橡胶面板堆石坝及其施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种橡胶面板堆石坝及其施工方法，包括堆石坝主体结构，在堆石坝主体的迎水面自内向外依次为过渡层、干砌石垫层、内泡沫板垫层、橡胶面板防渗层、外泡沫板层和铺盖层；橡胶面板防渗层设置中部伸缩节；在橡胶面板防渗层的周边缘设置有底座，并设置边缘伸缩节，并留有一定的裕量。本发明的橡胶面板堆石坝具有较好的塑性、柔性、防渗透性，施工简单，造价低，相较于混凝土面板堆石坝，橡胶面板堆石坝不用考虑温度应力、地基沉降等因素造成面板接缝张开、断裂等问题。本发明橡胶面板堆石坝有较高的强度，稳定性高，橡胶面板堆石坝更适用于中高坝建设。
【专利说明】橡胶面板堆石坝及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水利工程坝体【技术领域】，具体涉及一种橡胶面板堆石坝及其施工方法。
【背景技术】
[0002]现有堆石坝主要由堆石作为支承体和弱透水材料作为防渗体这两部分组成。按防渗体的位置分为心墙坝和斜墙坝，按防渗体材料的性质分为刚性防渗体(如混凝土、钢筋混凝土、木板和钢板等)的坝和塑性防渗体(如土料和浙青混凝土等)的坝。刚性防渗体存在可塑性差，造价高，受温度应力、地基沉降等因素造成面板接缝张开、断裂等问题较多。随着年岁增加其表面裂纹不断增多，影响其防渗性能和强度，如不及时维护将会坝主体造成严重损害，维护成次数多、成本高，影响坝体寿命。现有堆石坝的塑性防渗体多以土料和浙青混凝土为主，虽然能适应温度应力变化、地基沉降问题，但其抗冲刷能力和防渗透能力明显不足，渗透性成为影响坝体寿命的重要因素，坝体寿命较短，后期补充施工会增加额外成本。
【发明内容】
[0003]针对目前现有堆石坝普遍存在的容易受温度应力、地基沉降等因素造成面板接缝张开、断裂等问题，或存在防渗透性能不高等问题，本发明提供一种具有较好的塑性、柔性、防渗透性和耐久性，施工简单，造价低，不用考虑温度应力、地基沉降等因素造成面板接缝张开、断裂的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种橡胶面板堆石坝，包括堆石坝主体结构，在堆石坝主体的迎水面自内向外依次为过渡层、干砌石垫层、内泡沫板垫层、橡胶面板防渗层、外泡沫板层和铺盖层；橡胶面板防渗层为多条带状橡胶面板相邻组合而成，相邻橡胶面板对接面的分缝处设置中部伸缩节；在橡胶面板防渗层的周边缘设置有底座，所述底座是橡胶面板与河床和两岸基岩联接的混凝土板结构，橡胶面板防渗层的底端和侧端固定接在底座上，以形成止水封闭系统，橡胶面板防渗层的底端和侧端与底座之间设置边缘伸缩节，并留有一定的裕量。
[0005]所述中部伸缩节是在所述相邻橡胶面板的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的两端分别通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上。在相邻橡胶面板对接缝的端面向内设置横腔，横腔与对接缝交汇，并在交汇位置设置容量腔，所述对接缝、横腔和容量腔内灌注防渗粘合剂。
[0006]所述端部伸缩节是在相邻橡胶面板和底座之间的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的一端通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上，褶皱状橡胶伸缩节的另一端通过机械固定或粘接在底座表面上。在底座与橡胶面板对接缝的端面内横向连接有止水钢板，在对接缝处位于止水钢板外侧的缝隙内，密封设置有聚录乙烯止水带。
[0007]所述橡胶面板包括位于内侧的骨架和位于骨架外表的橡胶层。
[0008]一种橡胶面板堆石坝的施工方法，包括堆石坝主体结构，在堆石坝主体迎水面的过渡区表面上铺设垫层后，在碾压密实平整后的垫层上再铺设橡胶面板防渗层；所述垫层包括一层干砌石层和一层泡沫板层，干砌石层铺设于过渡区表面并碾压密实，泡沫板层铺设于干砌层表面，橡胶面板防渗层铺设并固定于泡沫板层表面；橡胶面板防渗层为多条橡胶面板相邻组合而成，在相邻橡胶板对接缝端面上向内设置横腔，横腔与对接缝交汇，在交汇位置设置容量腔，再向对接缝、横腔和容量腔内灌注防渗粘合剂；在河床和两岸的基岩上分别砌筑混凝土板形成底座，橡胶面板防渗层的周边缘固定接在底座上，以形成止水封闭系统，在底座与橡胶面板边缘对接缝的端面上沿横向连接有止水钢板，再对接缝处止水钢板外侧密封聚录乙烯止水带，并留有一定的裕量；在橡胶面板防渗层表面直接铺设铺盖层，或者在橡胶面板防渗层表面粘固一层泡沫板层后，在泡沫板层外表面铺设铺盖层。
[0009]在所述相邻橡胶面板的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的两端分别通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上。在相邻橡胶面板和底座之间的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的一端通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上，褶皱状橡胶伸缩节的另一端通过机械固定或粘接在底座表面上。
[0010]碾压堆石坝采用薄层碾压填筑堆石，每层填筑的堆石厚度为0.6?0.9m，用6?14t的振动碾碾压，使干重度和孔隙率达到设计标准。
[0011]所述橡胶面板首先制作面板骨架，在面板骨架外涂敷橡胶层形成面板。
[0012]铺盖层覆盖整个坝面，并确保有一定的厚度及强度。建议采用浆砌石覆盖，以减少波浪涛刷、泥沙侵蚀、重物撞击等对橡胶板破坏，铺盖有一定质量，避免水压力作用掀起橡胶面板。铺盖层与面板之间架设过渡层，建议采用泡沫板。浆砌石体的石料应选用材质坚实，无风化剥落层或裂纹，石材表面无污染垢、水锈等杂质，用于表面的石材，应色泽均匀。石料的物理力学指标应符合国家施工规范要求。
[0013]浆砌石体砌筑前，应在砌体外石料表面的泥垢冲净，砌筑时保持体表面湿润，放样定位好，采用座衆法分段砌筑。砌筑尖先在基础面上铺一层3?5cm厚的稠砂衆,然后安放石块。砌筑程序为先砌“角石”、再砌“面石”、最后砌“腹石”。砌体完成后，须用麻袋或草覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿。
[0014]本发明的有益效果是:本发明的橡胶面板堆石坝具有较好的塑性、柔性、防渗透性，施工简单，造价低，相较于混凝土面板堆石坝，橡胶面板堆石坝不用考虑温度应力、地基沉降等因素造成面板接缝张开、断裂等问题。相较于橡胶坝(为封闭袋状，填充水或气形成挡水囊袋，仅用于坝顶过水的阻水体，国内最大橡胶坝坝高只有6m)，本发明橡胶面板堆石坝有较高的强度，稳定性高，橡胶面板堆石坝更适用于中高坝建设。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明橡胶面板堆石坝的结构示意图；
图2是图1的A向结构示意图；
图3是图1中B部放大结构示意图；
图4是图2中的中部伸缩节剖面结构示意图；
图5是图4对接缝灌注的截面图；
图6是图2中底座与橡胶面板对接位置的剖面示意图。
[0016]图中标号I为橡胶面板，2为堆石体，21为上游主堆石体，22为下游次堆石体，3为过度层，4为干砌石垫层,5为内泡沫板垫层,6为外泡沫板层,7为铺盖层,8为底座,9为垂直伸缩缝，10为防渗粘合剂，11为横腔，12为容量腔，13为橡胶伸缩节，14为垂直施工缝，15为水平施工缝，16为止水钢板,17为聚录乙烯止水带，18为河床砂碌石，19为帷幕灌楽:层，20为机械固定或粘接位。
[0017]【具体实施方式】:
下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018]实施例1:橡胶面板堆石坝，参见图1，包括堆石坝主体结构，堆石坝主体主要包括堆石体(上游主堆石体和下游次堆石体)、防浪墙、帷幕灌浆层等结构，河床铺设砂砾石。参见图3，在堆石坝主体的迎水面自内向外依次为过渡层、干砌石垫层、内泡沫板垫层、橡胶面板防渗层、外泡沫板层和铺盖层。其中，橡胶面板包括位于内侧的骨架和位于骨架外表的橡月父层O
[0019]参见图2，橡胶面板防渗层为多条带状橡胶面板相邻组合而成，相邻橡胶面板对接面的分缝处设置中部伸缩节；在橡胶面板防渗层的周边缘设置有底座，所述底座是橡胶面板与河床和两岸基岩联接的混凝土板结构，橡胶面板防渗层的底端和侧端固定接在底座上，以形成止水封闭系统，橡胶面板防渗层的底端和侧端与底座之间设置边缘伸缩节，并留有一定的裕量。
[0020]参见图4，中部伸缩节是在所述相邻橡胶面板的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的两端分别通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上。参见图5，在相邻橡胶面板对接缝的端面向内设置横腔，横腔与对接缝交汇，并在交汇位置设置容量腔，所述对接缝、横腔和容量腔内灌注防渗粘合剂。
[0021]端部伸缩节是在相邻橡胶面板和底座之间的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的一端通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上，褶皱状橡胶伸缩节的另一端通过机械固定或粘接在底座表面上，类似图4所述结构。参见图6，又在底座与橡胶面板对接缝的端面内横向连接有止水钢板，在对接缝处位于止水钢板外侧的缝隙内，密封设置有聚录乙烯止水带。
[0022]实施例2:—种橡胶面板堆石坝的施工方法，包括堆石坝主体结构，在堆石坝主体迎水面的过渡区表面上铺设垫层后，在碾压密实平整后的垫层上再铺设橡胶面板防渗层；所述垫层包括一层干砌石层和一层泡沫板层，干砌石层铺设于过渡区表面并碾压密实，泡沫板层铺设于干砌层表面，橡胶面板防渗层铺设并固定于泡沫板层表面；橡胶面板防渗层为多条橡胶面板相邻组合而成，在所述相邻橡胶面板的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节13，该褶皱状橡胶伸缩节13的两端分别通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上。在相邻橡胶板对接缝端面上向内设置横腔，横腔与对接缝交汇，在交汇位置设置容量腔，再向对接缝、横腔和容量腔内灌注防渗粘合剂。
[0023]在河床和两岸的基岩上分别砌筑混凝土板形成底座，橡胶面板防渗层的周边缘固定接在底座上，以形成止水封闭系统，在相邻橡胶面板和底座之间的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节13，该褶皱状橡胶伸缩节13的一端通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上，褶皱状橡胶伸缩节13的另一端通过机械固定或粘接在底座表面上。在底座与橡胶面板边缘对接缝的端面上沿横向连接有止水钢板，再对接缝处止水钢板外侧密封聚录乙烯止水带，并留有一定的裕量；在橡胶面板防渗层表面直接铺设铺盖层，或者在橡胶面板防渗层表面粘固一层泡沫板层后，在泡沫板层外表面铺设铺盖层。
[0024]碾压堆石坝采用薄层碾压填筑堆石，每层填筑的堆石厚度为0.6?0.9m，用6?14t的振动碾碾压，使干重度和孔隙率达到设计标准。
[0025]所述橡胶面板首先制作面板骨架，在面板骨架外涂敷橡胶层形成面板。
[0026]铺盖层覆盖整个坝面，并确保有一定的厚度及强度。建议采用浆砌石覆盖，以减少波浪涛刷、泥沙侵蚀、重物撞击等对橡胶板破坏，铺盖有一定质量，避免水压力作用掀起橡胶面板。铺盖层与面板之间架设过渡层，建议采用泡沫板。浆砌石体的石料应选用材质坚实，无风化剥落层或裂纹，石材表面无污染垢、水锈等杂质，用于表面的石材，应色泽均匀。石料的物理力学指标应符合国家施工规范要求。
[0027]浆砌石体砌筑前，应在砌体外石料表面的泥垢冲净，砌筑时保持体表面湿润，放样定位好，采用座衆法分段砌筑。砌筑尖先在基础面上铺一层3?5cm厚的稠砂衆,然后安放石块。砌筑程序为先砌“角石”、再砌“面石”、最后砌“腹石”。砌体完成后，须用麻袋或草覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿。
【权利要求】
1.一种橡胶面板堆石坝，包括堆石坝主体结构，其特征在于，在堆石坝主体的迎水面自内向外依次为过渡层、干砌石垫层、内泡沫板垫层、橡胶面板防渗层、外泡沫板层和铺盖层；橡胶面板防渗层为多条带状橡胶面板相邻组合而成，相邻橡胶面板对接面的分缝处设置中部伸缩节；在橡胶面板防渗层的周边缘设置有底座，所述底座是橡胶面板与河床和两岸基岩联接的混凝土板结构，橡胶面板防渗层的底端和侧端固定接在底座上，以形成止水封闭系统，橡胶面板防渗层的底端和侧端与底座之间设置边缘伸缩节，并留有一定的裕量。
2.根据权利要求1所述的橡胶面板堆石坝，其特征在于，所述中部伸缩节是在所述相邻橡胶面板的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的两端分别通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上。
3.根据权利要求2所述的橡胶面板堆石坝，其特征在于，在相邻橡胶面板对接缝的端面向内设置横腔，横腔与对接缝交汇，并在交汇位置设置容量腔，所述对接缝、横腔和容量腔内灌注防渗粘合剂。
4.根据权利要求1所述的橡胶面板堆石坝，其特征在于，所述端部伸缩节是在相邻橡胶面板和底座之间的对接缝位置设置有褶皱状橡胶伸缩节，该褶皱状橡胶伸缩节的一端通过机械固定或粘接在橡胶面板表面上，褶皱状橡胶伸缩节的另一端通过机械固定或粘接在底座表面上。
5.根据权利要求4所述的橡胶面板堆石坝，其特征在于，在底座与橡胶面板对接缝的端面内横向连接有止水钢板，在对接缝处位于止水钢板外侧的缝隙内，密封设置有聚录乙烯止水带。
6.根据权利要求1所述的橡胶面板堆石坝，其特征在于，所述橡胶面板包括位于内侧的骨架和位于骨架外表的橡胶层。
7.一种橡胶面板堆石坝的施工方法，包括堆石坝主体结构，其特征在于，在堆石坝主体迎水面的过渡区表面上铺设垫层后，在碾压密实平整后的垫层上再铺设橡胶面板防渗层；所述垫层包括一层干砌石层和一层泡沫板层，干砌石层铺设于过渡区表面并碾压密实，泡沫板层铺设于干砌层表面，橡胶面板防渗层铺设并固定于泡沫板层表面；橡胶面板防渗层为多条橡胶面板相邻组合而成，在相邻橡胶板对接缝端面上向内设置横腔，横腔与对接缝交汇，在交汇位置设置容量腔，在相邻橡胶面板的对接缝、横腔和容量腔表面铺设有一层油毡，再向对接缝、横腔和容量腔内灌注防渗粘合剂形成伸缩节；在河床和两岸的基岩上分别砌筑混凝土板形成底座，橡胶面板防渗层的周边缘固定接在底座上，以形成止水封闭系统，在底座与橡胶面板边缘对接缝的端面上沿横向连接有止水钢板，再对接缝处止水钢板外侧密封聚录乙烯止水带，并留有一定的裕量；在橡胶面板防渗层表面直接铺设铺盖层，或者在橡胶面板防渗层表面粘固一层泡沫板层后，在泡沫板层外表面铺设铺盖层。
8.根据权利要求7所述的橡胶面板堆石坝的施工方法，其特征在于，碾压堆石坝采用薄层碾压填筑堆石，每层填筑的堆石厚度为0.6?0.9m，用6?14t的振动碾碾压，使干重度和孔隙率达到设计标准。
9.根据权利要求7所述的橡胶面板堆石坝的施工方法，其特征在于，所述橡胶面板首先制作面板骨架，在面板骨架外涂敷橡胶层形成面板。
10.根据权利要求7所述的橡胶面板堆石坝的施工方法，其特征在于，所述铺盖层采用浆砌石覆盖，浆砌石体砌筑前，在砌体外石料表面的泥垢冲净，砌筑时保持体表面湿润，放样定位后，采用座衆法分段砌筑；砌筑尖先在基础面上铺一层3?5cm厚的稠砂衆,然后安放石块；砌体完成后，须用麻袋或草覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿。
【文档编号】E02B7/06GK104372770SQ201410615518
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】丁泽霖 申请人:华北水利水电大学