CN111305157B - 一种混合坝型结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合坝型结构。所述混合坝型结构包括基岩和位于所述基岩上的趾板，所述趾板朝向下游的侧面为施工面，自所述施工面由下往上依次设有防渗层、堆石料、过渡层、垫层料和面板。与相关技术相比，本发明所提供混合坝型结构结合了混凝土面板堆石坝和土工膜面板堆石坝的优点，在面板上直接铺设土工膜，大大提高了面板堆石坝的防渗效果和受力性能，提高了大坝的安全性。

Description

一种混合坝型结构

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及一种混合坝型结构。

背景技术

现有技术面板堆石坝防渗结构形式从上游到下游一般包括趾板、及位于趾板下游侧的防渗层、堆石料、面板。近年来，由于土工膜防渗性能好且适应变形能力强，已逐渐被广泛使用，形成土工膜面板堆石坝。即其采用柔性的土工膜替代面板作为防渗层，取得了一定的效果。土工膜替代面板的防渗结构通常包括上保护层、土工膜、下支撑层（通常采用挤压边墙作为支撑层）、堆石料。

无论是混凝土面板堆石坝（如专利CN105672205B公开的一种面板堆石坝防渗结构）还是土工膜面板堆石坝（如专利CN206529745U公开的一种均质土石坝与面板堆石坝的混合坝型结构；CN110042800A公开的混凝土面板堆石坝防渗结构），均存在一定的缺陷，具体如下：

1）对于混凝土面板堆石坝，由于垫层料与面板之间存在非连续变形，面板与垫层料之间容易形成接触脱离，即通常说的脱空现象，在上游水荷载作用下，面板产生变形，在空间上形成向下游的锅底形，在脱空部位面板失去支撑层，很容易产生局部破坏甚至发生面板断裂，一旦面板发生破坏，将对防渗带来严重影响，甚至危及大坝安全，国内外混凝土堆石坝发生面板破坏的情况偶有发生。

2）对于混凝土面板堆石坝，自重作用下，坝体（垫层料、过渡料、堆石料）产生由两岸向河谷变形，同时带动两岸面板向河谷中间变形，使得位于河谷中间面板产生较大挤压应力，容易在面板板间缝处发生局部挤压破坏，从而影响面板防渗功能，这类现象在面板坝中常有发生。

3）对于土工膜面板堆石坝，采用土工膜直接替代面板作为大坝防渗层，由于下支撑层（通常采用挤压边墙作为支撑层）强度及模量相对较低，且横河向不设结构缝，在坝体自重及水荷载作用下很容易产生挤压破坏及结构性裂缝，造成土工膜防渗层刺破或撕裂，形成渗漏；由于下支撑层不设结构缝，土工膜没有分区，会导致一点渗漏全坝面渗漏，发展速度较快。

4）对于土工膜面板堆石坝，在水位骤降时，库内水迅速下降，而堆石料中的水下降缓慢，这样会造成坝体内部水位高而库水位低，土工膜在水位差的作用下，易脱离下游垫层区，而发生顶托现象。

5）对于土工膜面板堆石坝，直接采用土工膜置于表面，在风吹日晒雨淋水浸的作用下，易发生老化、被漂浮物刺破、在寒冷地区结冰拉裂等现象。

6）不管是面板堆石坝还是土工膜面板堆石坝，一旦发生渗漏，运行维护不便，严重还会危机大坝安全，且增加运行成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受力性能好、止水效果好、安全性能高的混合坝型结构。

本发明的技术方案是：一种混合坝型结构包括基岩和位于所述基岩上的趾板，所述趾板朝向下游的侧面为施工面，自所述施工面由下往上依次设有防渗层、堆石料、过渡层、垫层料和面板；

所述混合坝型结构还包括土工膜，所述土工膜铺设于所述趾板和面板的表面。

上述方案中，结合了混凝土面板堆石坝和土工膜面板堆石坝的优点，在面板上直接铺设土工膜，大大提高了面板堆石坝的防渗效果和受力性能，提高了大坝的安全性。

优选的，所述面板与所述施工面接触部位设有止水铜片。

优选的，所述防渗层与所述施工面接触部位设有止水铜片。

优选的，所述土工膜与所述趾板通过紧固件可拆卸连接。

优选的，还包括防渗帷幕，所述防渗帷幕设于所述基岩中，且临近所述趾板设置。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、通过土工膜、面板、止水铜片、趾板、防渗层、防渗帷幕与基岩形成一道整体的防渗体系，保证大坝止水效果；

二、在面板上直接铺设土工膜，大大提高了面板堆石坝的防渗效果，同时大大改善了土工膜面板堆石坝结构的受力性能和防渗效果，提高了大坝的安全性；

三、土工膜与面板施工互不干扰，土工膜结合面板的布置进行分区设计，每一块面板作为一个独立防渗分区，避免土工膜一处破损全坝面渗漏；

四、施工方便，提高了防渗效果及安全性，降低了工程运行维护费用，具有较好的工程效益。

附图说明

图1为本发明提供的混合坝型结构的截面结构示意图。

附图中，1-土工膜、2-面板、3-垫层料、4-过渡料、5-堆石料、6-止水铜片、7-趾板、71-施工面、8-防渗层、9-防渗帷幕、10-基岩、11-紧固件。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，本实施例提供的一种混合坝型结构包括基岩10和位于所述基岩10上的趾板7，所述趾板7的下游侧设有与趾板7平齐的防渗层8，自所述防渗层8向上依次设置有堆石料5、过渡层4、垫层料3和面板2，所述趾板7的一侧为施工面71。

所述面板2、垫层料3、过渡料4、堆石料5和防渗层8均与所述施工面71接触。所述面层2为混凝土层，所述面层2的上表面与趾板7的上表面平齐。

所述面板2与所述施工面71接触部位，所述防渗层8与所述施工面71接触部位均设有止水铜片6。所述止水铜片6为由含铜量达99.9%以上的紫铜制成的用于水利工程放水的铜合金，其抗腐蚀、抗拉性能好，并具有良好放水、防漏性能，对水利工程起保护作用，以达到防渗透的止水效果。

所述混合坝型结构还包括土工膜1，所述土工膜1铺设于所述趾板7和面板2的表面，覆盖于表面的所述土工膜1将趾板7和面板2的接触面（施工面71和止水铜片6）覆盖，并通过紧固件11固定在趾板7上。在本实施例中，所述紧固件11为螺栓。

根据相对不透水层的深度，所述基岩10中设有防渗帷幕9，所述防渗帷幕9临近所述趾板7设置。

通过土工膜1、面板2、止水铜片6、趾板7、防渗层8、防渗帷幕9与基岩10形成一道整体的防渗体系，保证大坝止水效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种混合坝型结构，包括基岩（10）和位于所述基岩（10）上的趾板（7），其特征在于，所述趾板（7）朝向下游的侧面为施工面（71），自所述施工面（71）由下往上依次设有防渗层（8）、堆石料（5）、过渡层（4）、垫层料（3）和面板（2）；

所述混合坝型结构还包括土工膜（1），所述土工膜（1）铺设于所述趾板（7）和面板（2）的表面；所述土工膜（1）结合面板（2）的布置进行分区设计，每一块面板（2）形成一个独立防渗分区。

2.根据权利要求1所述的混合坝型结构，其特征在于，所述面板（2）与所述施工面（71）接触部位设有止水铜片（6）。

3.根据权利要求1所述的混合坝型结构，其特征在于，所述防渗层（8）与所述施工面（71）接触部位设有止水铜片（6）。

4.根据权利要求1所述的混合坝型结构，其特征在于，所述土工膜（1）与所述趾板（7）通过紧固件（11）可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的混合坝型结构，其特征在于，还包括防渗帷幕（9），所述防渗帷幕（9）设于所述基岩（10）中，且临近所述趾板（7）设置。