CN103422473A - 一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构，在沿混凝土面板堆石坝主体的坝高0-H范围内的混凝土面板与混凝土面板堆石坝垫层之间铺设有中间夹层，其中H为坝高；中间夹层为沥青混凝土面板层或预留有垂直分缝的塑性混凝土面板层，当中间夹层采用塑性混凝土面板层时，塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝与混凝土面板所预留的垂直分缝交错排列，中间夹层的表层涂刷有防护层。本发明通过在原有的混凝土面板与垫层之间铺设中间夹层，并充分利用了沥青混凝土和塑性混凝土改善面板运行期和地震期受力的面板结构形式，有利于工程上高效便捷地进行施工。尤其是通过铺设塑性混凝土或沥青混凝土，协调原有的混凝土面板与垫层料之间的变形，防止面板被拉裂而造成渗漏。

Description

一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及水利水电面板坝混凝土面板的一种抗震结构及其实现方式。尤其是一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构及其施工方法。

背景技术

混凝土面板作为面板堆石坝的主要防渗结构，其安全可靠性是坝工界一直关注的主要问题之一。在自重及地震荷载作用下，面板往往会出现较大拉应力，由于混凝土材料抵抗拉伸变形的能力较弱，易产生贯穿面板的结构性拉裂缝，使该部位防渗体系失效。

现有面板堆石坝设计方案是在面板下方设置细粒含量较多的垫层料来控制面板和堆石体间的接触相对平整，减小面板应力。但面板坝在运行期和地震期，仍然会因为面板难以与堆石体变形协调而产生脱空现象，导致面板应力，尤其是拉应力较大，造成面板发生破坏，进而影响防渗系统的安全。例如，天生桥面板堆石坝，在竣工后，因面板与堆石体脱空，从而导致了面板大面积发生拉裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种在可知范围内，有效改善面板受力，从而有效预防和降低控制面板受拉破坏现象发生的用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构及其施工方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构，包括混凝土面板堆石坝主体、混凝土面板堆石坝垫层和铺设在混凝土面板堆石坝垫层上的预留有垂直分缝的混凝土面板，所述混凝土面板内部布置有钢筋，所述混凝土面板预留的垂直分缝的顶部设有柔性填料层，该垂直分缝的底部设有砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于所述砂浆垫层上，在沿混凝土面板堆石坝主体的坝高0-H范围内的混凝土面板与混凝土面板堆石坝垫层之间铺设有中间夹层，其中H为坝高；所述中间夹层为以浇筑方式所形成的沥青混凝土面板层或预留有垂直分缝的塑性混凝土面板层，当中间夹层采用塑性混凝土面板层时，所述塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝与所述混凝土面板所预留的垂直分缝交错排列，且在塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝的底部设有砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于砂浆垫层上；所述中间夹层的表层涂刷有防护层。

所述中间夹层的厚度为0.1-0.4m。

当所述中间夹层为沥青混凝土面板层时，所述防护层为防老化层。

当所述中间夹层为预留有垂直分缝的塑性混凝土面板层时，所述防护层为乳化沥青。

一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的施工方法，包括以下步骤：

A、填筑第一级混凝土面板堆石坝主体及止水结构：首先按照常规面板堆石坝的方法填筑第一级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层并在混凝土面板堆石坝主体上游的底部设置趾板止水；

B、填筑第二级混凝土面板堆石坝主体及中间夹层：在第一级混凝土面板堆石坝主体的基础上继续填筑第二级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层，在沿坝高0-H范围内浇筑中间夹层，其中H为坝高，中间夹层的厚度为0.1-0.4m；所述中间夹层为沥青混凝土面板层或预留有垂直分缝的塑性混凝土面板层；当中间夹层采用沥青混凝土面板层时，在混凝土面板堆石坝垫层上以浇筑沥青混凝土的方式铺设沥青混凝土面板层；在沥青混凝土面板的表层涂刷防老化涂料层；当中间夹层采用塑性混凝土面板层时，先预设塑性混凝土面板层所要预留的垂直分缝位置，并使塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝与所述混凝土面板所预留的垂直分缝交错排列，然后在塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝位置上设置砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于砂浆垫层上，然后通过浇筑塑性混凝土的方式铺设塑性混凝土面板层，浇筑时要避开所述塑性混凝土面板层所要预留的垂直分缝位置；所述塑性混凝土预留的垂直分缝处涂刷有乳化沥青层；

C、继续填筑混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层，并重复步骤B；当混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层填筑超过第一级混凝土面板堆石坝主体的混凝土面板高程后，在第一级混凝土面板堆石坝主体的混凝土面板所预留的垂直分缝的底部设置砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于所述砂浆垫层上，并浇筑混凝土面板，并设置顶部柔性填料；

D、重复步骤A-C，直至整个混凝土面板堆石坝主体填筑和面板浇筑完成；

当混凝土面板堆石坝主体的坝高较小且面板采用一次浇筑完成时，要待整个混凝土面板堆石坝主体填筑及中间夹层浇筑完成后，再进行混凝土面板的施工，所述混凝土面板的施工方法与步骤C相同。

本发明的有益效果在于：本发明通过在原有的混凝土面板与混凝土面板堆石坝垫层之间铺设塑性混凝土或沥青混凝土作为中间夹层，并充分利用了沥青混凝土和塑性混凝土改善面板运行期和地震期受力的面板结构形式，有利于工程上高效便捷地进行施工。尤其是通过铺设塑性混凝土或沥青混凝土，可以有效地协调原有的混凝土面板与垫层料之间的变形，从而可以良好地改善在自重荷载和地震作用下面板受力情况，防止面板被拉裂而造成渗漏。且施工方法简单，易于工程实施。

附图说明

图1为本发明的面板结构示意图。

图2为本发明实施例1的垂直分缝形式示意图。

图3为图2中混凝土面板间垂直分缝处的放大示意图。

图4为本发明实施例2的垂直分缝排布形式示意图。

图5为图4中混凝土面板间垂直分缝处的放大结构示意图。

图6为图4中塑性混凝土面板块间垂直分缝处的放大结构示意图。

图中，1-混凝土面板，2-钢筋，3-柔性填料层，4-砂浆垫层，5-止水铜片，6-混凝土面板堆石坝垫层，7-沥青混凝土面板层，8-塑性混凝土面板层，9-中间夹层，10-乳化沥青层， 101-混凝土面板之间所形成的垂直分缝，701-防老化层。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明进行说明：

实施例1：在中间夹层9采用沥青混凝土面板的情况下：

图1为本发明一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的面板结构示意图。一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构，包括混凝土面板堆石坝主体、混凝土面板堆石坝垫层6，混凝土面板堆石坝垫层6上铺设有预设有垂直分缝101混凝土面板1，混凝土面板1内部贯穿有钢筋2，如图2所示，垂直分缝101的顶部设有柔性填料层3，该垂直分缝101的底部设有砂浆垫层4和一对止水铜片5，止水铜片5垂直于砂浆垫层4且对称设于砂浆垫层4上，其中，垂直分缝101的缝宽为1~2cm，垂直分缝内涂有防粘剂。在沿坝高0-H范围内的混凝土面板1与混凝土面板堆石坝垫层6之间铺设有中间夹层9，（H为混凝土面板堆石坝主体的总高度）即在混凝土面板堆石坝主体的一部分实施该发明，其他部分可以按照常规施工方法来做，即可达到抗震的作用；该中间夹层为0.1-0.4m厚的沥青混凝土面板层7，沥青混凝土面板层7的表层上涂有防老化层701。如图3所示，沥青混凝土面板层7上不设置垂直分缝。

实施例1的一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的施工方法为：

一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步：填筑第一级混凝土面板堆石坝主体及止水结构：首先按照现有技术的常规面板堆石坝的方法填筑第一级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6并在混凝土面板堆石坝主体上游的底部设置趾板止水；

第二步：填筑第二级混凝土面板堆石坝主体及中间夹层：继续填筑第二级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6，在沿混凝土面板堆石坝主体坝高0-H范围内的混凝土面板堆石坝垫层6上浇筑0.1-0.4m厚的沥青混凝土面板层7；并在沥青混凝土面板层7表面涂刷防老化涂料；

第三步：继续填筑混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6，并重复步骤二；当混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6填筑超过第一级混凝土面板堆石坝主体的混凝土面板高程后，在第一级混凝土面板堆石坝主体的混凝土面板所预留垂直分缝101的底部设置砂浆垫层4和一对止水铜片5，止水铜片5垂直于砂浆垫层4上设置且对称设于砂浆垫层4上，并浇筑混凝土面板1层，并在预留的垂直分缝101的顶部柔性填料；

第四步：重复步骤第一至三步，直至整个混凝土面板堆石坝主体填筑和混凝土面板1浇筑完成；

当混凝土面板堆石坝主体的坝高较小且混凝土面板1采用一次浇筑完成时，要待整个混凝土面板堆石坝主体填筑及中间夹层浇筑完成后，再进行混凝土面板1的施工，混凝土面板的施工方法与步骤三相同。

实施例2：在中间夹层9采用多块塑性混凝土面板层的情况下：

图1为本发明一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的面板结构示意图。一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构，包括混凝土面板堆石坝主体，混凝土面板堆石坝垫层6、混凝土面板堆石坝垫层6上铺设有预留有垂直分缝101混凝土面板1，混凝土面板1内部布置有钢筋2，如图5所示，垂直分缝101的顶部设有柔性填料层3，垂直分缝101的底部设有砂浆垫层4和一对止水铜片5，止水铜片5垂直于砂浆垫层4设置且对称设于砂浆垫层4上，在沿坝高0-H范围内的混凝土面板1与混凝土面板堆石坝垫层6之间铺设有中间夹层9，其中，H为坝高；其中，中间夹层9由预留有垂直分缝801的塑性混凝土面板层8铺设而成，如图4所示，塑性混凝土面板层8之间形成的垂直分缝801与混凝土面板1之间形成的垂直分缝101交错排列，且在塑性混凝土面板层8之间形成的垂直分缝801的底部设有砂浆垫层4和一对止水铜片5，止水铜片5垂直于砂浆垫层4且对称设于砂浆垫层4上（如图6所示）；中间夹层9的表层涂刷有乳化沥青层10。其中，中间夹层的厚度为0.1-0.4m。

实施例2的一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步：填筑第一级混凝土面板堆石坝主体及止水结构：首先按照常规面板堆石坝的方法填筑第一级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6并在混凝土面板堆石坝主体上游的底部设置趾板止水；

第二步：填筑第二级混凝土面板堆石坝主体及中间夹层：继续填筑第二级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6完成后，在沿混凝土面板堆石坝主体坝高0-H范围内的混凝土面板堆石坝垫层6上浇筑0.1-0.4m厚的中间夹层，该中间夹层采用预设有垂直分缝801塑性混凝土面板层8铺设时，先预设塑性混凝土面板8所要预留的垂直分缝801位置，并使塑性混凝土面板层8所预留的垂直分缝801与混凝土面板1所预留的垂直分缝101交错排列，在塑性混凝土层8预留垂直分缝801的位置设置砂浆垫层和一对止水铜片5，止水铜片5垂直于砂浆垫层4且对称设于砂浆垫层4上，然后通过浇筑塑性混凝土的方式铺设塑性混凝土面板层8，在浇筑时要避开塑性混凝土面板层8所要预留的垂直分缝位置801，该塑性混凝土预留的垂直分缝801处涂刷有乳化沥青层；

第三步：继续填筑混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6，并重复步骤二；当混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层6填筑超过第一级混凝土面板高程后，在第一级混凝土面板所预留垂直分缝101的底部设置砂浆垫层4和一对止水铜片5，止水铜片5垂直于砂浆垫层4且对称设于砂浆垫层4上，并浇筑混凝土，并在预设的垂直分缝101的顶部设置柔性填料；

第四步：重复步骤第一至三步，直至整个混凝土面板堆石坝主体填筑和混凝土面板浇筑完成；

当混凝土面板堆石坝主体的坝高H较小且面板采用一次浇筑完成时，要待整个混凝土面板堆石坝主体填筑及中间夹层浇筑完成后，再进行混凝土面板堆石坝主体上的混凝土面板的施工，混凝土面板的施工方法与步骤三相同。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构，包括混凝土面板堆石坝主体、混凝土面板堆石坝垫层和铺设在混凝土面板堆石坝垫层上的预留有垂直分缝的混凝土面板，所述混凝土面板内部布置有钢筋，所述混凝土面板预留的垂直分缝的顶部设有柔性填料层，该垂直分缝的底部设有砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于所述砂浆垫层上，其特征在于，在沿混凝土面板堆石坝主体的坝高0-H范围内的混凝土面板与混凝土面板堆石坝垫层之间铺设有中间夹层，其中H为坝高；所述中间夹层为以浇筑方式所形成的沥青混凝土面板层或预留有垂直分缝的塑性混凝土面板层，当中间夹层采用塑性混凝土面板层时，所述塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝与所述混凝土面板所预留的垂直分缝交错排列，且在塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝的底部设有砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于砂浆垫层上；所述中间夹层的表层涂刷有防护层。

2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构，其特征在于，所述中间夹层的厚度为0.1-0.4m。

3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构，其特征在于，当所述中间夹层为沥青混凝土面板层时，所述防护层为防老化层。

4.根据权利要求1所述的一种用于混凝土面板堆石坝的混凝土面板抗震结构，其特征在于，当所述中间夹层为预留有垂直分缝的塑性混凝土面板层时，所述防护层为乳化沥青。

5.一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、填筑第一级混凝土面板堆石坝主体及止水结构：首先按照常规面板堆石坝的方法填筑第一级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层并在混凝土面板堆石坝主体上游的底部设置趾板止水；

B、填筑第二级混凝土面板堆石坝主体及中间夹层：在第一级混凝土面板堆石坝主体的基础上继续填筑第二级混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层，在沿坝高0-H范围内浇筑中间夹层，其中H为坝高，中间夹层的厚度为0.1-0.4m；所述中间夹层为沥青混凝土面板层或预留有垂直分缝的塑性混凝土面板层；当中间夹层采用沥青混凝土面板层时，在混凝土面板堆石坝垫层上以浇筑沥青混凝土的方式铺设沥青混凝土面板层；在沥青混凝土面板的表层涂刷防老化涂料层；当中间夹层采用塑性混凝土面板层时，先预设塑性混凝土面板层所要预留的垂直分缝位置，并使塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝与所述混凝土面板所预留的垂直分缝交错排列，然后在塑性混凝土面板层所预留的垂直分缝位置上设置砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于砂浆垫层上，然后通过浇筑塑性混凝土的方式铺设塑性混凝土面板层，浇筑时要避开所述塑性混凝土面板层所要预留的垂直分缝位置；所述塑性混凝土预留的垂直分缝处涂刷有乳化沥青层；

C、继续填筑混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层，并重复步骤B；当混凝土面板堆石坝主体、过渡层和混凝土面板堆石坝垫层填筑超过第一级混凝土面板堆石坝主体的混凝土面板高程后，在第一级混凝土面板堆石坝主体的混凝土面板所预留的垂直分缝的底部设置砂浆垫层和一对止水铜片，止水铜片垂直于所述砂浆垫层且对称设于所述砂浆垫层上，并浇筑混凝土面板，并设置顶部柔性填料；

D、重复步骤A-C，直至整个混凝土面板堆石坝主体填筑和面板浇筑完成。

6.根据权利要求5所述的一种用于混凝土面板堆石坝的面板抗震结构的施工方法，其特征在于，当混凝土面板堆石坝主体的坝高较小且面板采用一次浇筑完成时，要待整个混凝土面板堆石坝主体填筑及中间夹层浇筑完成后，再进行混凝土面板的施工，所述混凝土面板的施工方法与步骤C相同。

Images