一种组合挡水坝和该组合坝的施工方法与流程

本发明涉及一种挡水坝体，具体涉及一种组合坝设计及施工方法。

背景技术：

挡水坝的作用是蓄水、防洪、发电等，按建筑材料的不同，主要可分为混凝土坝和土石坝两大类。大坝建造采用何种类型要根据坝址的自然条件、建筑材料、施工场地、导流、工期、造价等综合比较选定。混凝土重力坝的优点是结构简单，耐久性好，缺点是体积大，水泥用量多，材料特性未能充分利用。土石坝具有就地取材，节约钢材﹑水泥﹑木材等重要建筑材料，对坝址地基条件要求较低，同时减少了筑坝材料的远途运输等优点，但建造高坝时体积庞大，渗漏情况时有发生。

因此，研发一种满足强度、刚度要求和稳定性，又具有防渗性能和耐久性好，又节约水泥、钢筋等建筑材料，降低施工成本的发挥不同材料特性的组合挡水坝，为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种多种材料组成的组合挡水坝，为现有大坝单一材料同时具有满足结构安全所要求的强度、刚度和稳定性要求，同时满足防渗、防裂，耐久性多目标要求提供新的选择，同时又具备节约建筑材料，施工成本低、工期短等优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种组合挡水坝，包括基座、自稳墙、稳定坝体，防渗结构(层)。所述防渗结构、基座、所述自稳墙、所述稳定体之间相互连接；所述自稳墙朝向上游侧，所述稳定体朝向下游侧；所述基座位于所述自稳墙下方。

在上述技术方案中，采用基座、自稳墙、防渗防水体和稳定坝体组合成一种新型组合坝的形式，基座支撑自稳墙体，适应坝体变形和沉降。增加耐久性；自稳墙与防渗结构共同承担起到防渗的作用，自稳墙可采用碾压混凝土，即保证具有一定强度，又有一定塑性与稳定坝体材料的弹性模量保持协调。稳定坝体位于下游侧，支撑自稳墙及整个坝体，保持坝体挡水稳定，稳定体可采用碾压堆石的形式，和/或碾压土石料，其密度达到2.0-2.20吨/立方米，和/或胶凝砂砾料，或堆石混凝土料。以减少整个组合坝的建筑材料的用量，降低施工成本。坝体立面分层防渗防水、自稳墙支撑防水防渗同时起到与稳定坝体的过渡，稳定坝体支撑稳定。

进一步地，所述自稳墙与所述基座连接处剖面为圆弧状。

进一步地，所述基座朝向上游侧的部分凸起。

进一步地，还包括防渗结构，所述防渗结构铺设于所述自稳墙的迎水面。

进一步地，所述防渗结构包括TPO防水层和锚固层，所述TPO防水层(其厚度不小于2毫米，具体视坝高确定)通过所述锚固层固定在所述自稳墙上。

进一步地，所述防渗结构锚固带的下缘埋设在所述基座内，其安装方法与面板堆石坝趾板安装止水方法一致。

进一步地，所述防渗结构的上缘埋设在所述自稳墙内；所述防渗结构埋设进所述自稳墙的位置距离所述自稳墙顶部有一段距离。

进一步地，所述基座的材料为混凝土；所述稳定体为堆石体，和/或所述自稳墙的材料为碾压混凝土。

进一步地，所述自稳墙与所述基座连接处设置有一个或多个铜止水。

本发明提供的一种组合坝的施工方法，包括下述步骤：

S00：开挖构建所述组合坝的岸坡和基础；

S10：在基础内用混凝土浇筑所述基座，并埋设所述防渗结构下缘和所述铜止水；

S20：在所述基座上方用碾压混凝土浇筑压实所述自稳墙，所述自稳墙与所述基座连接处设置为圆弧状，且所述铜止水上下缘分别埋设在所述自稳墙与所述基座中；

S30：浇筑碾压所述自稳墙的同时，铺设所述防渗结构包括布置所述锚固层及后续铺设所述TPO防水层。

S40：倚靠所述自稳墙在背水面用堆石填筑所述稳定体，所述稳定体(3)为堆石体，和/或碾压土石料，其密度达到2.0-2.20吨/立方米，和/或胶凝砂砾料，或堆石混凝土料。

S50：将备好的TPO防水防渗层分段分部与锚固层进行连接成完整的一体。

S60：所述组合坝上游蓄水，并通过渗漏监测系统如下游量水堰检验所述组合坝坝面渗漏情况及绕坝渗漏情况；

S70：验收竣工。

与现有技术相比，本发明所述的组合坝，达到了如下效果：

1)采用防渗结构、基座、自稳墙、稳定体组合成组合坝的形式，可根据需求调整各部分结构材料组分，以达充分发挥各种不同材料的特性，满足结构安全所需强度、刚度与稳定性要求，同时满足耐久性要求，又节约材料，降低工程成本；

2)自稳墙与基座连接处为圆弧状，使该部分结构形成活动铰支座，在坝体沉降过程中允许自稳墙出现一定倾角范围的倾斜，既解决沉降带来的变形和局部应力集中问题，又避免沉降或变形造成自稳墙裂缝；

3)自稳墙迎水面采用TPO防水层，达到防渗防水的目的，其施工工艺简单，造价较低，又能适应因自稳墙与基座之间的活动带来变形而不破裂；

4)防渗结构采用TPO防水层，比混凝土刚性面板成本低，施工期短且施工简便；

5)防渗结构采用TPO防水层，可直接将TPO防水层埋设在坝体内，而不会出现拉伸撕裂等问题；

6)防渗结构顶部埋设位置距离坝体顶部可有一段(如2米)距离，节约防渗结构材料，又能充分利用碾压混凝土自身具有的防渗性能。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例所述的组合坝的剖视图；

图2是本发明实施例所述的组合坝的A处放大示意图；

图3是本发明实施例所述的组合坝的B处放大示意图；图4是图1的局部C放大视图。

图中：

1基座；2自稳墙；3稳定体；4防渗结构；5铜止水；6排水灌浆廊道系统；7帷幕；8水平面。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

实施例一

如图1所示，为本实施例一提供的组合坝，包括基座1、自稳墙2、稳定坝体3和排水灌浆廊道系统6，所述基座1、所述自稳墙2和防水防渗结构4、所述稳定坝体3之间相互连接；所述自稳墙2位于上游侧，所述稳定体3位于下游侧；所述基座1位于所述自稳墙2下方，所述防水防渗结构4布置在自稳墙2和基座1上。采用基座1、自稳墙2、稳定坝体3组合成组合坝的形式，所述基座1防止所述组合坝的坝体沉降，混凝土材料增加耐久性；所述自稳墙2朝向上游侧，起到阻水的作用，可采用碾压混凝土，即保证耐久度又减少水泥的用量；所述稳定体3朝向下游侧，稳定所述自稳墙2及整个坝体，保持坝体挡水稳定，所述稳定体3可采用堆石的形式以减少整个组合坝的水泥等建筑材料的用量，降低施工成本。

具体地，所述自稳墙2与所述基座1连接处为圆弧状；所述基座1朝向上游侧的部分凸起。所述自稳墙2与所述基座1连接处设置有一个或多个铜止水5。所述基座1下部大部分埋入地基中，所述自稳墙2与所述基座1连接处设置为圆弧状，使该部分结构形成活动铰支座，在坝体沉降过程中允许所述自稳墙2出现倾角，既解决沉降带来的应力集中问题，又避免沉降或变形造成的裂缝，而即便发生沉降，所述倾角也是一微小角度。所述铜止水5可以根据需要设置2个、3个或更多，所述铜止水5起到阻水的作用，所述铜止水5本身带有一定弹性，可适应适当形变。

进一步地，还包括防渗结构4，所述防渗结构4铺设于所述自稳墙2的迎水面。

具体地，所述防渗结构4包括TPO防水层和锚固层，所述TPO防水层中的“TPO”为热塑性聚烯烃，所述TPO防水层为特种热塑聚烯烃土工复合防渗材料，所述TPO防水层可以是均质TPO结构，也可以是中间含增强网格织物TPO复合结构，还可以为底面含土工织物的TPO复合结构。

具体地，所述TPO防水层通过所述锚固层固定在所述自稳墙2上。所述防渗结构4的下缘埋设在所述基座1内。所述防渗结构4的上缘埋设在所述自稳墙2内；所述防渗结构4埋设进所述自稳墙2的位置距离所述自稳墙2顶部有一段距离。所述自稳墙2迎水面采用了TPO防水层，能达到更好的防渗的效果，并且施工简单造价较低，又能适应因所述自稳墙2与所述基座1之间的活动带来变形而不破裂；并且采用TPO防水层，比水泥刚性面板成本低，施工期短，且可直接将TPO防水层埋设在坝体内，而不会出现拉伸撕裂等问题；所述防渗结构4顶部埋设位置距离坝体顶部可有一段距离，节约防渗结构材料，又能保证防渗要求。所述防渗结构4顶部边缘位于水面下，由于大坝顶部位置水压较小，所述自稳墙2本身的防水性能足以防渗。

具体地，所述基座1的材料为混凝土；所述稳定体3为堆石体，所述自稳墙2的材料为碾压混凝土。为保证所述基座1的强度和防水性能采用普通混凝土。所述自稳墙2采用碾压混凝土，节约水泥，降低施工成本。碾压混凝土可以连续施工，节约工期。所述稳定体3采用碾压堆石体，保证坝体稳定性，原材料可就地取材，节约运输成本。

图4示出了组合坝的局部C放大视图，其中排水灌浆廊道系统6中示意了灌浆帷幕7。

实施例2

本实施例所述的组合坝的施工方法，包括下述步骤：

S00：开挖构建所述组合坝的岸坡和基础；

S10：在基础内用混凝土浇筑所述基座1，并埋设所述防渗结构4下缘和所述铜止水5；

S20：在所述基座1上方用碾压混凝土浇筑压实所述自稳墙2，所述自稳墙2与所述基座1连接处设置为圆弧状，且所述铜止水5上下缘分别埋设在所述自稳墙2与所述基座1中；

S30：浇筑压实所述自稳墙2的同时，铺设所述防渗结构4；

S40：倚靠所述自稳墙2向背水面用堆石填筑所述稳定体3；

所述稳定体(3)为堆石体，和/或碾压土石料，其密度达到2.0-2.20吨/立方米，和/或胶凝砂砾料，或堆石混凝土料。

S50：所述组合坝上游蓄水，并通过下游量水堰检验所述组合坝坝面渗漏情况及绕坝渗漏情况；

S60：竣工，验收。

具体地，在步骤S30中，铺设所述防渗结构4包括布置所述锚固层及铺设所述TPO防渗层。

具体地，在步骤S40中，施工所述稳定体3前完成预制廊道的安装。所述预制廊道的设置是为了坝体排水。

具体地，在步骤S40中，所述稳定体3的堆石压实密度为2.0-2.20吨/立方米。

进一步地，铺设所述锚固层及所述TPO防渗层的步骤为：

(1)在步骤S30中，浇筑压实所述自稳墙2的同时铺设锚固层；

(2)完成所述自稳墙2施工后，吊装所述TPO防渗层，并安装热风焊接；

(3)所述TPO防渗层密封性检查，有不合格处进行补焊处理；

(4)验收。

与现有技术相比，本发明所述的组合坝，达到了如下效果：

1)采用基座、自稳墙、稳定体组合成组合坝的形式，可根据需求调整各部分材料组分，以达到既耐久性好，又节约水泥等材料，降低施工成本；

2)自稳墙与基座连接处为圆弧状，使该部分结构形成活动铰支座，在坝体沉降过程中允许自稳墙出现倾角，既解决沉降带来的应力集中问题，又避免沉降或变形造成的裂缝；

3)自稳墙迎水面采用TPO防渗层，达到防渗的目的，并且防水性能好，施工简单造价较低，又能适应因自稳墙与基座之间的活动带来变形而不破裂；

4)防渗结构采用TPO防渗层，比刚性面板成本低，施工期短；

5)防渗结构顶部埋设位置距离坝体顶部可有一段距离，避开日照辐射，延长使用寿命

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的若干实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。