一种防止垫层料内水反向压力破坏的结构及其施工工艺技术领域
本发明涉及一种防止垫层料内水反向压力破坏的结构及其施工工艺，属于水利水
电工程技术领域。
背景技术
在现有中小型土石坝水利水电工程中，混凝土面板堆石坝是一种常用的水工挡水
建筑物。该坝型地面以上的坝体防渗系统主要由混凝土面板、趾板和接缝止水组成，具有较
好的防渗性能，同时混凝土面板是一种薄型的防渗结构因此混凝土裂缝控制尚可。但是对
于这种薄型结构在水位运行期当库水位骤降时，由于混凝土面板下部的垫层料渗透系数较
小，一般为i×10-3~i×10-4cm/s，1≤i≤9，所以垫层的内水消散的时间往往滞后于库水
位，由此产生了垫层料内水反向水压力作用于面板进而产生面板的破坏。有些工程为了防
止此类现象的产生，针对性降低了垫层料的渗透系数，但也相应降了了混凝土面板坝第二
道防渗体，即垫层料的防渗性能，具有一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种防止垫层料内水反向压力破坏的结构及其施工工
艺。本结构可以避免垫层料内水反向压力对混凝土面板的渗透破坏，保障大坝防渗体安全，
同时取消了垫层料施工期的其他保护措施和修坡要求，节约了投资。
本发明的技术方案：一种防止垫层料内水反向压力破坏的结构，包括有混凝土面
板层，混凝土面板层背部为无砂混凝土层，无砂混凝土层背部为垫层料层，垫层料层背部为
过渡料层，过渡料层背部为堆石体。
前述的防止垫层料内水反向压力破坏的结构，所述无砂混凝土层的渗透系数≥i
×10-1cm/s，i为1到9中的任意一个数值。
前述的防止垫层料内水反向压力破坏的结构，所述垫层料层修建时填筑的层厚为
37～43cm，洒水碾压后的孔隙率≤18%。
前述的防止垫层料内水反向压力破坏的结构，所述过渡料层的孔隙率≤18.5%。
前述的防止垫层料内水反向压力破坏的结构，所述堆石体的填筑层厚为60～
100cm，洒水碾压后的孔隙率≤20%。
前述的防止垫层料内水反向压力破坏的结构，所述无砂混凝土层的孔隙率为18%
～20%。
前述的防止垫层料内水反向压力破坏的结构的施工工艺，包括有以下步骤：
A.按照堆石坝施工规范要求填筑碾压垫层料和过渡料，垫层料层填筑的层厚为37～
43cm，并进行洒水碾压，碾压后的垫层料层孔隙率≤18%，过渡料层的孔隙率≤18.5%；
B.按照堆石坝施工规范要求填筑碾压堆石体料，堆石体的填筑层厚为60～100cm，并进
行洒水碾压，碾压后的堆石体孔隙率≤20%；
C.待垫层料层、过渡料层和堆石体填筑的高度大于10m以后即可进行无砂混凝土层的
施工；
D.无砂混凝土层施工前应先对垫层料层的坡面进行修正，保证坡面平整，无砂混凝土
层成型采用压实方法成型，压实后的孔隙率为18～20%，施工摊铺碾压完成后的应立即进行
保湿养护，保证表层湿润；
E.进行混凝土面板层的施工和养护；
F.重复上述步骤直至施工完成。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的无砂混凝土层由于有较好的渗透
性能，因此隔离了垫层料层内水对混凝土面板层的作用，避免了面板受到反向水压力的破
坏，提高了结构防渗体的安全保证率；无砂混凝土层在施工期对垫层料层的坡面具有保护
作用，可以防止垫层料层被暴雨冲刷，避免产生不必要的经济损失；同时无砂混凝土层对垫
层料层坡面的保护，避免了垫层料层进行二次修坡，节约工程工期；该结构在施工期（混凝
土面板层未浇筑前）还可以和垫层料层构筑临时防洪度汛断面，预防超标洪水对坝体的破
坏，保护大坝安全。
本发明的结构避免了垫层料层内水反向压力对混凝土面板层的渗透破坏，保障大
坝防渗体安全，同时取消了垫层料层施工期的其他保护措施和修坡要求，节约了投资。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图标记：1-混凝土面板层，2-无砂混凝土层，3-垫层料层，4-过渡料层，5-堆石体。
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说明，但并不作为对本发明限制的依
据。
本发明的实施例：一种防止垫层料内水反向压力破坏的结构，如附图1所示，包括
有混凝土面板层1，混凝土面板层1背部为无砂混凝土层2，无砂混凝土层2背部为垫层料层
3，垫层料层3背部为过渡料层4，过渡料层4背部为堆石体5。其中无砂混凝土层2避免了垫层
料层3内水直接作用在混凝土面板层1上产生的内水压力破坏，起到保护混凝土面板层1的
作用，避免了因垫层料层3内水高于库水位情况下的反向压力破坏。
无砂混凝土层2由于需具有较高的透水性，故其渗透系数≥i×10-1cm/s，i为1到9
中的任意一个数值，使得垫层料层3的内水能够及时渗透。无砂混凝土的水泥材料、配合比、
强度等应遵循现行规程规范要求。
施工时主要按照以下步骤进行：
A.按照堆石坝施工规范要求填筑碾压垫层料和过渡料以形成垫层料层和过渡料层，垫
层料层填筑的层厚为37～43cm，并进行洒水碾压，碾压后的垫层料层孔隙率控制在18%以
内，过渡料层的孔隙率控制在18.5%以内；
B.按照堆石坝施工规范要求填筑碾压堆石体料以形成堆石体，堆石体的填筑层厚为60
～100cm，并进行洒水碾压，碾压后的堆石体孔隙率控制在20%以内；
C.待垫层料层、过渡料层和堆石体填筑的高度大于10m（具体以工程要求为准）以后即
可进行无砂混凝土层的施工；
D.无砂混凝土层施工前应先对垫层料层的坡面进行修正，保证坡面平整，不存在明显
的亏坡和凸出以保证无砂混凝土层的结构厚度，无砂混凝土层成型采用压实方法成型，不
得使用振捣器振捣，其压力大小以不导致骨料破坏为准，压实后的孔隙率为18～20%，施工
摊铺碾压完成后的应立即进行保湿养护，保证表层湿润；
E.进行混凝土面板层的施工和养护；
F.重复上述步骤直至施工完成。