CN110939104A - 混合防渗坝 - Google Patents

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王立成
田新星
倪锡镇
吕中维
刘婧
邢丁丹
孙其臣
张建坤
马果
郭巍巍
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China Water Resources Beifang Investigation Design and Research Co Ltd
Original Assignee
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02B3/16—Sealings or joints
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/02—Fixed barrages
    • E02B7/04—Dams across valleys
    • E02B7/06—Earth-fill dams; Rock-fill dams

Abstract

本发明公开了一种混合防渗坝，包括上游下部堆石料、下游下部堆石料、上游上部堆石料、下游上部堆石料、干砌石护坡、过渡料、沥青混凝土心墙、混凝土基座、帷幕灌浆、防浪墙，在位于上游下部堆石料和下游下部堆石料的过渡料中设置沥青混凝土心墙，上游上部堆石料和下游上部堆石料的过渡料中设置高强加筋土工膜代替沥青混凝土心墙。将传统沥青混凝土心墙坝上半部分更改为高强加筋聚乙烯土工膜的型式，利用土工膜的不透水性起到防渗作用。上下游堆石料采用变形模量较大的堆石材料。本坝体型式简单、施工速度较快，对上下游堆石料的要求较低，对于坝址区筑坝材料不足的工程，具有较好的推广价值。

Description

混合防渗坝
技术领域
本发明涉及防渗坝，尤其是一种混合防渗坝。
背景技术
如图1所示，沥青混凝土心墙坝是一种常见的当地材料坝型式。它是在坝体中设置沥青混凝土心墙作为防渗体的一种土石坝。沥青混凝土具有良好的防渗性及适应变形的性能。当坝址附近缺乏天然防渗材料时，可以用沥青混凝土作为土石坝的防渗心墙，两侧坝壳可用各种透水、半透水的砂石料或堆石。它具有很多优点：受外界气候及光照影响较小，几乎不受酷夏及严寒冰冻的影响，沥青混凝土的摊铺、压实较面板堆石坝中防渗面板施工简单，同时与河床及两岸混凝土底座易于连接，帷幕灌浆工作量较面板堆石坝省，防爆及抗震性能优于面板堆石坝。
但是，沥青混凝土心墙坝也有以下缺点：①受力复杂：挡水时，沥青心墙受水平推力，而且，受坝体沉降时附加垂直荷载的影响，应力状态复杂，常导致沥青心墙破坏受损，坝体发生渗漏，尤其是在坝体填筑料上下游堆石区用料不同时，更容易发生这种情况；②检修困难：沥青混凝土心墙防渗体长期埋于土石坝坝体中，且又是依靠坝体填料来支撑，因此检修条件相当困难，甚至不存在检修的条件。③坝体填筑量大：沥青混凝土心墙坝的受力重心主要集中在下游坝体，坝坡要求较缓，因此坝体填筑料较面板堆石坝大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种混合防渗坝，将传统沥青混凝土心墙坝上半部分嵌入高强加筋聚乙烯土工膜，利用土工膜的不透水性起到防渗作用。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种混合防渗坝，包括上游下部堆石料、下游下部堆石料、上游上部堆石料、下游上部堆石料、干砌石护坡、过渡料、沥青混凝土心墙、混凝土基座、帷幕灌浆、防浪墙，在位于上游下部堆石料和下游下部堆石料的过渡料中设置沥青混凝土心墙，在位于上游上部堆石料和下游上部堆石料的过渡料中设置高强加筋土工膜代替沥青混凝土心墙。
所述上游上部堆石料采用大变形模量的堆石材料。
所述上游下部堆石料位于正常水位以下，其顶部高程在总坝高1/3～1/2范围内。
在同一高程处，沥青混凝土心墙上下游两侧堆石料性质相同。
所述高强加筋土工膜的材质为高强度加筋聚乙烯土工膜，土工膜公称厚度≥3.0mm，密度≥0.94g/cm3,纵横向拉伸屈服强度≥40N/mm,纵横向拉伸断裂强度≥60N/mm，纵横向屈服伸长率≥11％，纵横向断裂伸长率≥600％，纵横向直角撕裂负荷≥340N，抗刺穿强度≥720N，水蒸气渗透系数≤1×10-13cm/s。
所述高强加筋土工膜底部伸入上游下部堆石料和下游下部堆石料与上游上部堆石料和下游上部堆石料分界线以下，伸入长度≥0.5m，高强加筋土工膜顶部埋入防浪墙，埋入长度≥0.5m。
本发明的有益效果：①上游侧下部堆石料和下游侧下部堆石料性质一样，坝体变形一致，沥青混凝土受力条件均匀，保证了下部沥青混凝土受力均匀；②上游侧上部堆石料和下游侧上部堆石料性质一样，坝体变形一致，沥青混凝土受力条件均匀，保证了上部沥青混凝土受力均匀；③上部采用沥青混凝土内嵌高强加筋土工膜防渗，下部采用沥青混凝土防渗，能较好的适应坝体变形及水压力产生的水平推力，上部采用高强加筋土工膜，适应变形能力强，防渗性提高。④该坝型上部堆石区采用强度稍低的筑坝材料，可以充分利用开挖料，减轻水保与环保的压力。⑤简化坝体施工程序，加快施工进度，缩短施工工期。
附图说明
图1是传统沥青混凝土心墙坝的典型剖面；
图2是本发明混合防渗坝典型剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图2所示，本发明的混合防渗坝，包括上游下部堆石料1、下游下部堆石料2、上游上部堆石料3、下游上部堆石料4、干砌石护坡5、过渡料6、沥青混凝土心墙7、混凝土基座8、帷幕灌浆9、防浪墙11，在位于上游下部堆石料1和下游下部堆石料2的过渡料6中设置沥青混凝土心墙7，在位于上游上部堆石料3和下游上部堆石料4的过渡料6中设置高强加筋土工膜10代替沥青混凝土心墙7。
所述上游上部堆石料3采用大变形模量的堆石材料。如变形模量为≤150MPa的堆石材料。
所述上游下部堆石料1位于正常水位以下，其顶部高程在总坝高1/3～1/2范围内。
在同一高程处，沥青混凝土心墙7上下游两侧堆石料性质相同。
所述高强加筋土工膜10的材质为高强度加筋聚乙烯土工膜，土工膜公称厚度≥3.0mm，密度≥0.94g/cm3,纵横向拉伸屈服强度≥40N/mm,纵横向拉伸断裂强度≥60N/mm，纵横向屈服伸长率≥11％，纵横向断裂伸长率≥600％，纵横向直角撕裂负荷≥340N，抗刺穿强度≥720N，水蒸气渗透系数≤1×10-13cm/s。
所述高强加筋土工膜10底部应伸入上游下部堆石料1和下游下部堆石料2与上游上部堆石料3和下游上部堆石料4分界线以下，伸入长度≥0.5m，高强加筋土工膜10顶部应埋入防浪墙11，埋入长度≥0.5m。
具体地说，土工膜底部伸入堆石料(1和2)和堆石料(3和4)分界线以下，伸入长度≥0.5m。土工膜顶部应伸入上游防浪墙11内部，伸入长度≥0.5m。
下面进行详细说明，本实施例中，坝基开挖完成后，首先进行坝基防渗工程的施工，除在廊道内可进行的帷幕灌浆外，宜在沥青混凝土施工前完成。然后进行混凝土基座的施工，混凝土基座施工完成以后，开始施工坝体下半部分，心墙及过渡料应与坝壳料同步上升，心墙及过渡料与相邻坝壳料的填筑高度差不应大于800mm，在施工至距上下部填筑料交接线0.5m-1.0m时，开始埋设高强加筋土工膜10，随后开始坝体上半部分的填筑，同样需要保证过渡料6、坝壳料(1、2、3、4)及土工膜10同步上升，最后进行顶部防浪墙11及坝顶公路的施工，施工时需保证高强加筋土工膜10伸入防浪墙11内长度≥0.5m，在坝轴线方向，若需要多块土工膜，采用搭接方式，搭接长度≥1m，整个施工完成。
上述的实例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (6)

1.一种混合防渗坝，包括上游下部堆石料(1)、下游下部堆石料(2)、上游上部堆石料(3)、下游上部堆石料(4)、干砌石护坡(5)、过渡料(6)、沥青混凝土心墙(7)、混凝土基座(8)、帷幕灌浆(9)、防浪墙(11)，其特征在于，在位于上游下部堆石料(1)和下游下部堆石料(2)的过渡料(6)中设置沥青混凝土心墙(7)，在位于上游上部堆石料(3)和下游上部堆石料(4)的过渡料(6)中设置高强加筋土工膜(10)代替沥青混凝土心墙(7)。
2.根据权利要求1所述混合防渗坝，所述上游上部堆石料(3)采用大变形模量的堆石材料。
3.根据权利要求1所述混合防渗坝，其特征在于，所述上游下部堆石料(1)位于正常水位以下，其顶部高程在总坝高1/3～1/2范围内。
4.根据权利要求1所述混合防渗坝，其特征在于，在同一高程处，沥青混凝土心墙(7)上下游两侧堆石料性质相同。
5.根据权利要求1所述混合防渗坝，其特征在于，所述高强加筋土工膜(10)的材质为高强度加筋聚乙烯土工膜，土工膜公称厚度≥3.0mm，密度≥0.94g/cm3,纵横向拉伸屈服强度≥40N/mm,纵横向拉伸断裂强度≥60N/mm，纵横向屈服伸长率≥11％，纵横向断裂伸长率≥600％，纵横向直角撕裂负荷≥340N，抗刺穿强度≥720N，水蒸气渗透系数≤1×10-13cm/s。
6.根据权利要求1所述混合防渗坝，其特征在于，所述高强加筋土工膜(10)底部伸入上游下部堆石料(1)和下游下部堆石料(2)与上游上部堆石料(3)和下游上部堆石料(4)分界线以下，伸入长度≥0.5m，高强加筋土工膜(10)顶部埋入防浪墙(11)，埋入长度≥0.5m。
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