CN203160207U

CN203160207U - 复合材料面板土石坝

Info

Publication number: CN203160207U
Application number: CN 201320165790
Authority: CN
Inventors: 汪哲荪
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-04-03

Abstract

本实用新型公开了一种复合材料面板土石坝，包括了夹膜铺盖、板座、复合材料面板、防浪墙、过渡层、土石坝体等，所述的复合材料面板土石坝的横断面为梯形形状，坝顶有防浪墙，上游河床上有平铺的夹膜铺盖，上游坡脚处有一条从河床至两侧坝肩的板座，板座下设有帷幕，整个上游坝坡面上有复合材料面板，复合材料面板的底面与板座连接，复合材料面板的顶面与防浪墙连接，复合材料面板与土石坝体之间有上薄下厚且斜置的过渡层，下游坝坡面上有块石护坡且设置马道，下游坡脚处有贴坡排水体。由所述的夹膜铺盖、树脂膜止水、板座、帷幕、复合材料面板、两岸坝肩、防浪墙构成封闭的防渗体。该坝适建于岩石、砂砾、土等不同的坝基，具有蓄水高、防渗效果好、构造简单、施工简便等的特点，是水库枢纽中新的挡水建筑物。

Description

复合材料面板土石坝

技术领域

本实用新型涉及一种采用复合材料面板为防渗及护坡材料的土石坝及其施工方法，具体的说是一种复合材料面板土石坝。

背景技术

目前，面板土石坝的面板常采用钢筋混凝土结构，由于钢筋混凝土面板的刚度大，而支承钢筋混凝土面板的土石坝体为松散体，一旦土石坝体沉降，钢筋混凝土面板与土石坝体之间很难协调变形，往往会产生钢筋混凝土面板板底脱空，在蓄水压力、自重、风浪等荷载的作用下，导致钢筋混凝土面板开裂，影响了大坝的安全与正常运行。

实用新型内容

针对现有面板土石坝面板的不足，本实用新型提出了一种复合材料面板土石坝，它采用抗裂、抗风浪冲击、耐疲劳的塑性复合材料制作面板，能与土石坝体协调变形，改善了面板的受力条件，是一种采用理想防渗与护坡材料的面板土石坝。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种复合材料面板土石坝，包括了夹膜铺盖、板座、复合材料面板、防浪墙、过渡层、土石坝体，所述的土石坝体的横断面为梯形形状，坝顶有防浪墙，上游河床上有平铺的夹膜铺盖，上游坡脚处有一条从坝基至两侧坝肩的板座，板座下设有帷幕，整个上游坝坡面上及坝肩嵌槽内有复合材料面板，复合材料面板与土石坝体之间有上薄下厚且斜置的过渡层，下游坝坡面上有块石护坡且设置马道，下游坡脚处有贴坡排水体，所述的夹膜铺盖与板座之间设置有沉降缝，沉降缝内有树脂膜止水，该树脂膜止水为开口向下的折叠形状，树脂膜止水的两外侧面紧贴沉降缝缝壁，所述的复合材料面板的底面与板座连接，复合材料面板的顶面与防浪墙连接，所述的夹膜铺盖内的树脂防渗膜a、板座内的树脂防渗膜b、树脂膜止水、复合材料面板内的人字纹树脂防渗膜连接成一体，由所述的夹膜铺盖、树脂膜止水、板座、帷幕、复合材料面板、两岸坝肩、防浪墙构成封闭的防渗体。

所述的夹膜铺盖的上游端设有齿墙，两侧有伸入河岸嵌沟内，下游端设置有所述的沉降缝，夹膜铺盖分为四层，由下而上依次有粘土垫层、沥青混凝土下层、树脂防渗膜a、沥青混凝土上层，所述的粘土垫层为等厚度，且上游端高下游端低地斜置于河床的基坑内，所述的沥青混凝土下层顶面为水平面，其上游端厚度比下游端的薄，且上游端与下游端之间的厚度按线性变化，所述的树脂防渗膜a为等厚度，所述的沥青混凝土上层为等厚度。

所述的板座为条状沥青混凝土结构，其横断面为多边棱体形状，板座与所述的夹膜铺盖连接面有45°的斜面，板座与所述的复合材料面板连接的斜面正交于上游坝坡面，板座中间有一层水平的树脂防渗膜b，所述的树脂防渗膜b为等厚度。

所述的复合材料面板分为六层，由下而上依次有玻纤格栅下层、沥青混凝土下面层、人字纹树脂防渗膜、沥青混凝土中面层、玻纤格栅上层、沥青混凝土上面层，所述的沥青混凝土下面层、沥青混凝土中面层的厚度均为上薄下厚，且顶部至底部的厚度按线性变化，所述的沥青混凝土上面层为等厚度，所述的人字纹树脂防渗膜两侧面上均有凸起的人字纹，该树脂防渗膜两侧膜面上的人字纹按等距、前后对应布置，且人字纹张口朝下。

本实用新型中的复合材料面板土石坝的防渗体基于以下工作原理：复合材料面板土石坝在坝基的上游河床上设置了夹膜铺盖，在坝体的整个上游坝坡面上以及延伸到坝肩嵌槽内设置了复合材料面板，在夹膜铺盖与复合材料面板的连接处设置了板座，将夹膜铺盖、止水、板座、复合材料面板内的树脂防渗膜连成整体，由夹膜铺盖、两岸坝肩、板座、复合材料面板、防浪墙构成封闭的防渗体，来抵御上下游水位差产生的渗透压力，以及复合材料面板还能起到防风浪冲刷等的护坡作用。

从复合材料面板受力角度的分析，由于复合材料面板需承受巨大的水压力、水位快速升降的拖曳力、风浪的冲击力等荷载，以及因土石坝体产生不均匀沉降使复合材料面板变形、脱空，复合材料面板的两个侧面上均会出现最大的拉应力，为了让土石坝的复合材料面板具有强度高、塑性、抗裂、耐疲劳、能与土石坝体协调变形等的特性，现采用了以密度高、水稳性好的密级配沥青混凝土为主体，其中间夹延展性好的人字纹树脂防渗膜，两侧面设玻纤格栅的复核材料来制作面板，以达到理想的抗裂、抗冲击、防渗效果。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型提出一种复合材料面板土石坝及其防渗体的施工方法，它采用了能防渗、抗裂、抗风浪冲击、抗冻、与土石坝体协调变形、耐疲劳、耐紫外线辐射的复合材料面板为土石坝的防渗及护坡材料，具有蓄水水位高、防渗与抗裂效果好、构造简单、施工简便、造价低等的特点，是水库枢纽中新的挡水建筑物。

附图说明

图1为本实用新型的复合材料面板土石坝前视结构示意图。

图2为本实用新型的复合材料面板土石坝俯视结构示意图。

图3为本实用新型的复合材料面板土石坝后视结构示意图。

图4为本实用新型的复合材料面板土石坝侧剖视结构示意图。

图5为本实用新型的夹膜铺盖侧剖视结构示意图。

图6为本实用新型的板座侧剖视结构示意图。

图7为本实用新型的复合材料面板在防浪墙处侧剖视结构示意图。

图8为本实用新型的人字纹树脂防渗膜前或后视结构示意图。

图9为本实用新型的人字纹树脂防渗膜侧视结构示意图。

图中标号：1坝基、2坝肩、3坝顶、4防浪墙、5帷幕、6沉降缝、7树脂膜止水、8过渡层、9土石坝体、10块石护坡、11马道、12贴坡排水体、13上游河床、14上游水位、15下游水位、16等高线、17夹膜铺盖、18粘土垫层、19沥青混凝土下层、20树脂防渗膜a、21沥青混凝土上层、22齿墙、23板座、24树脂防渗膜b、25复合材料面板、26玻纤格栅下层、27沥青混凝土下面层、28人字纹树脂防渗膜、29人字纹、30沥青混凝土中面层、31玻纤格栅上层、32沥青混凝土上面层。

具体实施方式

参见图1、图2、图3和图4，本实施例中的一种复合材料面板土石坝，包括了夹膜铺盖17、板座23、复合材料面板25、防浪墙4、过渡层8、土石坝体9，土石坝体9的横断面为梯形形状，坝顶3有防浪墙4，上游河床13上有平铺的夹膜铺盖17，上游坡脚处有一条从坝基至两侧坝肩2的板座23，板座23下设有帷幕5，整个上游坝坡面上及坝肩2嵌槽内有复合材料面板25，复合材料面板25与土石坝体9之间有上薄下厚且斜置的过渡层8，下游坝坡面上有块石护坡10且设置马道11，下游坡脚处有贴坡排水体12。所述的夹膜铺盖17与板座23之间设置有沉降缝6，沉降缝6内有树脂膜止水7，该止水7为开口向下的折叠形状，树脂膜止水7的两外侧面紧贴沉降缝6缝壁，所述的复合材料面板25的底面与板座23连接，复合材料面板25的顶面与防浪墙4连接，所述的夹膜铺盖17内的树脂防渗膜a20、板座23内的树脂防渗膜b24、树脂膜止水7、复合材料面板25内的人字纹树脂防渗膜28连接成一体，由所述的夹膜铺盖17、树脂膜止水7、板座23、帷幕5、复合材料面板25、两岸坝肩2、防浪墙4构成封闭的防渗体。

参见图5，本实施例中所述的夹膜铺盖17的上游端设有齿墙22，两侧有伸入河岸嵌沟内，下游端设置有所述的沉降缝6。夹膜铺盖17分为四层，由下而上依次有粘土垫层18、沥青混凝土下层19、树脂防渗膜a20、沥青混凝土上层21。所述的粘土垫层18为等厚度，且上游端高下游端低地斜置于河床的基坑内，所述的沥青混凝土下层19顶面为水平面，其上游端厚度比下游端的薄，且上游端与下游端之间的厚度按线性变化，所述的树脂防渗膜a20为等厚度，所述的沥青混凝土上层21为等厚度。

参见图6，本实施例中所述的板座23为条状沥青混凝土结构，其横断面为多边棱体形状，板座23与所述的夹膜铺盖17连接面有45°的斜面，板座23与所述的复合材料面板25连接的斜面正交于上游坝坡面，板座23中间有一层水平的树脂防渗膜b24，所述的树脂防渗膜b24为等厚度。

参见图7、图8和图9，本实施例中所述的复合材料面板25分为六层，由下而上依次有玻纤格栅下层26、沥青混凝土下面层27、人字纹树脂防渗膜28、沥青混凝土中面层30、玻纤格栅上层31、沥青混凝土上面层32。所述的沥青混凝土下面层26、沥青混凝土中面层30的厚度均为上薄下厚，且顶部至底部的厚度按线性变化，所述的沥青混凝土上面层32为等厚度，所述的人字纹树脂防渗膜28两侧面上均有凸起的人字纹29，该人字纹树脂防渗膜28两侧膜面上的人字纹29按等距、前后对应布置，且人字纹29张口朝下。

坝基1是坝的地基；坝肩2是坝体两侧的山体；坝顶3的作用是满足安全、构造及交通要求；防浪墙4的作用是防止波浪漫坝；帷幕5的作用是坝基1防渗；沉降缝6的作用是复合材料面板土石坝与夹膜铺盖17之间产生不均匀沉降时留设的缝；树脂膜止水7的作用是防止沉降缝6内漏水或渗水；过渡层8的作用是支撑复合材料面板25，协调复合材料面板25与土石坝体9的变形；土石坝体9的作用是形成能挡水的结构，支撑复合材料面板25；块石护坡10的作用是保护坝坡面，防止雨水冲刷及冰冻侵蚀等；马道11的作用是提高坝坡面抗滑稳定性，缓解雨水集流的冲刷；贴坡排水体12的作用是防止产生管涌、流土等渗透破坏；上游河床13是复合材料面板土石坝上游的河床；上游水位14是上游蓄水的高度；下游水位15是下游水面的高程；等高线16是地面上相等高程的连线；夹膜铺盖17的作用是增加渗径长度；粘土垫层18的作用是让夹膜铺盖17受力均匀；沥青混凝土下层19的作用是防渗、支承树脂防渗膜a20；树脂防渗膜a20的作用是防渗；沥青混凝土上层21的作用是防渗，保护树脂防渗膜a20；齿墙22的作用是增加渗径长度；板座23的作用是支承复合材料面板25，设置沉降缝6与帷幕5，稳住上游坡脚；树脂防渗膜b24的作用是防渗；复合材料面板25的作用是防渗，抗风浪冲击；玻纤格栅下层26的作用是防裂；沥青混凝土下面层27的作用是防渗，支承人字纹树脂防渗膜28；人字纹树脂防渗膜28的作用是防渗；人字纹29的作用是增加人字纹树脂防渗膜28与沥青混凝土的摩阻力；沥青混凝土中面层30的作用是防渗；玻纤格栅上层31的作用是防裂；沥青混凝土上面层32的作用是保护层。

Claims

1.一种复合材料面板土石坝，包括了夹膜铺盖、板座、复合材料面板、防浪墙、过渡层、土石坝体，其特征在于：所述的土石坝体的横断面为梯形形状，坝顶有防浪墙，上游河床上有平铺的夹膜铺盖，上游坡脚处有一条从坝基至两侧坝肩的板座，板座下设有帷幕，整个上游坝坡面上及坝肩嵌槽内有复合材料面板，复合材料面板与土石坝体之间有上薄下厚且斜置的过渡层，下游坝坡面上有块石护坡且设置马道，下游坡脚处有贴坡排水体，所述的夹膜铺盖与板座之间设置有沉降缝，沉降缝内有树脂膜止水，该树脂膜止水为开口向下的折叠形状，树脂膜止水的两外侧面紧贴沉降缝缝壁，所述的复合材料面板的底面与板座连接，复合材料面板的顶面与防浪墙连接，所述的夹膜铺盖内的树脂防渗膜a、板座内的树脂防渗膜b、树脂膜止水、复合材料面板内的人字纹树脂防渗膜连接成一体，由所述的夹膜铺盖、树脂膜止水、板座、帷幕、复合材料面板、两岸坝肩、防浪墙构成封闭的防渗体。

2.根据权利要求1所述的复合材料面板土石坝，其特征是：所述的夹膜铺盖的上游端设有齿墙，两侧有伸入河岸嵌沟内，下游端设置有所述的沉降缝，夹膜铺盖分为四层，由下而上依次有粘土垫层、沥青混凝土下层、树脂防渗膜a、沥青混凝土上层，所述的粘土垫层为等厚度，且上游端高下游端低地斜置于河床的基坑内，所述的沥青混凝土下层顶面为水平面，其上游端厚度比下游端的薄，且上游端与下游端之间的厚度按线性变化，所述的树脂防渗膜a为等厚度，所述的沥青混凝土上层为等厚度。

3.根据权利要求1所述的复合材料面板土石坝，其特征是：所述的板座为条状沥青混凝土结构，其横断面为多边棱体形状，板座与所述的夹膜铺盖连接面有45°的斜面，板座与所述的复合材料面板连接的斜面正交于上游坝坡面，板座中间有一层水平的树脂防渗膜b，所述的树脂防渗膜b为等厚度。

4.根据权利要求1所述的复合材料面板土石坝，其特征是：所述的复合材料面板分为六层，由下而上依次有玻纤格栅下层、沥青混凝土下面层、人字纹树脂防渗膜、沥青混凝土中面层、玻纤格栅上层、沥青混凝土上面层，所述的沥青混凝土下面层、沥青混凝土中面层的厚度均为上薄下厚，且顶部至底部的厚度按线性变化，所述的沥青混凝土上面层为等厚度，所述的人字纹树脂防渗膜两侧面上均有凸起的人字纹，该树脂防渗膜两侧膜面上的人字纹按等距、前后对应布置，且人字纹张口朝下。