一种堆石坝上游面表层的防渗方法及结构技术领域
本发明涉及一种堆石坝上游面表层的防渗方法及结构，属于水利工程防渗技术领域。
背景技术
堆石坝由于可以因地取材利用当地材料而具有明显的优势，但在施工中也往往会出现施工干扰、缺乏防渗料或防渗体破坏等形成的技术问题。
现有的堆石坝防渗结构有些是在坝内构造防渗体，也有会是在坝面设置防渗体。但在工程建设中往往由于防渗体变形和堆石料变形存在较大差异，会形成渗漏通道，或是堆石体和防渗体的施工干扰影响工程工期等不利因素。因此现有的堆石坝防渗结构还是不够理想。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种堆石坝上游面表层的防渗方法及结构，以较好地解决工程的防渗问题，并同时缩短工程工期，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的一种堆石坝上游面表层的防渗方法为，该方法按以下步骤施工：
步骤一、进行混凝土基座和坝体堆石建基面开挖，完成混凝土基座的混凝土浇筑和止水铜片预埋和保护；
步骤二、在混凝土基座满足强度要求后进行防渗帷幕施工；
步骤三、进行坝体排水体施工；
步骤四、进行堆石体和碎石垫层的填筑碾压；
步骤五、待坝体填筑一定高程并沉降稳定后进行表层柔性防渗体的施工；
步骤六、在坝面摆设金属网，然后在金属网内铺设块石；
步骤七、采用灌入方式进行表层柔性沥青施工；
重复步骤四至七直至施工结束。
前述方法中，所述步骤六中金属网是用具有抗氧化和抗老化的镀锌金属材料编织而成，金属网的底面为长60～150cm，宽60～150cm的矩形，矩形四边上翻20～40cm形成盘形；金属网内铺设的块石粒径为20～50cm；饱和抗压强度不得小于40MPa。
前述方法中，所述步骤七中表层柔性沥青厚度为6～30cm，防渗系数不得大于i×10-6cm/s。
前述方法中，所述表层柔性沥青和混凝土基座通过止水铜片连接，形成封闭的防渗体。
前述方法中，所述止水铜片厚度为1.6mm，鼻形凸起高5cm，宽2cm，两边缘的弯折宽度为3cm。
根据上述方法构成的本发明的一种堆石坝上游面表层的防渗结构，包括堆石料形成的坝体；坝体底部设有排水体，坝体的上游面设有碎石垫层，碎石垫层表面设有柔性防渗体，柔性防渗体底部与设在坝脚的混凝土基座经铜止水片封闭连接；混凝土基座底部设有防渗帷幕。
前述结构中，所述柔性防渗体包括由金属网兜起的块石构成的柔性垫层，柔性垫层上设有表层柔性沥青。
前述结构中，所述坝体高度不大于150米，上游坝坡不大于1:1.7。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明通过在堆石坝表层设置柔性防渗体和混凝土基座结构以及底部的碎石垫层，起到了多层防渗的效果，又由于表层防渗体为柔性结构，可很好地适应坝体堆石材料的变形，同时简化了防渗体的施工程序。因此，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有能有效解决工程防渗问题的优点，而且还具有工程工期短、结构简单、经济和便于施工等优点。
附图说明
图1是本发明的截面结构示意图；
图2是本发明的柔性防渗体结构示意图；
图3是本发明的柔性防渗体表层柔性沥青和混凝土基座连接示意图。
附图中的标记为：1-柔性防渗体，2-混凝土基座，3-碎石垫层，4-堆石料，5-排水体，6-防渗帷幕，7-表层柔性沥青，8-块石，9-金属网，10-铜止水片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种堆石坝上游面表层的防渗方法，如图1～3所示按以下步骤施工：
步骤一、进行混凝土基座和坝体堆石建基面开挖，完成混凝土基座的混凝土浇筑和止水铜片预埋和保护；
步骤二、在混凝土基座满足强度要求后进行防渗帷幕施工；
步骤三、进行坝体排水体施工；
步骤四、进行堆石体和碎石垫层的填筑碾压；
步骤五、待坝体填筑一定高程并沉降稳定后进行表层柔性防渗体的施工；
步骤六、在坝面摆设金属网，然后在金属网内铺设块石；
步骤七、采用灌入方式进行表层柔性沥青施工；
重复步骤四至七直至施工结束。
前述方法步骤六中金属网是用具有抗氧化和抗老化的镀锌金属材料编织而成，金属网的底面为长60～150cm，宽60～150cm的矩形，矩形四边上翻20～40cm形成盘形；金属网内铺设的块石粒径为20～50cm；饱和抗压强度不得小于40MPa。步骤七中表层柔性沥青厚度为6～30cm，防渗系数不得大于i×10-6cm/s。表层柔性沥青和混凝土基座通过止水铜片连接，形成封闭的防渗体。止水铜片厚度为1.6mm，鼻形凸起高5cm，宽2cm，两边缘的弯折宽度为3cm。
根据上述方法构成的本发明的一种堆石坝上游面表层的防渗结构，如图1～3所示，该结构包括堆石料4形成的坝体；坝体底部设有排水体5，坝体的上游面设有碎石垫层3，碎石垫层3表面设有柔性防渗体1，柔性防渗体1底部与设在坝脚的混凝土基座2经铜止水片10封闭连接；混凝土基座2底部设有防渗帷幕6。柔性防渗体1包括由金属网9兜起的块石8构成的柔性垫层，柔性垫层上设有表层柔性沥青7。坝体高度不大于150米，上游坝坡不大于1:1.7。
实施例
如图1、图2和图3所示，本发明所述的一种堆石坝表层柔性防渗结构，包括柔性防渗体1、混凝土基座2、碎石垫层3、堆石料4、排水体5和防渗帷幕6。柔性防渗体1表层柔性沥青7和混凝土基座2通过铜止水片10连接，形成封闭的防渗体。
其中，表层柔性沥青采用现有规程规范要求的沥青材料要求即可，柔性沥青厚度为6～30cm，防渗系数不得大于i×10-6cm/s；柔性防渗体中的块石饱和抗压强度不得小于40MPa，粒径为20～50cm；金属丝为具有抗氧化和老化的镀锌金属材料，其材料性能、搭接和连接应满足规程规范要求；铜止水片10的厚度为1.6mm，鼻形凸起高5cm，宽2cm，两边缘的弯折宽度为3cm。堆石料、排水和碎石垫层满足堆石坝筑坝材料特性要求即可。
表层柔性防渗体块石应放置在金属网状结构中，其高度为20～40cm，长度60～150cm，宽度60～150cm，施工前应完成除表层以外其它面的金属网编织。
施工时，首先进行混凝土基座和坝体堆石建基面开挖，完成混凝土基座2的混凝土浇筑和止水铜片预埋和保护；接着进行坝体排水体5、堆石体4和碎石垫层3的填筑碾压，待坝体填筑一定高程并沉降稳定后进行表层柔性防渗体的施工，首先在坝面摆设金属丝制作的金属网，然后在网内摆设块石，并尽量密实，最后采用贯入式方法进行表层柔性沥青施工，防渗帷幕6在混凝土基座2满足强度要求后即可施工；重复上述步骤，直至施工结束。
本发明主要依靠表层沥青防渗，在河床和岸坡位置通过铜片止水和混凝土基座相接，起到整体防渗作用。同时柔性防渗体金属网和块石组成的护坡结构，较好的保证了上游坝面的坝坡稳定问题；底部的碎石垫层起到防渗和反滤作用解决了坝体的渗透稳定问题，坝体内的排水体形成了自由排水通道，降低了坝内的水头。
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。