一种扶壁式复式结构面板坝及提高面板的可维修性的方法与流程

本发明涉及水利科学坝工程技术领域，特别是涉及一种扶壁式复式结构面板坝及提高面板的可维修性的方法。

背景技术：

面板坝坝型因具有对坝址区地形地质条件适应性强、经济性好、安全可靠的特点，在我国得到快速发展，但近几年来已建的部分高面板坝出现了坝体变形比预测值大、面板出现挤压破坏、裂缝、坝体渗漏量大等问题。这些问题归结为三方面：一是坝体变形大；二是面板等防渗系统易破坏、破坏引起坝体渗漏量大，可能存在渗透稳定的安全隐患；三是可维修性差，面板下部检修困难，遇到极端工况问题更加突出。由此目前对250m级或更高的面板坝的安全存在质疑。

随着我国经济发展和公众、政府对安全要求的显著提高，对大中型水利水电工程挡水建筑物提出了强震等极端工况不倒、设计工况维修后能正常使用的要求。我国已建70m以上高面板坝全部没有检修底部防渗系统的条件。这些问题的存在，制约了国内对修建250~300m超高混凝土面板堆石坝的决策。

通常高面板坝或超高面板坝设计时，大多从坝体分区、填筑标准、接缝止水、施工步骤等方面研究，提出降低坝体变形、改善面板应力和控制接缝位移的相关措施。但是这些措施目前都无法更有效的解决超高面板堆石坝所存在的技术问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术中高面板坝面板过长，变形较大；可维修性差，面板下部检修困难的缺陷，本发明的目的在于提出一种扶壁式复式结构面板坝及提高面板的可维修性的方法，通过在面板坝底部设置混凝土扶壁结构，从而达到提高深水区面板的可维修性、改善超高面板堆石坝面板应力变形及坝体变位的目的。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现:

一种扶壁式复式结构面板坝，包括由上游至下游依次设置的混凝土面板、垫层料、上过渡料、上游堆石区、下游堆石区；在所述混凝土面板底部设置混凝土扶壁结构；所述混凝土扶壁结构的上游侧设置盖重区，下游侧设置下过渡料；所述下过渡料的下游侧为上游堆石区的下部。

优选的，所述混凝土扶壁结构包括一下平面部；由所述下平面部的上表面向上延伸的竖向部。

优选的，所述竖向部的断面形式采用梯形剖面。

优选的，所述竖向部的内部设置有监测检修廊道。

优选的，所述竖向部具有一下游外壁面；所述下游外壁面与所述下平面部的上表面之间设有多个加强肋。

优选的，所述竖向部具有一下游外壁面；所述下游外壁面与所述下平面部的连接处设有导角。

优选的，所述下平面部具有一上游侧端面和一下游侧端面，所述竖向部靠近所述上游侧端面设置。

优选的，所述上过渡料和所述下过渡料相连。

优选的，所述混凝土扶壁结构上游坡比为1：m， m为1: 0~0.3；下游坡比为1：n，n为1:0.1~0.3。

本发明的另一目的，提供一种提高面板的可维修性的方法，在混凝土面板的上游侧的底部设置混凝土扶壁结构；在混凝土扶壁结构的上游侧施工盖重区；在所述混凝土扶壁结构的下游侧设置下过渡料；所述盖重区、所述混凝土扶壁结构及下过渡料填筑应同高程平起填筑。

本发明的有益效果：

本发明在常规混凝土面板的基础上，增设了位于河床部位混凝土面板上游侧的混凝土扶壁结构，代替深水区面板，减小面板长度；并且替代了部分堆石料，从而提高了深水区面板的可维修性、改善超高面板堆石坝面板应力变形及坝体变位，为高面板坝或者超高面板坝的建设提供了依据，尤其是300m级高面板堆石坝；为超高面板坝的发展提供支撑，促进超高混凝土面板堆石坝技术进步，为超高坝研究积累经验。

附图说明

图1为本发明面板坝的结构示意图。

图2为本发明的混凝土扶壁结构的立体结构示意图。

图中：1-混凝土扶壁结构；2-盖重区；3-混凝土面板；4-连接板；5-趾板；6-垫层料；7-过渡料；8-上游堆石区；9-下游堆石区；10-下过渡料；11-下平面部；12-上表面；13-竖向部；14-下游外壁面；15-加强肋；16-导角；17-上游侧端面；18-下游侧端面；19-监测检修廊道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

为了克服现有技术中高面板坝面板过长，变形较大；可维修性差，面板下部检修困难的缺陷，本发明提供了如图1和图2所示的一种扶壁式复式结构面板坝（面板坝也称面板堆石坝），包括由上游至下游依次设置的混凝土面板3、垫层料4、上过渡料5、上游堆石区6、下游堆石区7；在所述混凝土面板3底部设置混凝土扶壁结构1；所述混凝土扶壁结构1的上游侧设置盖重区2，下游侧设置下过渡料10；所述下过渡料10的下游侧为上游堆石区6的下部。

本发明在混凝土面板3底部设置混凝土扶壁结构1,代替深水区面板，提高深水区面板的可维修性、改善超高面板堆石坝面板应力变形及坝体变位，为高面板坝或者超高面板坝的建设提供了依据，尤其适用于300m级高面板堆石坝。

实施例２

在实施例1的基础上，如图1和图2所示，所述混凝土扶壁结构1包括一下平面部11；由所述下平面部11的上表面12向上延伸的竖向部13。

所述竖向部13的断面形式采用梯形剖面，采用梯形，方便所述下过渡料10的施工。

所述竖向部13内部设置有监测检修廊道19。

所述竖向部13具有一下游外壁面14；所述下游外壁面14与所述下平面部11的上表面12之间设有多个加强肋15，增强所述混凝土扶壁结构1的整体强度。

所述下游外壁面14与所述下平面部11的连接处设有导角16，减小应力集中。

所述下平面部11具有一上游侧端面17和一下游侧端面18，所述竖向部13靠近所述上游侧端面17设置；所述竖向部13和所述下游侧端面18之间为填料留够足够的空间，增加所述混凝土扶壁结构1的稳定性。

实施例3

在实施例１的基础上，如图1所述, 上过渡料5和下过渡料10相连，在上游和下游之间形成一完整和连续的过渡料，以便使压缩性和透水性从上游到下游稳定地过渡，保证垫层料不会被冲刷到上游堆石区6和下游堆石区7的大孔隙中去。

实施例4

在实施例１的基础上，如图1所述, 所述混凝土扶壁结构1上游坡比为1：m，m为1:0~0.3；下游坡比为1：n，n为1:0.1~0.3，在这个比例范围内可以完全满足施工时坝料填筑密实的要求。

所述混凝土扶壁结构1上游坡比和下游坡比可一致，也可不一致，根据现场施工环境而定。

为了满足工程设计要求,更匹配坝的高度，所述混凝土扶壁结构1高度小于100m。

实施例5

为了克服现有技术中高面板坝面板过长，变形较大；可维修性差，面板下部检修困难的缺陷，本发明还提供一种提高面板的可维修性的方法，在混凝土面板3的上游侧的底部设置混凝土扶壁结构1；在混凝土扶壁结构1的上游侧施工盖重区2；在所述混凝土扶壁结构1的下游侧设置下过渡料10；所述盖重区2、所述混凝土扶壁结构1及下过渡料10填筑应同高程平起填筑，以防止拱形坝两侧荷载失衡而产生破坏。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。