CN102701646A - 一种用于深水高土石围堰防渗的复合墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水利水电工程防渗墙体，是一种用于深水高土石围堰防渗的复合墙体，由位于河床深槽部位的塑性混凝土墙体和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体组成；塑性混凝土墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14～15%，膨润土3～4%，石屑粉65～67%，水15～17%，引气剂0.0001～0.0002%，减水剂0.06～0.07%；风化砂柔性材料墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12～14%，膨润土3～5%，风化砂65～67%，水16～18%，减水剂0.06～0.08%。本发明具有较好的适应变形能力，并可以大幅度地降低墙体内的应力，还有一定的初期强度和较高的后期强度，以承受外界的荷载，而且其防渗效果更好，拆除也容易，性能优良兼环保型和经济性，在工程中都具有良好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种水利水电工程防渗墙体，具体的说是一种用于深水高土石围堰防渗的复合墙体。
背景技术
大型水利水电工程中的深水高土石围堰具有施工水大而深、挡水水头高、围堰运行时间较长等特点，一般采用风化砂在深水中抛填形成堰体后，再在其中浇筑混凝土墙的防渗方案。由于抛填的风化砂密度和刚度均较小，故采用刚性混凝土适应变形能力较差，墙体应力和应变情况不佳，易出现挤压破坏，或与基岩接触部位产生拉应力与剪应力导致拉裂和剪切破坏，大大降低防渗墙的防渗效果和耐久性，进而影响围堰的安全运行。
为此曾考虑多种途径来加以解决，如增大墙体的混凝土的弹性模量，然而在实际观测中，墙体的最大应力虽有所降低，但顶部的最大位移却未显著的减少，主要是因为堰体材料为风化砂，而仅增大墙体本身的弹性模量不能解决存在的问题。同时围堰属于临时性工程，须考虑后期的拆除问题，若采用刚性混凝土防渗材料，拆除的难度也较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于深水高土石围堰防渗的复合墙体，具有较低的弹模，可以适应较大的变形，同时又具有一定的强度，便于施工和拆除。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，由位于河床深槽部位的塑性混凝土墙体和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体组成；
塑性混凝土墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14～15%，膨润土3～4%，石屑粉65～67%，水15～17%，引气剂0.0001～0.0002%，减水剂0.06～0.07%，余量为不可避免的杂质，以上各组分之和为100%；
风化砂柔性材料墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12～14%，膨润土3～5%，风化砂65～67%，水16～18%，减水剂0.06～0.08%，余量为不可避免的杂质，以上各组分之和为100%。
以上所用材料的制备只需将原材料按以上配合比进行配置，再将准备好的原材料拌和均匀，再加水拌和却可。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，河床深槽部位为水深H≥40m的部位（相当于墙高超过40m），所述其余部位为水深H＜40m的部位（相当于墙高小于40m）。
前述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，水泥为42.5级或52.5级硅酸盐水泥。
前述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，引气剂为DH9引气剂，其消泡时间大于1小时，同时由于微气泡较大的比表面积，其介质间的吸附作用提高了混凝土的粘聚性。
前述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，减水剂为木质素磺酸钙，其作用是能减少拌合用水量、改变水泥的水化进程，促进了水化矿物晶体的成长，提高混凝土强度。
本发明的有益效果是：本发明的墙体具有强度高，弹性模量小，抗渗性能好等优点，克服了常态混凝土刚性墙的缺点，具有较好的适应变形能力，并可以大幅度地降低墙体内的应力，还有一定的初期强度和较高的后期强度，以承受外界的荷载，而且其防渗效果更好，拆除也容易，性能优良兼环保型和经济性，在工程中都具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明的断面示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，断面如图1所示，由位于河床深槽部位的塑性混凝土墙体1和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体2组成；塑性混凝土墙体1墙高H≥40m，风化砂柔性材料墙体2墙高H＜40m。
塑性混凝土墙体1所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14.5%，膨润土3.1%，石屑粉67%，水15.3%，引气剂0.0001%，减水剂0.07%，余量为不可避免的杂质；
风化砂柔性材料墙体2所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12.55%，膨润土3.38%，风化砂66.14%，水17.86%，减水剂0.07%，余量为不可避免的杂质；
水泥为42.5级或52.5级硅酸盐水泥。减水剂为木质素磺酸钙，其作用是能减少拌合用水量、改变水泥的水化进程，促进了水化矿物晶体的成长，提高混凝土强度。引气剂为DH9引气剂，其消泡时间大于1小时，同时由于微气泡较大的比表面积，其介质间的吸附作用提高了混凝土的粘聚性。
实施例2
本实施例提供的一种用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，断面如图1所示，由位于河床深槽部位的塑性混凝土墙体1和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体2组成；塑性混凝土墙体1墙高H≥40m，风化砂柔性材料墙体2墙高H＜40m。
塑性混凝土墙体1所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14%，膨润土3.9%，石屑粉65%，水17%，引气剂0.0002%，减水剂0.06%，余量为不可避免的杂质；
风化砂柔性材料墙体2所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12.1%，膨润土5%，风化砂65%，水17.83%，减水剂0.06%,余量为不可避免的杂质；
水泥为42.5级或52.5级硅酸盐水泥。减水剂为木质素磺酸钙，其作用是能减少拌合用水量、改变水泥的水化进程，促进了水化矿物晶体的成长，提高混凝土强度。引气剂为DH9引气剂，其消泡时间大于1小时，同时由于微气泡较大的比表面积，其介质间的吸附作用提高了混凝土的粘聚性。
实施例3
本实施例提供的一种用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，断面如图1所示，由位于河床深槽部位的塑性混凝土墙体1和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体2组成；塑性混凝土墙体1墙高H≥40m，风化砂柔性材料墙体2墙高H＜40m。
塑性混凝土墙体1所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥15%，膨润土3.5%，石屑粉66%，水15.42%，引气剂0.00015%，减水剂0.068%,余量为不可避免的杂质；
风化砂柔性材料墙体2所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥13.91%，膨润土3%，风化砂67%，水16%，减水剂0.08%,余量为不可避免的杂质；
水泥为42.5级或52.5级硅酸盐水泥。减水剂为木质素磺酸钙，其作用是能减少拌合用水量、改变水泥的水化进程，促进了水化矿物晶体的成长，提高混凝土强度。引气剂为DH9引气剂，其消泡时间大于1小时，同时由于微气泡较大的比表面积，其介质间的吸附作用提高了混凝土的粘聚性。
实施例4
本实施例提供的一种用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，断面如图1所示，由位于河床深槽部位的塑性混凝土墙体1和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体2组成；塑性混凝土墙体1墙高H≥40m，风化砂柔性材料墙体2墙高H＜40m。
塑性混凝土墙体1所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14.67%，膨润土3.91%，石屑粉65.69%，水15.65%，引气剂0.00015%，减水剂0.068%,余量为不可避免的杂质；
风化砂柔性材料墙体2所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12.55%，膨润土3.38%，风化砂66.14%，水7.86%，减水剂0.07%,余量为不可避免的杂质；
水泥为42.5级或52.5级硅酸盐水泥。减水剂为木质素磺酸钙，其作用是能减少拌合用水量、改变水泥的水化进程，促进了水化矿物晶体的成长，提高混凝土强度。引气剂为DH9引气剂，其消泡时间大于1小时，同时由于微气泡较大的比表面积，其介质间的吸附作用提高了混凝土的粘聚性。
选用了以上实施例所提供的塑性混凝土墙体和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体作为防渗复合墙体，进行试验后对其稳定及防渗性能进行跟踪监测，堰体变形趋于稳定，防渗墙后堰体内渗透比降较小，在粉细砂渗透允许比降范围内。渗流量远小于设计值，深槽段防渗墙内多为压应变，拉、压应力分别为0.068MPa和-1.393MPa，均在混凝土防渗墙允许强度范围内。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：由位于河床深槽部位的塑性混凝土墙体和位于其余部位的风化砂柔性材料墙体组成；
所述塑性混凝土墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：
水泥 14～15%
膨润土 3～4%
石屑粉 65～67%
水 15～17%
引气剂 0.0001～0.0002%
减水剂 0.06～0.07%
余量为不可避免的杂质，
以上各组分之和为100%；
所述风化砂柔性材料墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：
水泥 12～14%
膨润土 3～5%
风化砂 65～67%
水 16～18%
减水剂 0.06～0.08%
余量为不可避免的杂质，
以上各组分之和为100%。
2.如权利要求1所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述塑性混凝土墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14.5%，膨润土3.1%，石屑粉67%，水15.3%，引气剂0.0001%，减水剂0.07%，余量为不可避免的杂质；
所述风化砂柔性材料墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12.55%，膨润土3.38%，风化砂66.14%，水17.86%，减水剂0.07%，余量为不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述塑性混凝土墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14%，膨润土3.9%，石屑粉65%，水17%，引气剂0.0002%，减水剂0.06%，余量为不可避免的杂质；
所述风化砂柔性材料墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12.1%，膨润土5%，风化砂65%，水17.83%，减水剂0.06%,余量为不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述塑性混凝土墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥15%，膨润土3.5%，石屑粉66%，水15.42%，引气剂0.00015%，减水剂0.068%,余量为不可避免的杂质；
所述风化砂柔性材料墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥13.91%，膨润土3%，风化砂67%，水16%，减水剂0.08%,余量为不可避免的杂质。
5.如权利要求1所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述塑性混凝土墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥14.67%，膨润土3.91%，石屑粉65.69%，水15.65%，引气剂0.00015%，减水剂0.068%,余量为不可避免的杂质；
所述风化砂柔性材料墙体所用材料按重量百分比由以下组分组成：水泥12.55%，膨润土3.38%，风化砂66.14%，水7.86%，减水剂0.07%,余量为不可避免的杂质。
6.如权利要求1-5任一权利要求所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述河床深槽部位为水深H≥40m的部位，所述其余部位为水深H＜40m的部位。
7.如权利要求1-5任一权利要求所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述水泥为42.5级或52.5级硅酸盐水泥。
8.如权利要求1-5任一权利要求所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述引气剂为DH9引气剂。
9.如权利要求1-5任一权利要求所述的用于深水高土石围堰的防渗复合墙体，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸钙。
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