CN109629523A - 一种钢板-混凝土组合面板土石坝及其施工方法 - Google Patents

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刘汉龙
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    • E02B3/16—Sealings or joints
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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Abstract

发明提供一种钢板‑混凝土组合面板土石坝及其施工方法。该土石坝包括坝体，以及自内向外依次铺设在坝体迎水面的槽钢面板和混凝土面板。所述槽钢面板包括若干沿坝高方向间隔布置的槽钢。所述槽钢面板迎水面分块浇筑混凝土，形成混凝土面板。所述混凝土面板将槽钢面板包覆。该土石坝的施工方法包括、预制槽钢、搭筑第一层坝体、铺设槽钢面板、浇筑混凝土面板等步骤。该土石坝承受水压力性能好，抗渗性好，可以大大缩短施工工期，性价比较高。

Description

一种钢板-混凝土组合面板土石坝及其施工方法
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，具体涉及一种土石坝组合面板技术。
背景技术
我国是一个水资源十分丰富的国家，丰富的水资源给我国人民生活和社会发展带来了巨大帮助的同时，也引发了很多问题，如洪水等。因此水利工程一直是我国重点建设的项目。面板坝在我国水利工程中是非常常见的，面板坝以其经济性和适应何种地形地质的优势得到广泛应用。面板坝的面板作为坝体的防渗结构，其性能和安全性一直是外界关注的焦点。如何选取面板的材料，如何设计面板以提高面板的防渗性能和安全性也是外界一直在探讨的问题。因此，面板的设计是面板坝设计极为重要的一个环节。
我国现在的面板坝大多为混凝土面板坝，面板坝的面板为混凝土或沥青混凝土。混凝土面板坝具有承受水压性能好，施工方便等优点。但混凝土面板适应变形的能力较差，受力时容易因开裂、错动等发生破坏，导致面板的防渗性下降，且混凝土的耐久性差，抗震性能差；而沥青混凝土也存在成本高，易老化等问题，因此混凝土面板坝仍存在许多问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢板-混凝土组合面板土石坝及其施工方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种钢板-混凝土组合面板土石坝，包括坝体，以及自内向外依次铺设在坝体迎水面的槽钢面板和混凝土面板。
所述槽钢面板包括若干沿坝高方向间隔布置的槽钢。所述槽钢包括腹板，以及腹板两侧折弯出的槽钢腿。所述槽钢槽口向上。相邻两根槽钢的槽钢腿之间设置止水条，并用螺栓固定连接。在槽钢面板背水面，相邻两根槽钢对接缝处贴覆有钢板。所述钢板与腹板铆接加固。通过螺栓和钢板，各槽钢相邻组合成一块整体槽钢面板。所述槽钢面板的断面呈逐一连接的U形。
所述槽钢面板迎水面分块浇筑混凝土，形成混凝土面板。所述混凝土面板将槽钢面板包覆。
进一步，所述混凝土面板的厚度为20～30mm。
进一步，所述槽钢的厚度为10mm，腿长为100mm。
进一步，所述槽钢由若干热轧普通槽钢拼合而成。所述热轧普通槽钢的沿水平方向的长度为1000mm，沿坝高方向的宽度为1000mm。
进一步，所述组合面板与坝体之间还具有垫层。所述垫层选用级配良好的石料填筑，并采用振动碾进行水平和斜坡碾压。所述石料最大粒径不大于80mm。
进一步，所述坝体为对称梯形结构，自上游至下游依次包括过渡区、主堆石区和次堆石区。所述坝体的坝身坡比为1:1.4。
进一步，主堆石区采用堆石料最大粒径不超过600mm。过渡区填筑材料最大粒径不大于300mm。
本发明还公开一种关于上述钢板-混凝土组合面板土石坝的施工方法，包括以下步骤：
1)根据设计要求预制槽钢。
2)搭筑第一层坝体。
3)在第一层坝体的迎水面铺设槽钢面板。
4)分块浇筑混凝土面板。从一块槽钢截面的中心线浇筑到与其相邻的槽钢截面中心线处，直至整体浇铸完毕。
5)搭筑下一层坝体，并进行面板施工，直至整个坝体与面板施工完毕。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
A.组合面板设与土石坝的上游外表面，承受水压力性能好，抗渗性好；
B.钢板设于混凝土面板的下部，能够充分发挥钢板的抗拉性能，提高土石坝抗拉强度；
C.将钢板与混凝土面板组合，可充分发挥钢板的抗冲击性能，在较强的水压力的冲击下，面板受力均匀，可提高面板坝的抗冲击强度,减小面板坝的不均匀沉降；
D.钢板具有良好的韧性与塑性，用螺栓将钢板与混凝土面板连接，连接牢固，不易脱落；
E.由于钢板为预制槽钢，可以按照要求加工规格，方便使用，可以大大缩短施工工期；
F.综合考虑使用寿命，耐磨性等因素，选用钢板与混凝土面板组合，性价比较高。
附图说明
图1为土石坝结构示意图；
图2为组合面板结构示意图；
图3为A处局部放大图；
图4为槽钢面板示意图。
图中：混凝土面板1、止水条2、槽钢3、腹板301、槽钢腿302、坝体4、螺栓5、钢板6、垫层7。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
本实施例公开一种钢板-混凝土组合面板土石坝，解决了现有混凝土面板坝容易开裂使水渗入，提高了面板的抗渗透性，充分发挥了钢板的抗拉强度，缩短施工工期。参见图1，钢板-混凝土组合面板土石坝包括坝体4，以及铺设在坝体4迎水面的组合面板。
所述坝体4为对称梯形结构，自上游至下游依次包括过渡区、主堆石区和次堆石区。主堆石区采用堆石料最大粒径不超过600mm。小于5mm的颗粒含量不大于20％，小于0.075mm的颗粒含量小于5％。次堆石区承受荷载很小，可用强度较低的石料如软岩填筑。过渡区填筑材料最大粒径不大于300mm。所述坝体4的坝身坡比为1:1.4，以减小坝体4断面尺寸，可更加适用于峡谷地形。在此坡比下土石坝稳定性好，且能满足坝体应力变形的要求。参见图2，所述组合面板包括自内向外依次铺设在坝体4迎水面的槽钢面板和混凝土面板1。
参见图4，所述槽钢面板包括沿坝高方向间隔布置的槽钢3。参见图3，所述槽钢3包括腹板301，以及腹板301两侧折弯出的槽钢腿302。所述槽钢3槽口向上。相邻两根槽钢3的槽钢腿302之间设置止水条2，并用螺栓5固定连接。在槽钢面板背水面，相邻两根槽钢3对接缝处贴覆有钢板6。所述钢板6与腹板301铆接加固。通过螺栓5和钢板6，各槽钢3相邻组合成一块整体槽钢面板。所述槽钢面板的断面呈逐一连接的U形。
所述槽钢面板迎水面分块浇筑混凝土，形成混凝土面板1。所述混凝土面板1将槽钢面板包覆。所述混凝土面板1的厚度为20～30mm。
在本实施例中，所述组合面板与坝体4之间还具有垫层7。所述垫层7选用级配良好的石料填筑。所述垫层7采用振动碾进行水平和斜坡碾压，提高垫层7的密实性和均匀性。垫层7经防护后具有半透水性，可以起到临时挡水作用。所述石料最大粒径不大于80mm。所述槽钢3由热轧普通槽钢拼合而成，相邻热轧普通槽钢之间涂抹环氧树脂结构胶。所述槽钢3的厚度为10mm，腿长为100mm。所述热轧普通槽钢的沿水平方向的长度为1000mm，沿坝高方向的宽度为1000mm。
值得说明的是，本实施例提出钢板-混凝土组合面板这一构想。将预制好的槽钢面板铺设于混凝土面板1下方，一方面可以充分发挥钢板的抗拉性能，提高面板的强度；另一方面可减小因混凝土面板1开裂导致的防渗性下降的问题。此外，由于槽钢3由预制热轧普通槽钢拼合而成，可以按照要求加工规格，方便使用，可大大的缩短施工工期。
实施例2：
本实施例公开一种关于实施例1所述钢板-混凝土组合面板土石坝的施工方法，包括以下步骤：
1)根据设计要求预制热轧普通槽钢。
2)搭筑第一层坝体4。第一层坝体4搭筑顺序为先搭筑主堆石区，再搭筑次堆石区，然后搭筑过渡区和垫层7。
3)在垫层迎水面底部设置趾板止水。
4)在第一级坝体的垫层表面涂抹厚度为15～20mm的水泥砂浆，并抹平。其中，水泥砂浆强度为M7.5。
5)将热轧普通槽钢拼合为槽钢3。
6)将组合好的槽钢3铺设于未凝结的水泥砂浆层上，静置一段时间，待水泥砂浆凝结，槽钢3与水泥砂浆紧密结合。
7)分块浇筑混凝土面板1。从一块槽钢3截面的中心线浇筑到与其相邻的槽钢3截面中心线处，直至整体浇铸完毕。
8)搭筑下一层坝体4，并进行面板施工，直至整个坝体与面板施工完毕。

Claims (8)

1.一种钢板-混凝土组合面板土石坝，其特征在于：包括坝体(4)，以及自内向外依次铺设在坝体(4)迎水面的槽钢面板和混凝土面板(1)；
所述槽钢面板包括若干沿坝高方向间隔布置的槽钢(3)；所述槽钢(3)包括腹板(301)，以及腹板(301)两侧折弯出的槽钢腿(302)；所述槽钢(3)槽口向上；相邻两根槽钢(3)的槽钢腿(302)之间设置止水条(2)，并用螺栓(5)固定连接；在槽钢面板背水面，相邻两根槽钢(3)对接缝处贴覆有钢板(6)；所述钢板(6)与腹板(301)铆接加固；通过螺栓(5)和钢板(6)，各槽钢(3)相邻组合成一块整体槽钢面板；所述槽钢面板的断面呈逐一连接的U形；
所述槽钢面板迎水面分块浇筑混凝土，形成混凝土面板(1)；所述混凝土面板(1)将槽钢面板包覆。
2.根据权利要求1所述的一种钢板-混凝土组合面板土石坝，其特征在于：所述混凝土面板(1)的厚度为20～30mm。
3.根据权利要求1所述的一种钢板-混凝土组合面板土石坝，其特征在于：所述槽钢(3)的厚度为10mm，腿长为100mm。
4.根据权利要求1所述的一种钢板-混凝土组合面板土石坝，其特征在于：所述槽钢(3)由若干热轧普通槽钢拼合而成；所述热轧普通槽钢的沿水平方向的长度为1000mm，沿坝高方向的宽度为1000mm。
5.根据权利要求1所述的一种钢板-混凝土组合面板土石坝，其特征在于：所述组合面板与坝体(4)之间还具有垫层(7)；所述垫层(7)选用级配良好的石料填筑，并采用振动碾进行水平和斜坡碾压；所述石料最大粒径不大于80mm。
6.根据权利要求1所述的一种钢板-混凝土组合面板土石坝，其特征在于：所述坝体(4)为对称梯形结构，自上游至下游依次包括过渡区、主堆石区和次堆石区；所述坝体(4)的坝身坡比为1:1.4。
7.根据权利要求6所述的一种钢板-混凝土组合面板土石坝，其特征在于：主堆石区采用堆石料最大粒径不超过600mm；过渡区填筑材料最大粒径不大于300mm。
8.一种关于权利要求1所述钢板-混凝土组合面板土石坝的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据设计要求预制槽钢(3)；
2)搭筑第一层坝体(4)；
3)在第一层坝体(4)的迎水面铺设槽钢面板；
4)分块浇筑混凝土面板(1)；从一块槽钢(3)截面的中心线浇筑到与其相邻的槽钢(3)截面中心线处，直至整体浇铸完毕；
5)搭筑下一层坝体(4)，并进行面板施工，直至整个坝体与面板施工完毕。
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