CN109356102A - 沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构 - Google Patents

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杨星
王晓东
余挺
叶发明
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Abstract

本发明属于水利水电工程技术领域，具体公开了一种沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，旨在解决现有的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构因大坝变形及覆盖层基础沉降过大易导致结构被破坏的问题。该沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构通过将基座设置在坝基防渗墙上游，将沥青混凝土心墙设置在基座上，并通过连接板将基座和坝基防渗墙连接，使得沥青混凝土心墙和坝基防渗墙在空间上错开，可有效避免由于大坝变形及覆盖层基础沉降过大引起沥青混凝土心墙及坝基防渗墙应力过大而导致结构被破坏，保证防渗系统的可靠性和安全性；同时，所设置的防渗填筑区进一步保证了防渗系统连接部位的可靠性。

Description

沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构。
背景技术
在水利水电工程中，沥青混凝土心墙堆石坝已逐步得到广泛使用。对于建在覆盖层上的沥青混凝土心墙堆石坝，其心墙与坝基防渗墙的连接结构通常包括设置在覆盖层内的坝基防渗墙、设置在坝基防渗墙上端的混凝土基座以及设置在混凝土基座上的沥青混凝土心墙，该连接结构便于施工，一般用于地质条件较好、覆盖层较浅、受力条件较明确的大坝中。但随着水电工程的发展，目前国内外一些拟建的沥青混凝土心墙堆石坝具有坝高较高、覆盖层深厚、地质条件复杂等特点，若采用现有的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构进行连接，由于大坝变形及覆盖层基础沉降过大，会导致坝基防渗墙及沥青混凝土心墙应力变形状态较为突出，尤其坝基防渗墙的应力状态，其所受应力甚至大大超出构筑材料强度的允许范围，造成结构破坏。沥青混凝土心墙和坝基防渗墙及两者间的连接结构构成的沥青混凝土心墙堆石坝的防渗系统，一旦发生破坏，将直接危及大坝安全。
发明内容
本发明提供了一种沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，旨在解决现有的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构因大坝变形及覆盖层基础沉降过大易导致结构被破坏的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，包括坝基防渗墙、基座和沥青混凝土心墙，所述坝基防渗墙设置在覆盖层中；所述基座设置在覆盖层上并位于坝基防渗墙的上游，所述沥青混凝土心墙设置在基座上；所述坝基防渗墙的上端穿出覆盖层并通过连接板与基座相连，所述沥青混凝土心墙的下游侧设置有防渗填筑区，所述防渗填筑区将沥青混凝土心墙下游侧的坝基防渗墙、基座及连接板的裸露表面包覆住。
进一步的是，所述覆盖层的厚度大于100m。
进一步的是，所述连接板的厚度为0.5～2m，连接板的宽度为1～10m。
进一步的是，所述基座与连接板之间及连接板与坝基防渗墙之间均通过防渗连接结构连接。
进一步的是，所述防渗连接结构包括设置在结构缝中的止水带和填充在结构缝中的吸能板，所述止水带一端嵌入连接板中、另一端嵌入坝基防渗墙或基座中。
进一步的是，所述防渗连接结构还包括设置在结构缝下侧的柔性止水层及包裹在柔性止水层下侧表面的防渗固定板，所述防渗固定板的一端嵌入连接板中、另一端嵌入坝基防渗墙或基座中。
进一步的是，所述基座和连接板的底面上均设置有防渗漏层。
进一步的是，所述防渗填筑区的厚度为1～10m。
进一步的是，所述坝基防渗墙的上端呈楔形，坝基防渗墙插入防渗填筑区的深度为0.5～7m。
进一步的是，所述防渗填筑区的上侧设置有监测检修廊道，所述监测检修廊道的底面与防渗填筑区的顶面之间的距离为5～10m。
本发明的有益效果是：通过将基座设置在坝基防渗墙上游的覆盖层上，将沥青混凝土心墙设置在基座上，并通过连接板将基座和坝基防渗墙连接，使得沥青混凝土心墙和坝基防渗墙在空间上错开，相较于以往常规的竖向直接连接的防渗连接型式，可有效避免由于大坝变形及覆盖层基础沉降过大引起沥青混凝土心墙及坝基防渗墙应力过大而导致结构被破坏，保证了防渗系统的可靠性和安全性；同时，通过在沥青混凝土心墙的下游侧设置防渗填筑区，并使得防渗填筑区将沥青混凝土心墙下游侧的坝基防渗墙、基座及连接板的裸露表面包覆住，进一步保证了防渗系统连接部位的可靠性。
附图说明
图1是本发明的实施结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是沿图1中B-B线的剖视图；
图4是沿图1中C-C线的剖视图；
图中标记为：覆盖层10、坝基防渗墙20、基座30、沥青混凝土心墙40、连接板50、防渗填筑区60、防渗连接结构70、止水带71、吸能板72、柔性止水层73、防渗固定板74、防渗漏层80、监测检修廊道90；
图1和图2中的箭头方向表示水流方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，包括坝基防渗墙20、基座30和沥青混凝土心墙40，坝基防渗墙20设置在覆盖层10中；基座30设置在覆盖层10上并位于坝基防渗墙20的上游，沥青混凝土心墙40设置在基座30上；坝基防渗墙20的上端穿出覆盖层10并通过连接板50与基座30相连，沥青混凝土心墙40的下游侧设置有防渗填筑区60，防渗填筑区60将沥青混凝土心墙40下游侧的坝基防渗墙20、基座30及连接板50的裸露表面包覆住。
该沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构主要用于施工在具有坝高较高、覆盖层深厚、地质条件复杂等特点的沥青混凝土心墙堆石坝中。覆盖层10的厚度通常大于100m；通过将基座30设置在坝基防渗墙20上游的覆盖层10上，将沥青混凝土心墙40设置在基座30上，并通过连接板50将基座30和坝基防渗墙20连接，使得沥青混凝土心墙40和坝基防渗墙20在空间上错开，因而能够有效避免由于大坝变形及覆盖层基础沉降过大引起沥青混凝土心墙40及坝基防渗墙20应力过大而导致结构被破坏。连接板50主要用于将基座30和沥青混凝土心墙40连接，其优选为混凝土连接板；通常在基座30与沥青混凝土心墙40之间设置1～2块连接板50进行连接；为了有效控制工程质量，保证大坝运行期间连接板50质量的可靠性，优选采用厚度为0.5～2m、宽度为1～10m的连接板50；连接板50的具体尺寸一般根据坝址处条件、大坝设计要求、坝体尺寸等具体确定。
在基座30与连接板50之间及连接板50与坝基防渗墙20之间均通过防渗连接结构70连接；当设置多块连接板50时，在连接板50与连接板50之间也是通过防渗连接结构70连接。防渗连接结构70主要其连接和防渗的作用，其可以为多种，优选为如图2所示的结构，防渗连接结构70包括设置在结构缝中的止水带71和填充在结构缝中的吸能板72，止水带71一端嵌入连接板50中、另一端嵌入坝基防渗墙20或基座30中。止水带71通常水平设置，用于结构缝止水；吸能板72主要用于吸收结构间应力，以避免结构相互挤压被压坏；吸能板72通常采用具有一定抗压能力的板材制作，例如：膨胀橡胶木板或沥青木板等；吸能板72的厚度一般略大于结构缝的宽度，优选为1～5cm。
在上述基础上，为了进一步确保防渗连接结构70具有良好的止水效果，为结构缝的安全性再增加一道保障，结合图2和图3所示，防渗连接结构70还包括设置在结构缝下侧的柔性止水层73及包裹在柔性止水层73下侧表面的防渗固定板74，防渗固定板74的一端嵌入连接板50中、另一端嵌入坝基防渗墙20或基座30中。柔性止水层73包裹在结构缝的下端进行止水，并通过紧贴地基且嵌入两侧结构中的防渗固定板74固定；柔性止水层73通常由柔性填料填充而成，例如：SR柔性填料或GB柔性填料等；防渗固定板74的实施方式有多种，如：通过钢板覆盖固定；又如：通过橡胶板覆盖固定，这种固定结构牢靠，且防渗效果好。
为了避免混凝土结构的基座30和连接板50开裂而可能导致的漏水，如图1、图2和图4所示，在基座30和连接板50的底面上均设置有防渗漏层80。防渗漏层80处于建基面与基座30或连接板50之间，主要起防渗漏作用；其可以有各种防渗漏材料制成，例如：沥青防渗膜或橡胶片等。
考虑到工程施工质量控制及运行期大坝变形、基础沉降等因素可能导致的结构缝止水破坏或混凝土开裂，如图1、图3和图4所示，在沥青混凝土心墙40的下游侧设置了防渗填筑区60，通过防渗填筑区60将沥青混凝土心墙40下游侧的坝基防渗墙20、基座30及连接板50的裸露表面包覆住。防渗填筑区60通常由具有一定抗变形能力的防渗漏材料填筑制成，例如：黏土或沥青混凝土等；为了保证大坝运行其防渗系统连接部位的防渗效果，通常将防渗填筑区60的填筑厚度控制在1～10m；具体厚度可根据工程实际情况确定。
为了进一步提高防渗的可靠性，再如图1所示，坝基防渗墙20的上端设置为楔形结构，坝基防渗墙20插入防渗填筑区60的深度为0.5～7m。
优选的，如图1和图4所示，防渗填筑区60的上侧设置有监测检修廊道90，监测检修廊道90的底面与防渗填筑区60的顶面之间的距离为5～10m。监测检修廊道90的主要作用是为后期监测和检修防渗系统提供空间。
本发明所提供的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构易于施工，有效解决了深厚覆盖层上坝基防渗墙20和沥青混凝土心墙40应力过大问题，可在深厚覆盖层上的沥青混凝土心墙坝中推广应用。

Claims (10)

1.沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，包括坝基防渗墙(20)、基座(30)和沥青混凝土心墙(40)，所述坝基防渗墙(20)设置在覆盖层(10)中；其特征在于：所述基座(30)设置在覆盖层(10)上并位于坝基防渗墙(20)的上游，所述沥青混凝土心墙(40)设置在基座(30)上；所述坝基防渗墙(20)的上端穿出覆盖层(10)并通过连接板(50)与基座(30)相连，所述沥青混凝土心墙(40)的下游侧设置有防渗填筑区(60)，所述防渗填筑区(60)将沥青混凝土心墙(40)下游侧的坝基防渗墙(20)、基座(30)及连接板(50)的裸露表面包覆住。
2.如权利要求1所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述覆盖层(10)的厚度大于100m。
3.如权利要求1所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述连接板(50)的厚度为0.5～2m，连接板(50)的宽度为1～10m。
4.如权利要求1所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述基座(30)与连接板(50)之间及连接板(50)与坝基防渗墙(20)之间均通过防渗连接结构(70)连接。
5.如权利要求4所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述防渗连接结构(70)包括设置在结构缝中的止水带(71)和填充在结构缝中的吸能板(72)，所述止水带(71)一端嵌入连接板(50)中、另一端嵌入坝基防渗墙(20)或基座(30)中。
6.如权利要求5所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述防渗连接结构(70)还包括设置在结构缝下侧的柔性止水层(73)及包裹在柔性止水层(73)下侧表面的防渗固定板(74)，所述防渗固定板(74)的一端嵌入连接板(50)中、另一端嵌入坝基防渗墙(20)或基座(30)中。
7.如权利要求1所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述基座(30)和连接板(50)的底面上均设置有防渗漏层(80)。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述防渗填筑区(60)的厚度为1～10m。
9.如权利要求8所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述坝基防渗墙(20)的上端呈楔形，坝基防渗墙(20)插入防渗填筑区(60)的深度为0.5～7m。
10.如权利要求8所述的沥青混凝土心墙与坝基防渗墙连接结构，其特征在于：所述防渗填筑区(60)的上侧设置有监测检修廊道(90)，所述监测检修廊道(90)的底面与防渗填筑区(60)的顶面之间的距离为5～10m。
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