CN108999148A - 一种防渗型水利堤坝及建造方法 - Google Patents

一种防渗型水利堤坝及建造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防渗型水利堤坝及建造方法,包括坝体，坝体内侧设有钢筋支架，坝体两侧分别设有倾斜的前边坡和后边坡，前边坡外侧依次设有加固层、防渗层和表层；所述加固层包括多组J形勾爪组，每组J形勾爪组包括水平排列的多个J形勾爪，每个J形勾爪一端连接钢筋支架，另一端设有矩形结构的水泥支撑架，水泥支撑架内侧填充有混凝土；所述防渗层包括防水布，防水布四周设有四条环形布带，每条环形布带内均贯穿有钢丝绳，钢丝绳两端与防水布外侧的J形勾爪连接，钢丝绳上按间隔套设有多个定位环。本发明具有抗冲击能力和防渗能力好的特点。

Description

一种防渗型水利堤坝及建造方法
技术领域
本发明涉及一种水利堤坝，特别是一种防渗型水利堤坝及建造方法。
背景技术
堤坝是一种防水拦水的建筑物和构筑物，多采用钢筋混凝土制成，起到保护水利枢纽、江河堤岸和海洋岸边等不被洪水或者潮水冲刷，防止泥沙阻塞河道和防止水土流失、保护植被的作用。但由于堤坝通常建筑在深而窄的山谷中，需要承受来自堤坝底部的高水压，并且在汛期和洪水侵袭时还需要承受来自水流的冲击力；从而导致堤坝的前边坡在受到水流的较大冲击后经常会出现表面破坏的情况，并在水流的持续冲击下造成堤坝内部的混凝土结构快速流失，严重影响的堤坝的拦水效果和使用寿命。此外，堤坝在长期使用后经常会出现渗漏的情况，水流在进入漏洞后还会形成压力流从背水坡溢出，从而使漏洞在水流的冲刷效果下持续扩大，降低了堤坝的拦水效果并存在堤坝溃决的隐患，安全性较差。因此，现有的堤坝存在抗冲击能力和防渗能力差的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种防渗型水利堤坝及建造方法。它具有抗冲击能力和防渗能力好的特点。
本发明的技术方案：一种防渗型水利堤坝，包括坝体，坝体内侧设有钢筋支架，坝体两侧分别设有倾斜的前边坡和后边坡，前边坡外侧依次设有加固层、防渗层和表层；所述加固层包括并排设置在前边坡上的多组J形勾爪组，每组J形勾爪组包括水平排列在前边坡外壁上的多个J形勾爪，相邻J形勾爪组上的J形勾爪呈相互错位布置，每个J形勾爪一端连接钢筋支架，另一端设有位于前边坡外侧的爪体，爪体四周设有矩形结构的水泥支撑架，相邻水泥支撑架之间相互贴合，水泥支撑架一端连接前边坡，水泥支撑架另一端设有倾斜面，水泥支撑架内侧填充有混凝土，混凝土外侧与水泥支撑架的倾斜面齐平；所述防渗层包括防水布，防水布内侧与水泥支撑架的倾斜面相互贴合，防水布四周设有四条环形布带，每条环形布带内均贯穿有钢丝绳，钢丝绳两端与防水布外侧的J形勾爪连接，钢丝绳上按间隔套设有多个定位环，定位环一端经开口延伸至环形布带外侧，并与最近的J形勾爪相互扣合；所述表层为混凝土层，混凝土层内浇筑有钢筋网体，钢筋网体四周与加固层四周边缘的J形勾爪相互连接。
前述的一种防渗型水利堤坝中，所述防水布内侧的J形勾爪浇筑在水泥支撑架内，所述防水布四周的J形勾爪延伸至水泥支撑架的倾斜面外侧。
前述的一种防渗型水利堤坝中，所述防水布为PVC防水布、涤纶防水布或有机硅防水布。
前述的一种防渗型水利堤坝中，所述钢丝绳两端经钢丝绳扣设有与J形勾爪配合的张紧环。
前述的一种防渗型水利堤坝的建造方法，包括以下步骤：
①先在堤防、大坝的底部预埋件上搭建钢筋支架，并使钢筋支架的底部与预埋件焊接牢固，得A钢筋支架；
②将若干J形勾爪分多排水平焊接A钢筋支架一侧，且相邻横排上的J形勾爪呈相互错位设置，从而使同一横排上的J形勾爪在焊接后形成J形勾爪组，得B钢筋支架；
③使用混凝土对B钢筋支架进行浇筑形成坝体，并将远离J形勾爪一侧的坝体浇筑形成后边坡，靠近J形勾爪一侧的坝体浇筑形成前边坡；得C坝体；
④使用逐层浇筑法对C坝体上的多层J形勾爪组由下往上进行逐层浇筑，使水泥支撑架在浇筑后能够并排设置在J形勾爪组的外侧，形成加固层；所述逐层浇筑法为：将水泥支撑架并排放置在同一J形勾爪组的各J形勾爪外侧，并使水泥支撑架的远离倾斜面一侧在放置时与C坝体的前边坡侧壁之间留有间隙，然后将混凝土从该间隙内灌入，使灌入后的混凝土能够将该间隙和水泥支撑架的内侧填充完全；得D坝体；
⑤根据J形勾爪的位置调节防水布四周的钢丝绳长度，然后将各钢丝绳的端部分别与J形勾爪相互连接，使防水布在钢丝绳连接后完全张开并贴合在D坝体的加固层表面，形成防渗层；得E坝体；
⑥在E坝体的防水布外侧搭建钢筋网体，并使钢筋网体的四周边缘与J形勾爪焊接牢固，然后使用混凝土对钢筋网体进行浇筑形成表层，得成品堤坝。
前述的一种防渗型水利堤坝的建造方法中，所述步骤④中水泥支撑架在浇筑时，通过木板对水泥支撑架的倾斜面进行遮盖，使混凝土在浇筑后与水泥支撑架的倾斜面齐平。
前述的一种防渗型水利堤坝的建造方法中，所述步骤④中位于C坝体前边坡四周边缘的两排J形勾爪一端在浇筑后延伸至水泥支撑架的倾斜面外侧。
前述的一种防渗型水利堤坝的建造方法中，所述步骤⑤中钢丝绳两端通过钢丝绳扣调节所述张紧环的直径，使张紧环在钢丝绳完全拉直后套入防水布两侧的J形勾爪内。
与现有技术相比，本发明通过均匀分布在水泥支撑架内的J形勾爪可以有效提高各水泥支撑架内混凝土的结构强度和长冲击强度，并通过呈错位排列的水泥支撑架使加固层整体具有良好的抗冲击强度；当水流冲击造成加固层出现局部破坏时，水泥支撑架还可以起到防扩散的效果，避免混凝土上形成的破洞在后续冲击作用下持续扩大，从而提高了加固层的抗冲击和防渗效果；通过由防水布在覆盖后形成的防渗层可以有效防止水流从表层的漏洞处直接冲击加固层，从而避免加固层上的混凝土在冲刷作用下造成流失；防水布还可以起到缓冲的效果，使小范围水流在冲击后施加的压力能够经防水布均匀分布在加固层表面，从而进一步提高加固层整体的抗冲击能力和防渗能力；通过环形布带、钢丝绳和J形勾爪的配合固定，使防水布在固定后能够与坝体内的钢筋支架稳固连接，并通过钢筋支架良好的结构和抗变形强度来提升防水布的连接稳定性，避免防水布在受力后出现褶皱或掉落的问题，进一步提升了防水布的防护效果；通过混凝土和钢筋网体形成的表层，可以对防水布进行覆盖和固定，使防水布安装后能够长期覆盖在加固层表面，进一步提高了防水布的防护效果和连接稳定性；通过钢筋网体还可以提高表层的结构强度和抗冲击强度，当表层受冲击出现漏洞时，钢筋网体还能够减缓漏洞的在表层上的扩大速率，从而降低水流从漏洞处对加固层和防渗层的冲刷作用，进一步提高了本发明整体的防渗效果；通过钢筋网体四周和J形勾爪的相互连接，还可以提高钢筋网体的结构强度和抗变形强度，使表层具有良好的防护稳定性和使用寿命。
本发明在建造时，通过逐层浇筑的方式对水泥支撑架进行混凝土填充能够有效降低工人的施工难度和施工成本，并使混凝土在逐层的浇筑过程中能够对水泥支撑架填充完全，混凝土在浇筑时通过木板和水泥支撑架倾斜面的相互贴合和限位，可以降低工人的施工难度并保证混凝土的外表面与倾斜面保持齐平，从而进一步提高了本发明的施工精度和防水布的防护效果；由于水泥支撑架在放置时与坝体前边坡呈间隙设置，使各水泥支撑架内的混凝土在填充后能够相互连接并提高对各水泥支撑架的固定效果，使水泥支撑架能够在加固层上固定牢固，从而进一步提高了加固层的防护效果；防水布在安装时通过环形布带和钢丝绳的配合可以使钢丝绳在伸直后造成防水布的完全张开，从而降低了工人在铺设防水布时的难度并提高了防水布的覆盖效果，工人还可以通过钢丝绳扣调节钢丝绳的长度和张紧环位置，使两端张紧环扣入J形勾爪后保证钢丝绳的完全伸直并提供预紧力，避免外力造成防水布的褶皱和掉落；通过定位环和J形勾爪的配合还可以使防水布紧密贴合在加固层上并保持连接稳固，从而避免表层混凝土在后续浇筑过程中造成防水布的松散或脱落，降低了工人对表层的浇筑难度并提高了防水布在浇筑完成后的防护效果。所以，本发明具有抗冲击能力和防渗能力好的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A向放大图；
图3是图2的B向视图；
图4是钢丝绳和张紧环的结构示意图。
附图中的标记为：1-坝体，2-钢筋支架，3-J形勾爪，4-水泥支撑架，5-防水布，6-钢丝绳，7-定位环，8-混凝土层，9-钢丝绳扣，101-前边坡，102-后边坡，301-爪体，401-倾斜面，501-环形布带，601-张紧环，801-钢筋网体。
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。
实施例。一种防渗型水利堤坝，构成如图1所示，包括坝体1，坝体1内侧设有钢筋支架2，坝体1两侧分别设有倾斜的前边坡101和后边坡102，前边坡101外侧依次设有加固层、防渗层和表层；所述加固层包括并排设置在前边坡101上的多组J形勾爪组，每组J形勾爪组包括水平排列在前边坡101外壁上的多个J形勾爪3，相邻J形勾爪组上的J形勾爪3呈相互错位布置，每个J形勾爪3的竖直一端连接钢筋支架2，另一端设有位于前边坡101外侧的爪体301，爪体301的外形为半圆形，爪体301四周设有矩形结构的水泥支撑架4，水泥支撑架4的外形呈环形，相邻水泥支撑架4之间相互贴合，水泥支撑架4一端连接前边坡101，水泥支撑架另一端设有倾斜面401，水泥支撑架4内侧填充有混凝土，混凝土外侧与水泥支撑架4的倾斜面401齐平；所述防渗层包括防水布5，防水布5内侧与水泥支撑架4的倾斜面401相互贴合，防水布5四周设有四条环形布带501，每条环形布带501内均贯穿有钢丝绳6，钢丝绳6两端与防水布5外侧的J形勾爪3连接，钢丝绳6上按间隔套设有多个定位环7，定位环7一端经环形布带501上的开口延伸至环形布带501外侧，并与最近的J形勾爪3相互扣合；所述表层为混凝土层8，混凝土层8内浇筑有钢筋网体801，钢筋网体801四周与加固层四周边缘的J形勾爪3相互焊接。
所述防水布5内侧的J形勾爪3浇筑在水泥支撑架4内，所述防水布5四周的J形勾爪3的爪体301延伸至水泥支撑架4的倾斜面401外侧。
所述防水布5为PVC防水布、涤纶防水布或有机硅防水布。
所述钢丝绳6两端经钢丝绳扣9设有与J形勾爪3配合的张紧环601。
所述一种防渗型水利堤坝的建造方法，包括以下步骤：
①先在堤防、大坝的底部预埋件上搭建钢筋支架，并使钢筋支架的底部与预埋件焊接牢固，得A钢筋支架；
②将若干J形勾爪分多排水平焊接A钢筋支架一侧，且相邻横排上的J形勾爪呈相互错位设置，从而使同一横排上的J形勾爪在焊接后形成J形勾爪组，得B钢筋支架；
③使用混凝土对B钢筋支架进行浇筑形成坝体，并将远离J形勾爪一侧的坝体浇筑形成后边坡，靠近J形勾爪一侧的坝体浇筑形成前边坡；得C坝体；
④使用逐层浇筑法对C坝体上的多层J形勾爪组由下往上进行逐层浇筑，使水泥支撑架在浇筑后能够并排设置在J形勾爪组的外侧，形成加固层；所述逐层浇筑法为：将水泥支撑架并排放置在同一J形勾爪组的各J形勾爪外侧，J形勾爪组位于水泥支撑架的中心部分，并使水泥支撑架的远离倾斜面一侧在放置时与C坝体的前边坡侧壁之间留有间隙，然后将混凝土从该间隙内灌入，使灌入后的混凝土能够将该间隙和水泥支撑架的内侧填充完全；得D坝体；
⑤根据J形勾爪的位置调节防水布四周的钢丝绳长度，然后将各钢丝绳的端部分别与J形勾爪相互连接，使防水布在钢丝绳连接后完全张开并贴合在D坝体的加固层表面，形成防渗层；得E坝体；
⑥在E坝体的防水布外侧搭建钢筋网体，并使钢筋网体的四周边缘与J形勾爪焊接牢固，然后使用混凝土对钢筋网体进行浇筑形成表层，得成品堤坝。
所述步骤④中水泥支撑架在浇筑时，通过木板对水泥支撑架的倾斜面进行遮盖，使水泥支撑架内侧的混凝土在浇筑后与水泥支撑架的倾斜面齐平。
所述步骤④中位于C坝体前边坡四周边缘的两排J形勾爪的爪体一端在浇筑后延伸至水泥支撑架的倾斜面外侧，其中靠内侧的一排J形勾爪与钢丝绳和定位环相互扣合，靠外侧的一排J形勾爪与钢筋网体相互焊接。
所述步骤⑤中钢丝绳两端通过钢丝绳扣调节所述张紧环的直径，使张紧环在钢丝绳完全拉直后套入防水布两侧的J形勾爪内。
本发明的工作原理：本发明通过焊接在钢筋支架2上的J形勾爪3，可以提高水泥支撑架4内的混凝土的结构强度和抗压强度，从而减少水流在冲击后对加固层的破坏效果；通过水泥支撑架4可以进一步提高混凝土的结构强度并起到保护作用，使局部位置的混凝土在受到冲刷后不会造成漏洞的逐渐扩大，从而提高加固层的抗冲击能力和使用寿命。通过贴合在加固层表面的防水布5可以对加固层起到防渗和缓冲的作用，使水流在冲破表层后不会直接对加固层形成冲击，从而避免加固层内混凝土的冲刷流失；防水布5在受到水流冲击后还可以将冲击力均匀的施加给加固层，从而使加固层整体能够承受更高的冲击力，并避免小股水流在冲击后造成加固层的局部破坏，并在持续冲击下造成破坏点逐渐加大，从而进一步提高加固层的抗冲击能力和防渗能力。通过钢筋混凝土制成的表层可以对防水布5起到固定和堵漏的效果，使防水布5能够稳定贴合在加固层上并避免水流从缝隙中进入；通过钢筋网体801可以提高表层的抗冲击能力，并减缓表层的缝隙在受到水流的持续冲击后造成混凝土的成块掉落，从而降低渗漏水流对表层的破坏性和在渗入后对防水布5的冲击效果，使坝体1整体具有良好的抗冲击和防渗效果。本发明通过J形勾爪还可以使坝体1内的钢筋支架2与防水布5、钢筋网体801相互焊接牢固，钢筋支架2自身具有较高的结构强度和抗变形能力，在焊接后能够有效提高防水布5和钢筋网体801的固定效果，使防水布5和钢筋网体801在受到冲击时不会造成自身的快速变形和破坏，从而进一步提高了防渗层和表层的保护效果和使用寿命。

Claims (8)

1.一种防渗型水利堤坝，其特征在于：包括坝体(1)，坝体(1)内侧设有钢筋支架(2)，坝体(1)两侧分别设有倾斜的前边坡(101)和后边坡(102)，前边坡(101)外侧依次设有加固层、防渗层和表层；所述加固层包括并排设置在前边坡(101)上的多组J形勾爪组，每组J形勾爪组包括水平排列在前边坡(101)外壁上的多个J形勾爪(3)，相邻J形勾爪组上的J形勾爪(3)呈相互错位布置，每个J形勾爪(3)一端连接钢筋支架(2)，另一端设有位于前边坡(101)外侧的爪体(301)，爪体(301)四周设有矩形结构的水泥支撑架(4)，相邻水泥支撑架(4)之间相互贴合，水泥支撑架(4)一端连接前边坡(101)，水泥支撑架另一端设有倾斜面(401)，水泥支撑架(4)内侧填充有混凝土，混凝土外侧与水泥支撑架(4)的倾斜面(401)齐平；所述防渗层包括防水布(5)，防水布(5)内侧与水泥支撑架(4)的倾斜面(401)相互贴合，防水布(5)四周设有四条环形布带(501)，每条环形布带(501)内均贯穿有钢丝绳(6)，钢丝绳(6)两端与防水布(5)外侧的J形勾爪(3)连接，钢丝绳(6)上按间隔套设有多个定位环(7)，定位环(7)一端经开口延伸至环形布带(501)外侧，并与最近的J形勾爪(3)相互扣合；所述表层为混凝土层(8)，混凝土层(8)内浇筑有钢筋网体(801)，钢筋网体(801)四周与加固层四周边缘的J形勾爪(3)相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种防渗型水利堤坝，其特征在于：所述防水布(5)内侧的J形勾爪(3)浇筑在水泥支撑架(4)内，所述防水布(5)四周的J形勾爪(3)延伸至水泥支撑架(4)的倾斜面(401)外侧。
3.根据权利要求1所述的一种防渗型水利堤坝，其特征在于：所述防水布(5)为PVC防水布、涤纶防水布或有机硅防水布。
4.根据权利要求1所述的一种防渗型水利堤坝，其特征在于：所述钢丝绳(6)两端经钢丝绳扣(9)设有与J形勾爪(3)配合的张紧环(601)。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的一种防渗型水利堤坝的建造方法，其特征在于，包括以下步骤：
①先在堤防、大坝的底部预埋件上搭建钢筋支架，并使钢筋支架的底部与预埋件焊接牢固，得A钢筋支架；
②将若干J形勾爪分多排水平焊接A钢筋支架一侧，且相邻横排上的J形勾爪呈相互错位设置，从而使同一横排上的J形勾爪在焊接后形成J形勾爪组，得B钢筋支架；
③使用混凝土对B钢筋支架进行浇筑形成坝体，并将远离J形勾爪一侧的坝体浇筑形成后边坡，靠近J形勾爪一侧的坝体浇筑形成前边坡；得C坝体；
④使用逐层浇筑法对C坝体上的多层J形勾爪组由下往上进行逐层浇筑，使水泥支撑架在浇筑后能够并排设置在J形勾爪组的外侧，形成加固层；所述逐层浇筑法为：将水泥支撑架并排放置在同一J形勾爪组的各J形勾爪外侧，并使水泥支撑架的远离倾斜面一侧在放置时与C坝体的前边坡侧壁之间留有间隙，然后将混凝土从该间隙内灌入，使灌入后的混凝土能够将该间隙和水泥支撑架的内侧填充完全；得D坝体；
⑤根据J形勾爪的位置调节防水布四周的钢丝绳长度，然后将各钢丝绳的端部分别与J形勾爪相互连接，使防水布在钢丝绳连接后完全张开并贴合在D坝体的加固层表面，形成防渗层；得E坝体；
⑥在E坝体的防水布外侧搭建钢筋网体，并使钢筋网体的四周边缘与J形勾爪焊接牢固，然后使用混凝土对钢筋网体进行浇筑形成表层，得成品堤坝。
6.根据权利要求5所述的一种防渗型水利堤坝的建造方法，其特征在于：所述步骤④中水泥支撑架在浇筑时，通过木板对水泥支撑架的倾斜面进行遮盖，使混凝土在浇筑后与水泥支撑架的倾斜面齐平。
7.根据权利要求5所述的一种防渗型水利堤坝的建造方法，其特征在于：所述步骤④中位于C坝体前边坡四周边缘的两排J形勾爪一端在浇筑后延伸至水泥支撑架的倾斜面外侧。
8.根据权利要求5所述的一种防渗型水利堤坝的建造方法，其特征在于：所述步骤⑤中钢丝绳两端通过钢丝绳扣调节所述张紧环的直径，使张紧环在钢丝绳完全拉直后套入防水布两侧的J形勾爪内。
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