CN106320281A - 一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构及面板堆石坝 - Google Patents

Abstract

本发明属于水电工程技术领域，具体涉及一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构,包括混凝土面板堆石坝和混凝土面板，所述混凝土面板堆石坝和混凝土面板在水平面上呈凸向上游的弧形。本发明通过弧形结构抵消面板挤压应力，减少或避免面板向河床部位的轴向位移，改善面板的工作受力状态，减少或避免面板挤压破坏的情况产生，大大改善了面板的工作状态。

Description

一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构及面板堆石坝

技术领域

本发明属于水电工程技术领域，具体涉及一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构及面板堆石坝。

背景技术

近些年，混凝土面板堆石坝以其对坝址区地形地质条件适应性强、经济优、安全可靠的优点，在我国得到快速发展，大坝高度已经向300m级发展。由于地形地质情况的差异，堆石体由两岸向河床部位变形，混凝土面板堆石坝往往是河床部位的面板受压，两岸坝肩的面板受拉，尽管在设计过程中已考虑了在河床受压部分的面板设置了压性垂直缝、在两岸坝肩的面板设置了拉性垂直缝，并在缝面以及接缝部位的混凝土采取了不少工程措施，但在工程实际运行中，还是出现了面板由于挤压而产生的挤压破坏问题，使面板堆石坝的防渗体系受到严重伤害，进而影响到坝体的渗透安全性能，特别是随着坝高的增加，安全风险随之加重。

发明内容

为了克服现有面板由于相互挤压破坏引起的面板堆石坝的防渗体系受到严重伤害,进而影响到坝体的渗透安全性能的缺陷，本发明的目的在于提出一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构及面板堆石坝，目前工程界在积极研究对策，尽可能减小以上问题对工程安全的影响。本发明采用新的面板堆石坝型式，以期达到解决上述问题的目的。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现:

一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构,包括混凝土面板堆石坝和混凝土面板，所述混凝土面板堆石坝和混凝土面板在水平面上呈凸向上游的弧形。

优选的，所述混凝土面板的顶部连接有防浪墙，防浪墙底部与混凝土面板的顶部之间设有接缝，该接缝为第一周边缝，第一周边缝呈弧形。

优选的，所述混凝土面板与趾板之间设有接缝，该接缝为第二周边缝，第二周边缝为弧形。

优选的，述混凝土面板具有多个面板条块，多个面板条块之间竖向接缝为垂直缝，所述垂直缝为直线。

优选的，所述垂直缝的间距为12m～18m。

优选的，所述混凝土面板顶部厚度小于底部厚度。

优选的，所述混凝土面板混凝土强度等级不低于C25，抗渗等级不低于W8。

一种防止面板挤压破坏的面板堆石坝，包括由上游侧向下游侧依次设置的面板结构、垫层区、过渡区、上游堆石区、下游堆石区；设置在面板结构上游侧上端防浪墙；设置在面板结构上游侧下端的趾板，位于所述趾板(与垫层区之间的特殊垫层区；所述面板结构包括混凝土面板，混凝土面板在水平面上呈凸向上游的弧形。

优选的，所述混凝土面板底面坡比为1：m，且m的取值范围为1.3～1.6。

本发明的有益效果：

本发明通过弧形面板堆石坝结构抵消面板挤压应力，减少或避免面板向河床部位的轴向位移，改善面板的工作受力状态，减少或避免面板挤压破坏的情况产生，大大改善了面板的工作状态。

附图说明

图1为本发明面板堆石坝的结构示意图；

图2为本发明面板堆石坝的剖面示意图；

图中，1-圆弧半径；2-矢高；3-坝轴线；4-第一周边缝；5-混凝土面板；6-第二周边缝；7-垂直缝；8-垫层区；9-过渡区；10-趾板；11-特殊垫层区；12-上游堆石区；13-下游堆石区；14-防浪墙。

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

为了克服现有面板由于相互挤压破坏引起的面板堆石坝的防渗体系受到严重伤害的缺陷,本发明提供了如图1和图2所述的一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构,包括混凝土面板堆石坝和混凝土面板5，所述混凝土面板堆石坝和混凝土面板在水平面上呈凸向上游的弧形。

本发明通过弧形面板堆石坝结构抵消面板挤压应力，减少或避免面板向河床部位的轴向位移，改善面板的工作受力状态，减少或避免面板挤压破坏的情况产生，大大改善了面板的工作状态。

实施例2

在实施例1的基础上，如图1所示，所述混凝土面板5的顶部连接有防浪墙14，防浪墙14底部与混凝土面板5的顶部之间设有接缝，该接缝为第一周边缝4，第一周边缝4呈弧线，可使坝体与混凝土面板5间的应力分布较均匀，调整和减小坝体与混凝土面板5连接处的压应力。

如图1所示,所述混凝土面板5与所述趾板10之间设有接缝，该接缝为第二周边缝6，第二周边缝6为直线。通过该第二周边缝6减小坝体传至趾板10的弯矩，从而减小甚至消除坝体上游面的竖向拉应力，使坝体和趾板10接触面的应力发布趋于均匀。

实施例3

在实施例1的基础上，如图1所示,弧形面板堆石坝结构的圆弧半径1及矢高2可结合地形地质条件，通过有限元计算，以垂直缝7不发生挤压变形来确定。

实施例4

在实施例1的基础上，如图1所示,所述混凝土面板5具有多个面板条块，多个面板条块之间竖向接缝为垂直缝7，所述垂直缝7为直线，避免面板条块相互挤压破坏。

所述垂直缝7的间距依河谷形态、温差大小、面板下堆石体可能产生的不均匀沉降及施工条件确定，一般垂直缝7的间距为12m～18m。

所述混凝土面板5顶部厚度小于底部厚度，以满足防渗要求。具体地，混凝土面板5顶部厚度为0.3m，底部厚度为0.3+0.0035H(H为计算处的水头)。

所述混凝土面板5混凝土强度等级不低于C25，抗渗等级不低于W8，并应满足相关抗冻等级，已使面板具有较高的耐久性、抗渗性和抗裂性。

实施例5

为了克服现有面板由于相互挤压破坏引起的面板堆石坝的防渗体系受到严重伤害的缺陷,本发明提供了如图2所示的一种防止面板挤压破坏的面板堆石坝，该面板堆石坝包括由上游侧向下游侧依次设置的面板结构、垫层区8、过渡区9、上游堆石区12、下游堆石区13；设置在面板结构上游侧上端防浪墙14；设置在面板结构上游侧下端的趾板10，位于所述趾板10与垫层区8之间的特殊垫层区11,该特殊垫层区11选用《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-2013)中定义的特殊垫层区,用以对堵缝材料及泥沙起到反滤作用；其中，所述面板结构包括混凝土面板5，混凝土面板5在水平面上呈凸向上游的弧形。

本发明面板堆石坝增加了一种新的弧形结构，通过弧形结构抵消面板挤压应力，减少或避免面板向河床部位的轴向位移，改善面板的工作受力状态，降低面板的挠度，减少或避免面板挤压破坏的情况产生，大大改善了面板的工作状态。

其中，如图1所示,所述面板堆石坝的坝轴线3为弧线，在此处，坝轴线3定义为：面板堆石坝坝顶上游面在水平面上的投影。

其中，如图2所示,所述混凝土面板5底部和趾板10的连接方式仍采用常规的周边缝连接方式，便于施工。

根据工程实际确定，混凝土面板5底面坡比与坝体填筑坡比一致，均为1：m，且m的取值范围为1.3～1.6，混凝土面板5顶面坡比根据面板厚度不同计算确定。

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，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构，包括混凝土面板堆石坝和混凝土面板(5)，其特征在于：所述混凝土面板堆石坝和混凝土面板(5)在水平面上呈凸向上游的弧形。

2.根据权利要求1所述的防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构，其特征在于：所述混凝土面板(5)的顶部连接有防浪墙(14)，防浪墙(14)底部与混凝土面板(5)的顶部之间设有接缝，该接缝为第一周边缝(4)，所述第一周边缝(4)为弧线。

3.根据权利要求1所述的防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构，其特征在于：所述混凝土面板(5)与趾板(10)之间设有接缝，该接缝为第二周边缝(6)，第二周边缝(6)为直线。

4.根据权利要求1所述的防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构，其特征在于：所述混凝土面板(5)具有多个面板条块，每个面板条块的上下游面均为平面，多个面板条块之间竖向接缝为垂直缝(7)，所述垂直缝(7)为直线。

5.根据权利要求4所述的防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构，其特征在于：所述垂直缝(7)的间距为12m～18m。

6.根据权利要求1所述的防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构，其特征在于：所述混凝土面板(5)顶部厚度小于底部厚度。

7.根据权利要求1所述的防止挤压破坏的弧形面板堆石坝结构，其特征在于：所述混凝土面板(5)混凝土强度等级不低于C25，抗渗等级不低于W8。

8.一种防止面板挤压破坏的面板堆石坝，其特征在于：包括由上游侧向下游侧依次设置的面板结构、垫层区(8)、过渡区(9)、上游堆石区(12)、下游堆石区(13)；设置在面板结构上游侧上端防浪墙(14)；设置在面板结构上游侧下端的趾板(10)，位于所述趾板(10)与垫层区(8)之间的特殊垫层区(11)；其中，所述面板结构包括混凝土面板(5)，混凝土面板(5)在水平面上呈凸向上游的弧形。

9.根据权利要求8所述的防止面板挤压破坏的面板堆石坝，其特征在于：所述混凝土面板(5)底面坡比为1：m，且m的取值范围为1.3～1.6。

10.根据权利要求8所述的防止面板挤压破坏的面板堆石坝，其特征在于：所述面板堆石坝的坝轴线为弧线。