CN112301963A - 不锈钢面板混凝土组合防渗结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利工程建筑领域，具体涉及不锈钢面板混凝土组合防渗结构及其施工方法，其特征在于：包括混凝土坝体、不锈钢面板和连接构件，所述不锈钢面板贴合混凝土坝体的临水侧，所述不锈钢面板和混凝土坝体之间通过连接构件固定连接。不锈钢面板具有耐蚀性，强度高、耐冲击、高延展性、防爆和抗震性等优点，在潮湿环境、水环境的高耐腐蚀性，可实现免维护,且该面板用于水利工程防渗具有高性价比；通过在坝体临水侧设置不锈钢面板，解决了水利工程混凝土挡水结构物存在因混凝土温度应力裂缝、施工缝、收缩缝、孔隙等渗漏问题，构件中不锈钢面板和混凝土体均具有超强耐久性，对整体外观、抗冲击、耐久性均有显著的提高。

Description

不锈钢面板混凝土组合防渗结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及水利工程建筑领域，具体的涉及不锈钢面板混凝土组合防渗结构及其施工方法。

背景技术

水坝，是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物，坝体包含普通混凝土、碾压混凝土、堆石混凝土、砌石混凝土等形式构成的挡水建筑物，即由混凝土或碾压混凝土、堆石混凝土、砌石混凝土形式的坝体结构广泛应用于水库拦水、挡水，但在实际工程中因大体积混凝土温度应力收缩、施工缝、收缩缝、孔隙、混凝土施工质量缺陷等问题，存在坝体渗水问题，现有的水坝防渗方法通常采用如下技术：坝身、坝基帷幕灌浆主要充填漏洞和缝隙，防渗截漏，通过灌浆加固，形成防渗体。坝上游面固结灌浆，堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能，以进一步提高坝体的承载能力和完整性。坝下游面追踪固结灌浆，在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力。上述方法是针对坝体本身进行加固补强，但是无法解决因大体积混凝土温度应力收缩、施工缝、收缩缝、孔隙等导致的开裂问题，有鉴于此，办案由此产生。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，通过不锈钢面板混凝土组合防渗结构及其施工方法解决上述问题，同时提升混凝土坝体的整体性和强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：包括混凝土坝体、不锈钢面板和连接构件，所述不锈钢面板贴合混凝土坝体的临水侧，所述不锈钢面板和混凝土坝体之间通过连接构件固定连接，所述不锈钢面板上开设有与连接构件配合的通孔，所述连接构件包括铆钉和外螺母，所述铆钉上一端设有帽体、另一端设有与外螺母配合的外螺纹，所述铆钉的帽体埋设于混凝土坝体内，所述铆钉的外螺纹端穿过不锈钢面板的通孔并通过外螺母进行连接，所述不锈钢面板在混凝土坝体顶部和底部分别设有顶部包边结构和底部包边结构。

进一步的，所述顶部包边结构呈九十度折角包覆于混凝土坝体顶面。

进一步的，所述顶部包边结构和混凝土坝体之间通过连接构件固定连接。

进一步的，所述底部包边结构包括横向包边和纵向包边，横向包边和纵向包边相互连接成L型。

进一步的，所述横向包边和纵向包边之间固定连接有沿着纵向布置的肋板。

进一步的，所述混凝土坝体底部设有面板混凝土基槽，所述横向包边和面板混凝土基槽之间通过连接构件固定连接。

进一步的，所述连接构件还包括铆钉螺纹连接的内螺母，所述内螺母贴近不锈钢面板靠近混凝土坝体的一侧，所述连接构件设有螺栓防腐结构，所述螺栓防腐结构包括绝缘套管、外绝缘垫片、内绝缘垫片和盖帽，所述绝缘套管位于铆钉和不锈钢面板的通孔之间，所述外绝缘垫片垫设于外螺母和不锈钢面板之间，所述内绝缘垫片垫设于内螺母和不锈钢面板之间，所述盖帽套设外螺母外部，盖帽和外螺母之间、盖帽和不锈钢面板衔接处均填充有光固化胶泥。

进一步的，所述不锈钢面板之间的接缝处进行无缝焊接。

进一步的，所述不锈钢面板之间的接缝处设有焊缝防护结构，所述焊缝防护结构包括外焊板和内焊板，所述内焊板和外焊板分别焊接于不锈钢面板接缝处的内外面，外焊板和内焊板的宽度大于接缝，所述外焊板和内焊板外侧覆盖光固化防腐片材。

根据上述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、建基面开挖、清理和平整，开挖槽体，在槽体内立模、浇筑成型面板混凝土基槽，面板混凝土基槽上预埋用于连接不锈钢面板底部的铆钉；

步骤b、不锈钢面板加工，不锈钢面板进行拼装焊接，不锈钢面板底部与面板混凝土基槽通过预埋的铆钉固定连接，在拼装焊接不锈钢面板的同时在背面焊接支撑骨架，支撑骨架的底部与面板混凝土基槽固定连接，通孔内安装连接构件，安装连接构件的同时安装绝缘套管、外绝缘垫片和内绝缘垫片；

步骤c、立坝体浇筑模板，坝体浇筑模板贴合不锈钢面板外侧；

步骤d、进行混凝土坝体的浇筑成型，之后并拆除模具进行坝体养护；

步骤e、外螺母外部套设盖帽，盖帽和外螺母之间、盖帽和不锈钢面板衔接处均填充光固化胶泥，不锈钢面板接缝处的内外面焊接内焊板和外焊板，外焊板和内焊板外侧覆盖光固化防腐片材。

由上述描述可知，本发明提供的不锈钢面板混凝土组合防渗结构及其施工方法具有如下有益效果：不锈钢面板厚度根据防渗结构体设计尺寸要求通过焊接拼装一个整体面板，随着混凝土现场浇筑成型；不锈钢面板背部设有不锈钢铆钉，用于提高混凝土与不锈钢面板的粘结力；不锈钢面板具有耐蚀性，强度高、耐冲击、高延展性、防爆和抗震性等优点，在潮湿环境、水环境的高耐腐蚀性，可实现免维护,且该面板用于水利工程防渗具有高性价比；通过在坝体临水侧设置不锈钢面板，解决了水利工程混凝土挡水结构物(包含碾压混凝土、堆石混凝土、砌石混凝土等)存在因混凝土温度应力裂缝、施工缝、收缩缝、孔隙等渗漏问题，构件中不锈钢面板和混凝土体均具有超强耐久性，不锈钢面板用于弥补大体积混凝土(包含碾压混凝土、堆石混凝土、砌石混凝土等)抗渗性不足问题，不锈钢面板不受力可通过验算最大程度轻薄化降低成本，不锈钢面板同时具有超过40％的延伸率，能克服混凝土温度变形，解决了坝体的防渗问题，对整体外观、抗冲击、耐久性均有显著的提高。

附图说明

图1为不锈钢面板混凝土组合防渗结构的整体示意图。

图2为图1的局部a剖视图。

图3为连接构件和螺栓防腐结构的剖视图。

图4为图1的局部b剖视图。

图5为焊缝防护结构的剖视图。

图6为图1的局部c剖视图。

图7为图1的局部d剖视图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如1至3图所示，本发明不锈钢面板混凝土组合防渗结构，包括混凝土坝体1、不锈钢面板2和连接构件3，不锈钢面板2贴合混凝土坝体1的临水侧，不锈钢面板2通过无缝焊接技术进行拼接形成一个完整的无缝面板，全断面直接截断渗水通道，使临水侧水体无法接到混凝土体，通过混凝土土进行渗透，防渗效果极好。不锈钢面板2受水压力后直接传递至混凝土坝体1，不锈钢面板2主要承担防水、截水、止水作用；混凝土坝体1用于承受临水侧压力、抗滑稳定等荷载。不锈钢面板2和混凝土坝体1之间通过连接构件3固定连接，不锈钢面板2上开设有与连接构件3配合的通孔，连接构件3包括铆钉31和外螺母32，铆钉31上一端设有帽体、另一端设有与外螺母32配合的外螺纹，铆钉31的帽体埋设于混凝土坝体1内，铆钉31的外螺纹端穿过不锈钢面板2的通孔并通过外螺母32进行连接，不锈钢面板2在混凝土坝体1顶部和底部分别设有顶部包边结构4和底部包边结构5。不锈钢面板混凝土组合防渗结构可做为重力式坝体用于拦挡河道来水。

如图6所示，顶部包边结构4呈九十度折角包覆于混凝土坝体1顶面，顶部包边结构4和混凝土坝体1之间通过连接构件3固定连接。

如图7所示，底部包边结构5包括横向包边51和纵向包边52，横向包边51和纵向包边52相互连接成L型，横向包边51和纵向包边52之间焊接固定有沿着纵向布置的肋板53。

顶部包边结构4和底部包边结构5用于提高不锈钢与混凝土的粘结作用，并可提高混凝土边角抗冲击破坏性能。

混凝土坝体1底部设有面板混凝土基槽11，横向包边51和面板混凝土基槽11之间通过连接构件3固定连接。

如图3所示，连接构件3还包括铆钉31螺纹连接的内螺母33，内螺母33贴近不锈钢面板2靠近混凝土坝体1的一侧，铆钉31通过内螺母33和外螺母32固定于不锈钢面板2上，连接构件3设有螺栓防腐结构6，螺栓防腐结构6包括绝缘套管61、外绝缘垫片62、内绝缘垫片63和盖帽64，绝缘套管61位于铆钉31和不锈钢面板2的通孔之间，外绝缘垫片62垫设于外螺母32和不锈钢面板2之间，内绝缘垫片63垫设于内螺母和不锈钢面板2之间，盖帽64套设外螺母32外部，盖帽64和外螺母32之间、盖帽64和不锈钢面板2衔接处均填充有光固化胶泥65，光固化胶泥65选用市面常见的防腐胶泥即可。

如图4和5所示，不锈钢面板2之间的接缝处进行无缝焊接。不锈钢面板2之间的接缝处设有焊缝防护结构7，焊缝防护结构7包括外焊板71和内焊板72，内焊板72和外焊板71分别焊接于不锈钢面板2接缝处的内外面，外焊板71和内焊板72的宽度大于接缝，外焊板71和内焊板72外侧覆盖光固化防腐片材73，光固化防腐片材73选用市面常见的防腐片材即可，并可在光固化防腐片材73外加涂防腐乳液。

根据上述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤a、建基面开挖、清理和平整，开挖槽体，在槽体内立模、浇筑成型面板混凝土基槽11，面板混凝土基槽11上预埋用于连接不锈钢面板2底部的铆钉31；

步骤b、不锈钢面板2加工，不锈钢面板2进行拼装焊接，不锈钢面板2底部与面板混凝土基槽11通过预埋的铆钉31固定连接，在拼装焊接不锈钢面板2的同时在背面焊接支撑骨架，支撑骨架的底部与面板混凝土基槽11固定连接，通孔内安装连接构件3，安装连接构件3的同时安装绝缘套管61、外绝缘垫片62和内绝缘垫片63；

步骤c、立坝体浇筑模板，坝体浇筑模板贴合不锈钢面板2外侧，模板外侧加斜支撑；

步骤d、进行混凝土坝体1的浇筑成型，之后并拆除模具进行坝体养护；

步骤e、外螺母32外部套设盖帽64，盖帽64和外螺母32之间、盖帽64和不锈钢面板2衔接处均填充光固化胶泥65，不锈钢面板2接缝处的内外面焊接内焊板72和外焊板71，外焊板71和内焊板72外侧覆盖光固化防腐片材73。

本发明公开的不锈钢面板混凝土组合防渗结构及其施工方法，是一种新型水利工程挡水建筑物，在工厂内按设计尺寸分块加工成型不锈钢面板2，不锈钢面板2规格尺寸有1*2m，1.5*3m等，厚度0.3～12.0mm；不锈钢面板2厚度根据防渗结构体设计尺寸要求选择，不锈钢面板2在现场通过焊接拼装一个整体面板，并随着混凝土现场浇筑成型；不锈钢面板2背部设有不锈钢铆钉31，用于提高混凝土与不锈钢面板2的粘结力。不锈钢面板2为高强含氮奥氏体不锈钢(QN)材料，具有耐蚀性，强度高、耐冲击、高延展性、防爆和抗震性等优点，在潮湿环境、水环境的高耐腐蚀性，可实现免维护。该面板用于水利工程防渗具有高性价比。通过在水利挡水结构物临水侧设置不锈钢面板2，解决了水利工程混凝土挡水结构物(包含碾压混凝土、堆石混凝土、砌石混凝土等)存在因混凝土温度应力裂缝、施工缝、收缩缝、孔隙等渗漏问题。构件中不锈钢面板2和混凝土体均具有超强耐久性，不锈钢面板2用于弥补大体积混凝土(包含碾压混凝土、堆石混凝土、砌石混凝土等)抗渗性不足问题，不锈钢面板2不受力可通过验算最大程度轻薄化降低成本，不锈钢面板2同时具有超过40％的延伸率，能克服混凝土温度变形。主要创新点革命性解决混凝土(包含碾压混凝土、堆石混凝土、砌石混凝土)坝体的防渗问题，对整体外观、抗冲击、耐久性均有显著的提高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；本发明中提供的用电器的型号仅供参考。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据实际使用情况更换功能相同的不同型号用电器，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：包括混凝土坝体、不锈钢面板和连接构件，所述不锈钢面板贴合混凝土坝体的临水侧，所述不锈钢面板和混凝土坝体之间通过连接构件固定连接，所述不锈钢面板上开设有与连接构件配合的通孔，所述连接构件包括铆钉和外螺母，所述铆钉上一端设有帽体、另一端设有与外螺母配合的外螺纹，所述铆钉的帽体埋设于混凝土坝体内，所述铆钉的外螺纹端穿过不锈钢面板的通孔并通过外螺母进行连接，所述不锈钢面板在混凝土坝体顶部和底部分别设有顶部包边结构和底部包边结构。

2.根据权利要求1所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述顶部包边结构呈九十度折角包覆于混凝土坝体顶面。

3.根据权利要求1所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述顶部包边结构和混凝土坝体之间通过连接构件固定连接。

4.根据权利要求1所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述底部包边结构包括横向包边和纵向包边，横向包边和纵向包边相互连接成L型。

5.根据权利要求1所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述横向包边和纵向包边之间固定连接有沿着纵向布置的肋板。

6.根据权利要求4所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述混凝土坝体底部设有面板混凝土基槽，所述横向包边和面板混凝土基槽之间通过连接构件固定连接。

7.根据权利要求1所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述连接构件还包括铆钉螺纹连接的内螺母，所述内螺母贴近不锈钢面板靠近混凝土坝体的一侧，所述连接构件设有螺栓防腐结构，所述螺栓防腐结构包括绝缘套管、外绝缘垫片、内绝缘垫片和盖帽，所述绝缘套管位于铆钉和不锈钢面板的通孔之间，所述外绝缘垫片垫设于外螺母和不锈钢面板之间，所述内绝缘垫片垫设于内螺母和不锈钢面板之间，所述盖帽套设外螺母外部，盖帽和外螺母之间、盖帽和不锈钢面板衔接处均填充有光固化胶泥。

8.根据权利要求1所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述不锈钢面板之间的接缝处进行无缝焊接。

9.根据权利要求1所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构，其特征在于：所述不锈钢面板之间的接缝处设有焊缝防护结构，所述焊缝防护结构包括外焊板和内焊板，所述内焊板和外焊板分别焊接于不锈钢面板接缝处的内外面，外焊板和内焊板的宽度大于接缝，所述外焊板和内焊板外侧覆盖光固化防腐片材。

10.根据权利要求1至9任一项所述的不锈钢面板混凝土组合防渗结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、建基面开挖、清理和平整，开挖槽体，在槽体内立模、浇筑成型面板混凝土基槽，面板混凝土基槽上预埋用于连接不锈钢面板底部的铆钉；

步骤b、不锈钢面板加工，不锈钢面板进行拼装焊接，不锈钢面板底部与面板混凝土基槽通过预埋的铆钉固定连接，在拼装焊接不锈钢面板的同时在背面焊接支撑骨架，支撑骨架的底部与面板混凝土基槽固定连接，通孔内安装连接构件，安装连接构件的同时安装绝缘套管、外绝缘垫片和内绝缘垫片；

步骤c、立坝体浇筑模板，坝体浇筑模板贴合不锈钢面板外侧；

步骤d、进行混凝土坝体的浇筑成型，之后并拆除模具进行坝体养护；

步骤e、外螺母外部套设盖帽，盖帽和外螺母之间、盖帽和不锈钢面板衔接处均填充光固化胶泥，不锈钢面板接缝处的内外面焊接内焊板和外焊板，外焊板和内焊板外侧覆盖光固化防腐片材。

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