CN109930559B - 一种堤坝加固结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种堤坝加固结构及其施工方法，包括坝体、铺设于坝体表面的修复层、设于坝体顶部的基板、设于坝体侧面的侧板以及钢筋砼面层，所述坝体的顶部设置有沿坝体的宽度方向延伸并沿坝体的长度间隔排布的嵌槽；所述基板嵌设于嵌槽，所述基板沿坝体宽度方向的两端设置有第一扣接单元，所述侧板的两端设置有由上至下扣接至第一扣接单元的第二扣接单元，所述钢筋砼面层覆盖修复层、基板以及侧板，具有早对大坝修复的基础同时，有效增强了修复后大坝的结构强度和抗冲击性能的优点。

Description

一种堤坝加固结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种堤坝加固结构。

背景技术

堤坝指防水拦水的建筑物和构筑物，用来防止水患。现代的水坝主要有两大类：土石坝和混凝土坝。近年来，大型堤坝都采用高科技的钢筋水泥建筑。土石坝是用土或石头建造的宽坝。因为底部承受的水压比顶部的大的多，所以底部较顶部宽。土石坝多是横越大河建成的，用的都是既普通又便宜的材料。由于物料较松散，能承受地基的动摇。但水会慢慢渗入堤坝，降低堤坝的坚固程度。因此，工程师会在堤坝表面加上一层防水的黏土，或设计一些通道，让一部分的水流走。混凝土坝多用混凝土建成，通常建筑在深而窄的山谷，因为只有混凝土才能承受堤坝底部的高水压。混凝土坝可以细分为混凝土重力坝，混凝土拱坝，混凝土支墩坝等。混凝土坝的主要特点是利用自身的重量来支撑水体压力。

一方面堤坝对抗压力和冲击，一般需要有足够稳定的加固方式，另一方面，堤坝在不断的被水流冲击过程中，表面会有一定程度的损坏，而后导致结构强度和抗冲击能力下降，因此如何简便而有效的对堤坝进行加固修复是需要克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的一是提供一种堤坝加固结构，具有修复施工简单、在对大坝修复的基础上，有效增强了修复后大坝的结构强度和抗冲击能力。的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种堤坝加固结构，包括坝体、铺设于坝体表面的修复层、设于坝体顶部的基板、设于坝体侧面的侧板以及钢筋砼面层，所述坝体的顶部设置有沿坝体的宽度方向延伸并沿坝体的长度间隔排布的嵌槽；所述基板嵌设于嵌槽，所述基板沿坝体宽度方向的两端设置有第一扣接单元，所述侧板的两端设置有由上至下扣接至第一扣接单元的第二扣接单元，所述钢筋砼面层覆盖修复层、基板以及侧板。

通过采用上述技术方案，修复层将原凹凸不平或松动的表面进行修复，一般在添加修复层之前会将原坝体的表面进行清理，增加修复层后的表面为基板的贴合安装提供了条件，而基板的连接分布了包含了坝体的顶部和两侧，将使得加固后的坝体的上下游侧面形成了一个受力整体，提高坝体的抗冲击能力；而侧板的局部受力或松动主要是沿坝体的斜面方向，尤其是沿斜面向下，采用由上至下扣接的方式，可以自然的抵抗这个方向的受力；另一方面，受钢筋砼层的压抵可以保持结构之间的稳定；而采用间隔排布的方式，则利用材料之间的膨胀系数不同，增强冷热或干湿情况下的膨胀和收缩的适应性，以提高大坝的抗裂耐压性能；以此，通过简单的施工即可，在对大坝修复的基础上，有效增强了修复后大坝的结构强度和抗冲击能力。

本发明进一步设置为：所述基板的上表面固定有第一载块，所述第一载块上设置有呈上下分布供钢筋沿坝体的长度方向和沿宽度长度方向穿设的穿孔。

通过采用上述技术方案，一方面第一载块本身可作为限位骨架，提高层结构之间的稳定性，另一方面通过钢筋的连接可以加强不同基板之间的稳定性，其三穿设钢筋作为钢筋砼的钢筋布局。

本发明进一步设置为：所述基板和侧板的表面均镂空设置有多个呈六边形的过槽，所述修复层和钢筋砼面层均有部分嵌于过槽。

通过采用上述技术方案，六边形具有较高的各项受力稳定性，通过过槽钢筋砼与修复层之间形成穿过基板的混凝土柱，提高结构之间的关联，加强结构强度。

本发明进一步设置为：所述基板的上下表面均凸出设置有截面呈直角梯形的限位凸起，并分别嵌于修复层和钢筋砼面层，所述限位凸起以基板表面为直角边所在面，且不同位置的限位凸起的斜面朝向各不相同。

通过采用上述技术方案，限位凸起可以加强基板与钢筋砼面层修复层之间的连接，各不相同的朝向可以形成不同方向的导向和限位，即限制性的可产生微小的移动，以此在提升结构之间的稳定性的同时可以在一定程度上抵消水不断冲击产生的震动。

本发明进一步设置为：所述第一扣接单元包括在基板的下侧表面凸出设置的第一接板和第一限位板；所述第二扣接单元包括与第一接板远离第一限位板一侧的表面抵接的第二接板、与第一限位板远离第一接板的一侧的表面抵接的第二限位板以及连接第二接板和第二限位板的连板，所述第二限位板与基板固定。

通过采用上述技术方案，两个扣接单元相互形成相对并且可相互嵌接的U形或类U形结构，这种包容结构相当于在侧面形成两道压力抵抗结构和均衡的上下压力承受结构；并且此结构形成了间隔式的上下朝向的可微幅度弯曲的叠板结构，提高对震波的削弱作用，提高地板的抗震能力，且两个U型的结构之间形成减震容腔。

本发明进一步设置为：所述第一扣接单元和第二扣接单元扣接形成的容腔内挂接有减震球。

通过采用上述技术方案，减震球为悬空状态，可以强化消震作用

本发明进一步设置为：所述基板靠近第一限位板的内侧表面向内凸出设置，且凸出部分于与第一限位板之间形成第一补偿槽，所述第二限位板的一端呈弧状弯曲，所述第二限位板的一端与第一补偿槽的其中一个内表面抵触。

通过采用上述技术方案，在组装完全之后，受第一补偿槽的限制，第一限位板与第二限位板的弹性形变受到限制，使得骨架在受到强外力作用的时候，可以保持良好的稳定性，而单面抵触则是为其形变余留了一定的预留空间，使得其不至于无法正常装配；并装配完成后形成一定的形变量以供两个扣接单元形成消震形变，并使得对应的基板和底座形成微幅度的位移或偏转抗震。

本发明进一步设置为：所述第二限位板的内壁上凸出设置有第一限位卡凸，所述第一限位板上设置有与第一限位卡凸配合的第一限位卡槽，所述第一限位卡凸与第一限位板首先接触的部分设置有导向结构。

通过采用上述技术方案，利用第二限位板与第一限位板之间的弹性避让配合第二限位卡凸的导向结构完成顺畅的组装，组装完成后由于缺少导向，第一扣接单元和第二扣接单元之间难以发生脱离。

本发明进一步设置为：所述第一限位卡凸包括相互垂直的第一导向凸棱和第一限位凸棱，其中第一导向凸棱位于第一限位凸棱靠近第一限位板与安装腔安装时首次接触的一侧，且第一导向凸棱和第一限位凸棱相对第一限位卡凸所在的表面的凸出高度均由两者相交的位置至各自的端部逐渐减小。

通过采用上述技术方案，在第一限位板沿第二限位板表面滑入的过程中，第一导向凸棱首先与第一限位板的外壁接触，并在表面上相互产生弹性形变，以形成避让；并且此时以第一导向凸棱为中心形成平滑的凹面，在第一限位凸棱与第一限位板的表面抵接前，第一限位板的表面已经进行了预形变，可以比较顺畅的第一限位凸棱进行进一步的形变，直至第一限位凸棱与第一限位卡槽配合时，形变部分复位；在配合之后由于第一限位板向外脱离的过程中，缺少导向预形变，其相互脱离比较困难；以此既实现了第一限位板的快速安装，又充分的保证了第一限位板与安装腔之间的连接稳定性，所述第一导向凸棱与第一限位凸棱的相交的一端的顶部与第一限位凸棱的顶部平齐，且第一限位凸棱朝向第一导向凸棱的一侧为导向面。

本发明的目的二是提供一种大坝加固方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：去除坝体侧面和顶部的杂物和浮土、凿除松动混凝土表面、砼表面凿毛以及对表面进行冲洗浸润；检测混凝土层的受损情况、混凝土强度性能，并做相应的加固评估；

步骤二：进行第一搭建模架，混凝土对凿毛表面进行填充，以在原坝体表面形成修复层，同时在修复层上设置嵌槽；

步骤三：将基板搭建于坝顶的修复层，而后以第一扣接单元和第二扣接单元扣接的方式，逐渐搭建侧板；在第一载块上穿设钢筋；

步骤四：在组装基板后的坝体表面浇注混凝土。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、在对大坝修复的基础上，有效增强了修复后大坝的结构强度和抗冲击能力；

2、采用间隔排布的方式，则利用材料之间的膨胀系数不同，增强冷热或干湿情况下的膨胀和收缩的适应性，，以提高大坝的抗裂耐压性能；

3、提高各层结构的之间的受力关联性，加强层结构之间的相对稳定性。

附图说明

图1是实施例1的加固后大坝的结构示意图；

图2是实施例1的图1在A处的放大图；

图3是实施例1的基板和修复的组合结构图；

图4是实施例1的第一限位卡凸的结构图；

图5是实施例2的基板的结构图。

图中，1、坝体；2、修复层；3、基板；4、侧板；5、钢筋砼面层；6、第一扣接单元；7、第二扣接单元；8、第一限位卡凸；21、嵌槽；31、过槽；32、限位凸起；33、第一载块；331、穿孔；34、边板；35、衔接板；61、第一接板；62、第一限位板；63、第一补偿槽；64、第一限位卡槽；71、第二接板；72、第二限位板；73、连板；74、减震球；81、第一导向凸棱；82、第一限位凸棱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种堤坝加固结构，如图1和图2所示，包括坝体1、铺设于坝体1表面的修复层2、设于坝体1顶部的基板3、设于坝体1侧面的侧板4以及钢筋砼面层5。坝体1的顶部设置有沿坝体1的宽度方向延伸并沿坝体1的长度间隔排布的嵌槽21；基板3嵌设于嵌槽21，钢筋砼面层5覆盖修复层2、基板3以及侧板4。基板3沿坝体1宽度方向的两端设置有第一扣接单元6，侧板4的两端设置有由上至下扣接至第一扣接单元6的第二扣接单元7。

参照图2和图3，基板3和侧板4的表面均镂空设置有多个呈六边形的过槽31，修复层2和钢筋砼面层5均有部分嵌于过槽31。基板3的上下表面均凸出设置有截面呈直角梯形的限位凸起32，并分别嵌于修复层2和钢筋砼面层5，限位凸起32以基板3表面为直角边所在面，且不同位置的限位凸起32的斜面朝向各不相同。基板3的上表面固定有第一载块33，第一载块33上设置有呈上下分布供钢筋沿坝体1的长度方向和沿宽度长度方向穿设的穿孔331。

参照图2和图4，第一扣接单元6包括在基板3的下侧表面凸出设置的第一接板61和第一限位板62，基板3靠近第一接板61的内侧表面向内凸出设置，且凸出部分与第一接板61之间形成第一补偿槽63。

第二扣接单元7包括与第一接板61远离第一限位板62一侧的表面抵接的第二接板71、与第一限位板62远离第一接板61的一侧的表面抵接的第二限位板72以及连接第二接板71和第二限位板72的连板73，第二限位板72与基板3固定。第二限位板72的一端呈弧状弯曲，且弯曲的端部与第一补偿槽63的其中一个内表面抵触。第一扣接单元6和第二扣接单元7扣接形成的容腔内挂接有减震球74。

第二限位板72的内壁上凸出设置有第一限位卡凸8，第一限位板62上设置有与第一限位卡凸8配合的第一限位卡槽64（参照图5），第一限位卡凸8与第一限位板62首先接触的部分设置有导向结构。第一限位卡凸8包括相互垂直的第一导向凸棱81和第一限位凸棱82，其中第一导向凸棱81位于第一限位凸棱82靠近第一限位板62与安装腔安装时首次接触的一侧，且第一导向凸棱81和第一限位凸棱82相对第一限位卡凸8所在的表面的凸出高度均由两者相交的位置至各自的端部逐渐减小。第一导向凸棱81与第一限位凸棱82的相交的一端的顶部与第一限位凸棱82的顶部平齐，且第一限位凸棱82朝向第一导向凸棱81的一侧为导向面。

施工方式：

步骤一：去除坝体1侧面和顶部的杂物和浮土、凿除松动混凝土表面、砼表面凿毛以及对表面进行冲洗浸润；检测混凝土层的受损情况、混凝土强度性能，并做相应的加固评估；

步骤二：进行第一搭建模架，混凝土对凿毛表面进行填充，以在原坝体1表面形成修复层2，同时在修复层2上设置嵌槽21；

步骤三：将基板3搭建于坝顶的修复层2，而后以第一扣接单元6和第二扣接单元7扣接的方式，逐渐搭建侧板4；在第一载块33上穿设钢筋；

步骤四：在组装基板3后的坝体1表面浇注混凝土。

实施例2：如图5 所示，与实施例1的不同之处在于，基板3包括边板34和衔接板35，边板34的两侧均设置有第一扣接单元6，衔接板35根据位置不同和安装数量不同可分为两端均设置第一扣接单元6的衔接板35和两端都设置第二扣接单元7的衔接板35，从而以多块限位板交替实现大宽度的坝顶的连接。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种堤坝加固结构，其特征是：包括坝体(1)、铺设于坝体(1)表面的修复层(2)、设于坝体(1)顶部的基板(3)、设于坝体(1)侧面的侧板(4)以及钢筋砼面层(5)，所述坝体(1)的顶部设置有沿坝体(1)的宽度方向延伸并沿坝体(1)的长度间隔排布的嵌槽(21)；所述基板(3)嵌设于嵌槽(21)，所述基板(3)沿坝体(1)宽度方向的两端设置有第一扣接单元(6)，所述侧板(4)的两端设置有由上至下扣接至第一扣接单元(6)的第二扣接单元(7)，所述钢筋砼面层(5)覆盖修复层(2)、基板(3)以及侧板(4)；所述第一扣接单元(6)包括在基板(3)的下侧表面凸出设置的第一接板(61)和第一限位板(62)；所述第二扣接单元(7)包括与第一接板(61)远离第一限位板(62)一侧的表面抵接的第二接板(71)、与第一限位板(62)远离第一接板(61)的一侧的表面抵接的第二限位板(72)以及连接第二接板(71)和第二限位板(72)的连板(73)，所述第二限位板(72)与基板(3)固定。

2.根据权利要求1所述的一种堤坝加固结构，其特征是：所述基板(3)的上表面固定有第一载块(33)，所述第一载块(33)上设置有呈上下分布供钢筋沿坝体(1)的长度方向和沿宽度长度方向穿设的穿孔（331）。

3.根据权利要求1所述的一种堤坝加固结构，其特征是：所述基板(3)和侧板(4)的表面均镂空设置有多个呈六边形的过槽(31)，所述修复层(2)和钢筋砼面层(5)均有部分嵌于过槽(31)。

4.根据权利要求1所述的一种堤坝加固结构，其特征是：所述基板(3)的上下表面均凸出设置有截面呈直角梯形的限位凸起(32)，并分别嵌于修复层(2)和钢筋砼面层(5)，所述限位凸起(32)以基板(3)表面为直角边所在面，且不同位置的限位凸起(32)的斜面朝向各不相同。

5.根据权利要求1所述的一种堤坝加固结构，其特征是：所述第一扣接单元(6)和第二扣接单元(7)扣接形成的容腔内挂接有减震球(74)。

6.根据权利要求1所述的一种堤坝加固结构，其特征是：所述基板(3)靠近第一接板(61)的内侧表面向内凸出设置，且凸出部分与第一接板(61)之间形成第一补偿槽(63)，所述第二限位板(72)的一端呈弧状弯曲，所述第二限位板(72)的一端与第一补偿槽(63)的其中一个内表面抵触。

7.根据权利要求6所述的一种堤坝加固结构，其特征是：所述第二限位板(72)的内壁上凸出设置有第一限位卡凸(8)，所述第一限位板(62)上设置有与第一限位卡凸(8)配合的第一限位卡槽（64），所述第一限位卡凸(8)与第一限位板(62)首先接触的部分设置有导向结构。

8.根据权利要求7所述的一种堤坝加固结构，其特征是：所述第一限位卡凸(8)包括相互垂直的第一导向凸棱(81)和第一限位凸棱(82)，其中第一导向凸棱(81)位于第一限位凸棱(82)靠近第一限位板(62)与安装腔安装时首次接触的一侧，且第一导向凸棱(81)和第一限位凸棱(82)相对第一限位卡凸(8)所在的表面的凸出高度均由两者相交的位置至各自的端部逐渐减小，所述第一导向凸棱(81)与第一限位凸棱(82)的相交的一端的顶部与第一限位凸棱(82)的顶部平齐，且第一限位凸棱(82)朝向第一导向凸棱(81)的一侧为导向面。

9.一种根据权利要求1所述的堤坝加固结构进行大坝加固的方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤一：去除坝体侧面和顶部的杂物和浮土、凿除松动混凝土表面、砼表面凿毛以及对表面进行冲洗浸润；检测混凝土层的受损情况、混凝土强度性能，并做相应的加固评估；

步骤二：进行第一搭建模架，混凝土对凿毛表面进行填充，以在原坝体表面形成修复层，同时在修复层上设置嵌槽；

步骤三：将基板搭建于坝顶的修复层，而后以第一扣接单元和第二扣接单元扣接的方式，逐渐搭建侧板；在第一载块上穿设钢筋；

步骤四：在组装基板后的坝体表面浇注混凝土。

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