CN106192909B - 一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水利科学坝工技术领域，特别是涉及一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝。该面板堆石坝包括由上游至下游依次设置的混凝土面板、垫层料、过渡料、上游堆石区、下游堆石区；在混凝土面板上游侧的下端设置混凝土贴坡，并在混凝土贴坡的下端面设置混凝土板底座。通过在面板坝底部设置混凝土贴坡，从而减小面板长度，有效的改善面板应力应变状态。
Description
技术领域
本发明涉及水利科学坝工技术领域，特别是涉及一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝和方法。
背景技术
面板堆石坝坝型具有对坝址区地形地质条件适应性强、经济优、安全可靠的特点，在我国得到快速发展。当前混凝土面板堆石坝建坝水平已经达到200m(其中水布垭最大坝高233m)，几座250m～300m级的面板坝正在设计研究之中。目前坝工界较一致的看法认为：100m级面板坝技术成熟，坝体实测变形与理论计算基本吻合，安全可靠；200m面板坝虽然出现了一些问题，但已建工程运行情况表明，通过采取适当的工程处理措施运行良好，是安全的；对于300m级的面板坝，由于理论研究相对滞后以及200m级面板坝出现的一些问题，对坝体安全性产生了怀疑。总结高面板坝的设计、施工及运行经验，超高面板堆石坝存在一个很大的问题在于面板应力应变偏大，造成面板挤压破坏，产生面板裂缝，引起坝体渗漏量大等一系列问题。
通常高面板坝或超高面板坝设计时，大多从坝体分区、填筑标准、接缝止水、施工步骤等方面研究，提出降低坝体变形、改善面板应力和控制接缝位移的相关措施。但是这些措施目前都无法有效的解决超高面板堆石坝所存在的技术问题
发明内容
为了克服现有技术中高面板坝面板过长，承受水压力较大，易产生挤压破坏和裂缝的缺陷，本发明的目的在于提出一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝和方法，通过在面板坝底部设置混凝土贴坡，从而减小面板长度，有效的改善面板应力应变状态。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现:
一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝，包括由上游至下游依次设置的混凝土面板、垫层料、过渡料、上游堆石区、下游堆石区，在混凝土面板上游侧的下端设置混凝土贴坡，并在混凝土贴坡的下端面设置混凝土板底座。
优选的，混凝土板底座的一端横向延伸至混凝土贴坡的上游外侧，混凝土板底座的另一端横向延伸至上游堆石区的内部。
优选的，所述混凝土板底座的一端在混凝土贴坡的上游外侧的延伸长度为0.5～2m。
优选的，混凝土贴坡1上游坡比和下游坡比一致,均为1：s，且s的取值范围为1.3～1.6。优选1.4。
优选的，所述混凝土贴坡1厚度为0.05～0.1倍水头。优选0.08倍水头。
优选的，所述混凝土贴坡高度小于100m。
本发明的另一目的，提供一种降低面板应力应变水平的方法，在混凝土面板的上游侧的底部设置混凝土贴坡；在混凝土贴坡下部设置厚度小于2m的混凝土板底座，作为混凝土贴坡的基础；所述混凝土贴坡在混凝土面板下游堆石体填筑完成并沉降半年以上后方可进行浇筑。
优选的,所述混凝土贴坡1浇筑于河床下部的混凝土面板3上游侧的下端。
本发明的有益效果：
本发明在常规混凝土面板的基础上，增设了位于混凝土面板上游侧的底部的混凝土贴坡,代替深水区面板，减小面板长度，从而降低面板应力应变水平，减小面板破坏和裂缝的可能性，为高面板坝或者超高面板坝的建设提供了依据，尤其是300m级高面板堆石坝；为超高面板坝的发展提供支撑，填补本领域的空白，促进超高混凝土面板堆石坝技术进步，为超高坝研究积累经验。
附图说明
图1为本发明面板堆石坝的结构示意图；
图中，1-混凝土贴坡；2-混凝土板底座；3-混凝土面板；4-垫层料；5-过渡料；6-上游堆石区；7-下游堆石区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
为了克服现有技术中高面板坝面板过长，承受水压力较大，易产生挤压破坏和裂缝的缺陷，本发明提供了如图1所述的一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝，包括由上游至下游依次设置的混凝土面板3、垫层料4、过渡料5、上游堆石区6、下游堆石区7，在混凝土面板3上游侧的下端设置混凝土贴坡1，并在混凝土贴坡1的下端面设置混凝土板底座2。
本发明在混凝土面板3的上游侧的底部设置混凝土贴坡1,代替深水区面板，减小面板长度，从而降低面板应力应变水平，减小面板破坏和裂缝的可能性，为高面板坝或者超高面板坝的建设提供了依据，尤其适用于300m级高面板堆石坝。
实施例2
在实施例1的基础上，如图1所述,所述混凝土板底座2的一端横向延伸至混凝土贴坡1的上游外侧，混凝土板底座2的另一端横向延伸至上游堆石区6的内部。在混凝土贴坡1下部设置混凝土板底座2作为混凝土贴坡1的基础，混凝土板作为人工基础，可减少河谷地形的不规则性和地质上局部软弱带的影响，改进面板坝的支承条件，对坝体振动起缓冲作用。所述混凝土板底座2的厚度小于2m，满足规范要求。所述混凝土板底座2的一端在混凝土贴坡1的上游外侧的延伸长度为0.5～2m，通过这一延伸距离，在混凝土贴坡1在施工的时候，提供支撑，更容易混凝土贴坡的施工，同时，也可以减小混凝土贴坡1所承受的应力。
所述混凝土贴坡1上游坡比和下游坡比一致,均为1：s，且s的取值范围为1.3～1.6，优选1.4。这样的比例可以完全满足降低应力应变的要求，同时施工成本也不高，工期也相对较短。
为了满足防渗的要求,保证不受渗透压力破坏，混凝土贴坡1厚度为0.05～0.1倍水头，其中所述水头为上游水位与下游水位的差值。
为了满足工程设计要求,更匹配坝的高度,所述混凝土贴坡1高度小于100m。
实施例3
为了克服现有技术中高面板坝面板过长，承受水压力较大，易产生挤压破坏和裂缝的缺陷，本发明还提供一种降低面板应力应变水平的方法，在混凝土面板3的上游侧的底部设置混凝土贴坡1；在混凝土贴坡1下部设置厚度小于2m的混凝土板底座2，作为混凝土贴坡1的基础；所述混凝土贴坡1在混凝土面板3下游堆石体填筑完成并沉降半年以上后方可进行浇筑。
本发明通过在混凝土面板3的上游侧的底部设置混凝土贴坡1,代替深水区面板，减小面板长度，从而降低面板应力应变水平，减小面板破坏和裂缝的可能性，为高面板坝或者超高面板坝的建设提供了依据，尤其适用于300m级高面板堆石坝。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种降低面板应力应变水平的面板堆石坝，包括由上游至下游依次设置的混凝土面板（3）、垫层料（4）、过渡料（5）、上游堆石区（6）、下游堆石区（7），其特征在于：在混凝土面板（3）上游侧的下端设置混凝土贴坡（1），并在混凝土贴坡（1）的下端面设置混凝土板底座（2）；所述混凝土板底座（2）的一端横向延伸至混凝土贴坡（1）的上游外侧，混凝土板底座（2）的另一端横向延伸至上游堆石区（6）的内部；
所述混凝土板底座（2）的一端在混凝土贴坡（1）的上游外侧的延伸长度为0.5～2m；
所述混凝土贴坡（1）上游坡比和下游坡比一致,均为1：s，且s的取值范围为1.3～1.6；
所述混凝土贴坡（1）厚度为0.05～0.1倍水头；
所述混凝土贴坡（1）高度小于100m。
2.根据权利要求1所述的降低面板应力应变水平的面板堆石坝，其特征在于：所述混凝土贴坡（1）上游坡比和下游坡比一致,s为1.4。
3.根据权利要求1所述的降低面板应力应变水平的面板堆石坝，其特征在于：所述混凝土贴坡（1）厚度为0.08倍水头。
4.一种降低面板应力应变水平的方法，其特征在于：在混凝土面板（3）的上游侧的底部设置混凝土贴坡（1）；在混凝土贴坡（1）下部设置厚度小于2m的混凝土板底座（2），作为混凝土贴坡（1）的基础；所述混凝土贴坡（1）在混凝土面板（3）下游堆石体填筑完成并沉降半年以上后方可进行浇筑。
5.根据权利要求4所述的一种降低面板应力应变水平的方法，其特征在于：所述混凝土贴坡(1)浇筑于河床下部的混凝土面板（3）上游侧的下端。
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