一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的制作方法

本发明涉及一种应用于低水头条件的拦河工程结构，具体涉及一种窄深式薄壁堰型钢筋混凝土拦河坝结构。

背景技术：

目前，设计单位在进行小型拦河坝工程设计时，多采用WES型实用堰结构，该结构厚重稳定主要依靠自身重力维持滑动稳定，堰面曲线符合过坝水流的流线特征，增大了流量系数使其具有泄流能力大的优点，但其将大量的钢筋砼材料只能作为压重使用，无法发挥其抗弯特性十分不经济，造价偏高；使用的曲面设计加大了施工难度大，施工质量难于控制，因而导致泄流系数很难达到设计值；平直的底面设计导致其渗透路径短，一般需要加长铺盖和护坦的方式维持渗流稳定，相比于防渗效果更好的垂直防渗结构(防渗效果是水平防渗结构的3～5倍)，其投入高却收效低。

因此，建设在平原型河道上的拦河坝结构普遍作用水头都很低，挡水高度许多都在3.0m以下这种条件下使用传统的WES型实用堰结构好比是“炮弹打蚊子”，效果上可以，但十分不经济，造成资源浪费。

技术实现要素：

本发明为了解决在平原型河道上水头多在3.0m以下，使用传统的WES型实用堰结构，造成资源浪费的问题，本发明提供了一种直立十字型窄深薄壁拦河坝。

一种直立十字型窄深薄壁拦河坝，它包括挡水坝、水平底板和截渗板；

挡水坝、水平底板和截渗板均由钢筋混凝土制成；挡水坝用于拦截河水、抬高水位，挡水坝垂直设置在河底泥土内，

水平底板垂直固定在挡水坝底部，

截渗板位于水平底板的下方，并与水平底板垂直固定。

挡水坝和截渗板对称固定在水平底板的上下表面相同位置，三者构成十字型结构。

挡水坝和截渗板位置交错固定在水平底板的上下表面。

截渗板的数量为两个，且以挡水坝的竖直方向为中心，镜像设置在挡水坝的两侧。

所述的水平底板的厚度大于挡水坝及截渗板的厚度。

一种直立十字型窄深薄壁拦河坝，它还包括多个三角形扶壁支撑，三角形扶壁支撑由钢筋混凝土制成，多个三角形扶壁支撑均匀分布在挡水坝的下游侧，固定在挡水坝和水平底板之间。

所述的挡水坝的厚度为50cm～60cm。

所述的水平底板的厚度为80cm～100cm。

所述的截渗板的厚度为40cm～60cm。

本发明针对低水头拦河工程上下游水头差小、荷载水平低的特点，提供了一种直立十字型窄深薄壁拦河坝结构。本发明为一种垂直深入河床的钢筋混凝土板桩结构，过流特性与薄壁堰结构相同，其显著特征是顺水流方向的断面形状为“十字型”。挡水时，在上游水压力的作用下，结构将以其上一点为转动中心，发生微小转动，此时转动中心以上的下游侧土体和转动中心以下的上游侧土体处于被动变形状态，将产生被动土压力反作用于“十字型”结构，结构依靠该被动土压力维持稳定；结构在垂直方向上的尺寸很大，变水平渗径为垂直渗径，特别是“十字型”的下竖线结构，相当于一道截渗板，显著提高了结构抗渗能力，同等条件下可以减少铺盖和护坦的长度。

本发明带来的有益效果

相比于厚重的WES型实用堰结构，本发明具有五个方面的显著优势：

一、窄深基础将失稳类型由平面滑动变为弯曲倾覆，力值更大的被动土压力能够保证结构的抗倾覆稳定，钢筋混凝土材料将最充分发挥其抗弯特性，避免功能性浪费；

二、结构各面均为平面，结构简单，便于施工，质量也易于控制；

三、直立十字型窄深式薄壁拦河坝结构改平面渗径为垂直渗径，显著提高了结构的防渗效果；

四、直立十字型窄深式薄壁拦河坝结构改厚重结构为薄壁结构，减小了结构断面面积，节省了大量的混凝土材料，显著降低了工程造价；

五、直立十字型窄深式薄壁拦河坝结构没有宽大的底板，易于控制的切向冻胀力代替了难于控制的法向冻胀力，提高了工程抗冻害破坏的能力。

本发明主要用于挡水高度为3米以下的拦河工程。

附图说明

图1具体实施方式二所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的剖视图；附图标记5表示挡水位，附图标记6表示河底线。

图2具体实施方式三所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的剖视图；

图3具体实施方式四所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝，它包括挡水坝1、水平底板2和截渗板3；

挡水坝1、水平底板2和截渗板3均由钢筋混凝土制成；挡水坝1用于拦截河水、抬高水位，挡水坝1垂直设置在河底泥土内，

水平底板2垂直固定在挡水坝1底部，

截渗板3位于水平底板2的下方，并与水平底板2垂直固定。

本实施方式，本发明所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的断面结构为十字形结构，结构简单，本发明充分发挥钢筋混凝土的抗弯特性，依靠被动土压力维持结构的稳定性。

在具体应用过程当中，制作一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的方法如下：

1、修建围堰、抽水作业，保证本发明所述一种直立十字型窄深薄壁拦河坝所在区域留出足够的施工空间处于无水状态；

2、测量放线确定水平底板2的平面位置，然后挖土至水平底板2底高程，平面范围为水平底板2边界外延1.0m；

3、测量放线确定截渗板3的平面位置，然后挖土至截渗板3底高程，平面范围为截渗板3边界外延1.0m；

4、绑钢筋、支模板、浇筑混凝土完成截渗板3；

5、回填土至水平底板2底高程，绑钢筋、支模板、浇筑混凝土完成水平底板2；

6、绑钢筋、支模板、浇筑混凝土完成挡水坝1；

7、填土至河底线，然后放水完成工作。

具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，挡水坝1和截渗板3对称固定在水平底板2的上下表面相同位置，三者构成十字型结构。

具体实施方式三：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，挡水坝1和截渗板3位置交错固定在水平底板2的上下表面。

具体实施方式四：参见图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，截渗板3的数量为两个，且以挡水坝1的竖直方向为中心，镜像设置在挡水坝1的两侧。

具体实施方式五：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，所述的水平底板2的厚度大于挡水坝1及截渗板3的厚度。

本实施方式，水平底板2起到支撑、固定挡水坝1的作用，且二者形成十字形结构，结构简单，利用被动土压力，维持整个拦河坝的稳定性。

具体实施方式六：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，它还包括多个三角形扶壁支撑4，三角形扶壁支撑4由钢筋混凝土制成，多个三角形扶壁支撑4均匀分布在挡水坝1的下游侧，固定在挡水坝1和水平底板2之间。

本实施方式，三角形扶壁支撑4的位置，增强了挡水坝1的稳定性，三角形扶壁支撑4的最大厚度40cm～50cm。

具体实施方式七：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，所述的挡水坝1的厚度为50cm～60cm。

本实施方式，挡水坝1的厚度为50cm～60cm在这种设置方式下，既方便钢筋绑扎和混凝土浇筑施工，又能保证拦河坝在充分发挥抗弯特性的情况下最大限度的节省混凝土用量。

具体实施方式八：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，所述的水平底板2的厚度为80cm～100cm。

本实施方式，水平底板2的厚度为80cm～100cm在这设置方式下，可以保证底板在河床底部不均匀变形的条件下不发生破坏，威胁结构安全。

具体实施方式九：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种直立十字型窄深薄壁拦河坝的区别在于，所述的截渗板3的厚度为40cm～60cm。

本实施方式，截渗板3的厚度为40cm～60cm这种设置方式下，保证结构安全的基础上，最大限度节省混凝土用量。