝，可以使得300M级超高面板堆石坝的应力、沉降以及分缝结构的变形等等安全性指标，满足现有的混凝土面板堆石坝设计规范（DL/T50162011、SL22898）和混凝土重力坝设计规范（L。
11、51081999、SL3192005）的要求，使得300M级超高面板堆石坝在技术上可行。00183本发明提出的高弹模垫座式复合坝充分利用当地建筑堆石材料，满足经济性的要求，具有良好的社会、经济和生态效益。0019以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。附图说明0020图1是本发明高弹模垫座式复合坝的断面结构示意图。0021附图标记说明1、混凝土面板；2、垫层区；3、过渡区；4、上游主堆石区；5、下游次堆石区；6、高趾墙区；7、高趾墙基础固结灌浆层；8、帷幕灌浆层；9、低压缩区；10、铺盖区；11、压重区。具体实施方式0022实施例1为了克服现有技术中300M级超高面板堆石坝的变形、面板挠度和应。
12、力等技术上的可行性问题，本实施例提供了一种如图1所示的高弹模垫座式复合坝，包括从上游至下游依次设置的混凝土面板1、垫层区2、过渡区3、上游主堆石区4和下游次堆石区5，所述混凝土面板1、垫层区2、过渡区3的底部设有高趾墙区6，所述上游主堆石区4和下游次堆石区5的底部设有低压缩区9，所述低压缩区9置于高趾墙区6的下游且在高趾墙区6的顶高程以下。0023其中，高趾墙区6按照重力坝设计，设计标准遵守混凝土重力坝设计规范（L51081999、SL3192005）的相关规定。高趾墙区6的高度，按照减小混凝土面板1的应说明书CN104120686A3/4页5力、变形为200M级面板堆石坝的量级；高趾墙区6的。
13、设置，可有效减小混凝土面板1的应力和变形；混凝土面板1的结构及其止水结构和材料按照200M级面板堆石坝的要求选用即可。0024而低压缩区9的设置使得高趾墙区6满足相关规范对其稳定和应力的要求，同时，低压缩区9的设置，可以降低坝体和混凝土面板1的变形和应力，达到200M级面板堆石坝的标准，使得300M级面板堆石坝技术可行、经济安全，使得300M级面板堆石坝可以为人们所接受。0025另外，低压缩区9可以采用一种低压缩材料，比如常规设计中的垫层料或其改性料、过渡料、干贫混凝土料、碾压混凝土材料、改性砂砾石料等，也可以采用上述几种材料的组合，低压缩区9尽可能选用上述材料中施工简单、造价低的材料，满足经。
14、济性要求。0026实施例2在实施例1的基础上，为了对混凝土面板1和高趾墙区6起到保护作用，所述混凝土面板1和高趾墙区6上游侧由上游至下游依次设置有压重区11和铺盖区10；所述压重区11和铺盖区10的底高程高于低压缩区9底部10M以上；所述高趾墙区6顶部上游侧端点以上铺盖区10的厚度不小于10M，并满足铺盖区10的允许坡降要求。0027而所述高趾墙区6上游侧坡比为1T，且T的取值范围为002，高趾墙区6下游侧与低压缩区9的分区坡比为1S，且S不小于05，并根据工程实际确定。所述高趾墙区6和低压缩区9的高度一致，且其高度与复合坝的坝高的比值为0104，其比值越小越好，并根据工程实际确定。0028所。
15、述高趾墙区6的底部设置有高趾墙基础固结灌浆层7；所述高趾墙区6内设置灌浆廊道，在灌浆廊道中设置帷幕灌浆层8；混凝土面板1、高趾墙区6、高趾墙基础固结灌浆层7和帷幕灌浆层8作为该坝体的防渗结构。0029所述混凝土面板1、垫层区2和过渡区3的坡比相同，均为1M，且M的取值范围为13517；下游次堆石区5的下游侧坡比为1N，且N的取值范围为12518；所述上游主堆石区4和下游次堆石区5的分区坡比为1K，且K的取值范围为0135，并根据工程实际确定，一般取02。0030另外，本实施例中垫层区2、过渡区3、上游主堆石区4、下游次堆石区5、压重区11和铺盖区10均可采用堆石材料填筑，包括建筑物区开挖料、料。
16、场块石料以及料场砂砾石料等。堆石材料的选择须满足混凝土面板堆石坝设计规范（DL/T50162011、SL22898）的相关要求。本实施例充分利用建筑物的开挖料，减少弃料和渣场的面积，减小大坝施工对环境的影响，降低工程造价，提高坝体和枢纽的经济指标，具有良好的经济、社会和环境生态效益。0031需要注意的是，本实施例中的上述参数必须满足混凝土面板堆石坝设计规范（DL/T50162011、SL22898）和混凝土重力坝设计规范（L51081999、SL3192005）的要求。上游主堆石区4和下游次堆石区5坝体结构，必须验算坝体沉降、变形、应力以及面板挠度和应力、周边缝、垂直缝变位等，满足混凝土面板堆。
17、石坝设计规范（DL/T50162011、SL22898）的规定；必须验算高趾墙的应力和稳定，满足混凝土重力坝设计规范（L51081999、SL3192005）的相关规定；必须验算坝体各料区（包括低压缩区）的渗透稳定性。高趾墙区6作为低压缩区9的防渗结构和坝体防渗结构的关键组成部分，采用混说明书CN104120686A4/4页6凝土浇筑，并设置封闭的止水系统。低压缩区9选用垫层料、过渡料、碾压混凝土或者改性砂砾石料等材料，采用碾压式施工方法。0032以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。说明书CN104120686A1/1页7图1说明书附图CN104120686A。