CN111622184A - 面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构及其施工方法 - Google Patents

面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种面膜堆石坝面膜‑趾板柔性防渗连接结构及其施工方法。本发明的目的是提供一种结构简单、施工方便的面膜堆石坝面膜‑趾板柔性防渗连接结构及其施工方法,保证趾板锚固部位的土工膜长期处于弹性变形阶段的低应力水平状态运行,保障土工膜正常运行的耐久性,同时保证趾板锚固部位具有可靠的防渗效果,以实现大坝整体的有效服役期。本发明的技术方案是:一种面膜堆石坝面膜‑趾板柔性防渗连接结构,具有堆石坝体和基础混凝土趾板,其特征在于:所述基础混凝土趾板表层与所述堆石坝体接触的趾板锚固部位预留有锚固槽,堆石坝体上游坝面铺设有坝面防渗土工膜。本发明适用于采用土工膜作为表面防渗结构的面膜堆石坝。

Description

面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构及其施工方法。适用于采用土工膜作为表面防渗结构的面膜堆石坝。
背景技术
土工膜具有优越的防渗性能和拉伸变形性能,常被作为水库防渗材料使用。采用土工膜进行防渗的大坝、库盆等,在建筑物、岸坡、库底等部位存在土工膜与混凝土、岩石等硬质结构锚固的情况。研究表明在这些锚固部位存在显著的“夹具效应”,使得土工膜优越的变形适应性在锚固部位难以发挥作用,从而导致锚固局部土工膜处于高应力状态,影响土工膜正常运行的耐久性,甚至直接引起土工膜撕裂破坏,导致防渗系统失效。
面膜堆石坝是一种具有显著经济优势的堆石坝,但土工膜与趾板的锚固部连接是该种型式堆石坝的防渗薄弱部位,同时存在较大的不均匀变形,“夹具效应”的不利影响显著,锚固结构的安全可靠运行是保证该种坝型正常运行的关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对上述存在的问题,提供一种结构简单、施工方便的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构及其施工方法,保证趾板锚固部位的土工膜长期处于弹性变形阶段的低应力水平状态运行,保障土工膜正常运行的耐久性,同时保证趾板锚固部位具有可靠的防渗效果,以实现大坝整体的有效服役期。
本发明所采用的技术方案是:一种面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,具有堆石坝体和基础混凝土趾板,其特征在于:所述基础混凝土趾板表层与所述堆石坝体接触的趾板锚固部位预留有锚固槽,堆石坝体上游坝面铺设有坝面防渗土工膜;
所述坝面防渗土工膜靠锚固槽一侧经锚固结构锚固于所述锚固槽底部,并将该锚固槽分隔为两个相对独立的空腔,其中靠近堆石坝体一侧的空腔内填塞塑性填料形成变形松弛区,靠近基础混凝土趾板一侧的空腔内填塞塑性填料形成辅助防渗区,所述辅助防渗区的塑性填料外表面成凸起鼓包形状、并在该鼓包表面覆盖有条状土工膜;
所述条状土工膜靠基础混凝土趾板的一侧通过锚固结构锚固在基础混凝土趾板上,靠堆石坝体一侧与坝面防渗土工膜焊接。
所述堆石坝体靠所述锚固槽一侧、沿该锚固槽通长设置有沥青砂垫层条带。
所述沥青砂垫层条带表面与所述堆石坝体上游表面位于同一平面。
置于所述变形松弛区与所述辅助防渗区之间的所述坝面防渗土工膜部分设置为波浪型。
所述基础混凝土趾板靠所述锚固槽一侧的边角采用圆弧。
所述沥青砂垫层条带靠所述锚固槽一侧设置成圆弧型。
所述塑性填料采用具有防渗能力的SR或GB塑性填料。
所述锚固结构包括沿所述锚固槽的锚固中心线一定间隔设置的螺栓孔、螺栓、扁钢或角钢、螺帽以及橡胶垫片。
一种面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构的施工方法,其特征在于步骤如下:
1、按照面膜堆石坝要求完成结构缝锚固施工前的主体结构,包括填筑堆石坝体、浇筑基础混凝土趾板以及浇筑基础混凝土趾板下部的固结灌浆、帷幕灌浆等工作;
2、按照沥青砂垫层条带填筑范围要求,沿浇筑基础混凝土趾板内侧清理堆石坝体;
3、按照沥青砂垫层条带回填结构要求,回填沥青砂垫层条带,回填过程中采用木锤逐层夯击填筑;
4、沿锚固槽的锚固中心线一定间隔距离钻设螺栓孔,经过清洗干燥后,植入螺栓,孔内加注砂浆等锚固剂锚固;
5、清理锚固槽,靠沥青砂垫层条带一侧的变形松弛区内填塞SR或GB等塑性填料,表面设置为波浪型;
6、铺设坝面防渗土工膜,沿锚固中心线依次铺设橡胶垫片、坝面防渗土工膜、扁钢或角钢,最后安装螺帽,拧固至设定扭力,坝面防渗土工膜紧贴变形松弛区的塑性填料表面,并将该填料表面设置为波浪型;
7、在坝面防渗土工膜外侧的辅助防渗区内填塞SR或GB塑性填料,表面突出坝面形成鼓包,采用条形土工膜覆盖鼓包,与基础混凝土趾板连接一侧采用锚固结构锚固,与坝面防渗土工膜连接一侧采用焊接连接。
本发明的有益效果是:本发明利用填充于锚固槽内的SR或GB等塑性填料受水压挤压后形成的防渗能力,提高了土工膜与趾板锚固部位的防渗性能;本发明利用SR或GB等塑性填料的柔性,使土工膜受沉降差异导致拉伸时能够有效的提供预留变形量,同时土工膜在塑性填料中自由拉伸可有效消除“夹具效应”,保证了趾板锚固部位的土工膜长期处于弹性变形阶段的低应力水平状态运行,保障了土工膜正常运行的耐久性,同时保证了趾板锚固部位具有可靠的防渗效果,以实现大坝整体的有效服役期;本发明利用铺设于堆石坝体靠锚固槽一侧的沥青砂垫层条带的平整和柔性,缓解了局部变形引起的硬质结构或堆石对土工膜的顶托破坏,改善了土工膜的运行条件。
附图说明
图1为实施例的典型剖面图。
图2为实施例锚固件的基本构造图。
具体实施方式
如图1所示,本实施例为一种面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,具有堆石坝体1、基础混凝土趾板2,以及铺设于堆石坝体1上游坝面的防渗土工膜3。
基础混凝土趾板2与堆石坝体1接触部位(趾板锚固部位)的表面预留有锚固槽,基础混凝土趾板2靠近该锚固槽一侧趾板结构的边角采用圆弧,避免尖角,在与堆石坝体1靠近基础混凝土趾板2的部位,沿基础混凝土趾板2设置沥青砂垫层条带4形成柔性平整垫层,沥青砂垫层带4表面与堆石坝体1上游表面位于同一平面,沥青砂垫层带4的结构断面在靠近基础混凝土趾板2一侧设置圆弧型。
坝面防渗土工膜3沿堆石坝体1上游坝面铺设,其靠锚固槽一侧经锚固结构5锚固于所述锚固槽底部,并将该锚固槽分隔为两个相对独立的空腔,其中在靠近沥青砂垫层条带4一侧的锚固槽(空腔)内填塞塑性填料形成变形松弛区6,坝面防渗土工膜3覆盖变形松弛区6,通过锚固结构5锚固于基础混凝土趾板2的预留锚固槽内;采用塑性填料填塞坝面防渗土工膜3外侧的锚固槽(另一空腔),外表面成凸起的鼓包形状,形成辅助防渗区7,在辅助防渗区7表面覆盖条状土工膜8,条状土工膜8靠近基础混凝土趾板2的一侧通过锚固结构5锚固在基础混凝土趾板2上,靠近堆石坝体1坝面一侧与坝面防渗土工膜3焊接。
本实施例中通过填塞于变形松弛区6和辅助防渗区7的塑性填料将锚固槽内的坝面防渗土工膜3包裹成波浪状,从而使结构缝变形部位预留足够的变形量,同时利用变形松弛区6塑性填料的柔性变形特性将局部变形释放至整个锚固槽内的坝面防渗土工膜长度上,从而消除“夹具效应”的影响。
本实施例中所采用的塑性填料为具有防渗功能的SR或GB等塑性填料填,土工膜采用两布一膜结构,在焊接和锚固部位预留光面。
如图2所示,本例中锚固结构5包括螺栓孔501、螺栓502、扁钢或角钢503、螺帽504以及橡胶垫片505组成,其中螺栓孔501沿锚固槽的锚固中心线一定间隔设置,橡胶垫片505布置于坝面防渗土工膜3(或条状土工膜8)与混凝土结构面之间;螺栓孔501经过清洗干燥后,孔内加注锚固剂,插入螺栓502,待锚固剂固化至一定强度后一次铺设橡胶垫片505、坝面土工膜3(或条状土工膜8)、扁钢或角钢503,最后安装螺帽504,拧固至设定扭力。
本实施例的具体施工方法如下:
1、按照面膜堆石坝要求完成结构缝锚固施工前的主体结构,包括填筑堆石坝体1、浇筑基础混凝土趾板2以及基础混凝土趾板2下部的固结灌浆、帷幕灌浆等工作;
2、按照沥青砂垫层条带4填筑范围要求,沿基础混凝土趾板2内侧清理堆石坝体的坝面填筑材料;
3、按照沥青砂垫层条带4回填结构要求,回填沥青砂垫层条带4,回填过程中采用木锤逐层夯击填筑;
4、沿锚固槽的锚固中心线一定间隔(30-50cm)钻设螺栓孔501,经过清洗干燥后,植入螺栓502,采用砂浆等锚固剂锚固;
5、清理锚固槽,靠沥青砂垫层条带4一侧的变形松弛区6内填塞SR或GB等塑性填料,表面设置为波浪型;
6、铺设锚固槽部位坝面防渗土工膜3,沿锚固线自下而上依次设置橡胶垫片505,坝面防渗土工膜3、扁钢或角钢503,最后安装螺帽504固定,坝面防渗土工膜3紧贴变形松弛区6的塑性填料表面,并设置为波浪型;
7、在坝面防渗土工膜3外侧的辅助防渗区7内填塞SR或GB等塑性填料,表面突出坝面形成鼓包,采用条形土工膜8覆盖鼓包,与基础混凝土趾板2连接一侧采用锚固结构5锚固,与坝面防渗土工膜3连接一侧采用焊接连接。

Claims (9)

1.一种面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,具有堆石坝体(1)和基础混凝土趾板(2),其特征在于:所述基础混凝土趾板(2)表层与所述堆石坝体(1)接触的趾板锚固部位预留有锚固槽,堆石坝体上游坝面铺设有坝面防渗土工膜(3);
所述坝面防渗土工膜(3)靠锚固槽一侧经锚固结构(5)锚固于所述锚固槽底部,并将该锚固槽分隔为两个相对独立的空腔,其中靠近堆石坝体(1)一侧的空腔内填塞塑性填料形成变形松弛区(6),靠近基础混凝土趾板(2)一侧的空腔内填塞塑性填料形成辅助防渗区(7),所述辅助防渗区(7)的塑性填料外表面成凸起鼓包形状、并在该鼓包表面覆盖有条状土工膜(8);
所述条状土工膜(8)靠基础混凝土趾板(2)的一侧通过锚固结构(5)锚固在基础混凝土趾板(2)上,靠堆石坝体(1)一侧与坝面防渗土工膜(3)焊接。
2.根据权利要求1所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,其特征在于:所述堆石坝体(1)靠所述锚固槽一侧、沿该锚固槽通长设置有沥青砂垫层条带(4)。
3.根据权利要求2所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,其特征在于:所述沥青砂垫层条带(4)表面与所述堆石坝体(1)上游表面位于同一平面。
4.根据权利要求1或3所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,其特征在于:置于所述变形松弛区(6)与所述辅助防渗区(7)之间的所述坝面防渗土工膜(3)部分设置为波浪型。
5.根据权利要求4所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,其特征在于:所述基础混凝土趾板(2)靠所述锚固槽一侧的边角采用圆弧。
6.根据权利要求3所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,其特征在于:所述沥青砂垫层条带(4)靠所述锚固槽一侧设置成圆弧型。
7.根据权利要求1所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,其特征在于:所述塑性填料采用具有防渗能力的SR或GB塑性填料。
8.根据权利要求1所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构,其特征在于:所述锚固结构(5)包括沿所述锚固槽的锚固中心线一定间隔设置的螺栓孔(501)、螺栓(502)、扁钢或角钢(503)、螺帽(504)以及橡胶垫片(505)。
9.一种权利要求1~8任意一项所述的面膜堆石坝面膜-趾板柔性防渗连接结构的施工方法,其特征在于步骤如下:
9.1、按照面膜堆石坝要求完成结构缝锚固施工前的主体结构,包括填筑堆石坝体(1)、浇筑基础混凝土趾板(2)以及浇筑基础混凝土趾板(2)下部的固结灌浆、帷幕灌浆等工作;
9.2、按照沥青砂垫层条带(4)填筑范围要求,沿浇筑基础混凝土趾板(2)内侧清理堆石坝体(1);
9.3、按照沥青砂垫层条带(4)回填结构要求,回填沥青砂垫层条带(4),回填过程中采用木锤逐层夯击填筑;
9.4、沿锚固槽的锚固中心线一定间隔距离钻设螺栓孔(501),经过清洗干燥后,植入螺栓(502),孔内加注砂浆等锚固剂锚固;
9.5、清理锚固槽,靠沥青砂垫层条带(4)一侧的变形松弛区(6)内填塞SR或GB等塑性填料,表面设置为波浪型;
9.6、铺设坝面防渗土工膜(3),沿锚固中心线依次铺设橡胶垫片(505)、坝面防渗土工膜(3)、扁钢或角钢(503),最后安装螺帽(504),拧固至设定扭力,坝面防渗土工膜(3)紧贴变形松弛区(6)的塑性填料表面,并将该填料表面设置为波浪型;
9.7、在坝面防渗土工膜(3)外侧的辅助防渗区(7)内填塞SR或GB塑性填料,表面突出坝面形成鼓包,采用条形土工膜(8)覆盖鼓包,与基础混凝土趾板(2)连接一侧采用锚固结构(5)锚固,与坝面防渗土工膜(3)连接一侧采用焊接连接。
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