一种拱坝‑重力坝的组合坝型及其建造方法与流程

本发明涉及水利工程中的水工结构工程领域，具体涉及一种由拱坝和重力坝组合的新型坝型及其建造方法。

背景技术：

拱坝是一种建筑在峡谷中的拦水坝，做成水平拱形，凸边面向上游，两端紧贴着峡谷壁，是能把一部分水平荷载传给两岸基岩的挡水建筑，是一个空间壳体结构。与重力坝相比，在水压力作用下拱坝坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，拱坝对坝址岩石基础的要求要少一些，拱坝主要是利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈截面上主要承受轴向反力，可充分利用筑坝材料的强度。因此，是一种经济性和安全性都很好的坝型。适宜建设拱坝的地形条件为河谷狭窄、左右对称，向下游收缩的“v”或“u”形地形，且河谷宽度l与坝高h的比值(即宽高比)小于4.5。地质条件为基岩均匀、坚固完整，有足够的强度、透水性小而能抗风化。

可见，尽管拱坝是一种经济性和安全性都很好的坝型，但由于其对地形条件和地质条件的高要求，适宜建设拱坝的情况并不是很多。从地形条件来讲，常见一侧岸坡地形陡峻，而另一侧较平缓的非对称河谷，不适宜拱坝修建。从地质条件来讲，常见一侧岸坡岩体完整、均匀、强度高且透水性弱，而另一侧岸坡岩体质量较差，也不适宜修建拱坝。

相比拱坝，重力坝是依靠自身重量来维持稳定的坝型，对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，但重力坝坝体体积大。

对一侧岸坡地形、地质条件满足拱坝建设要求，而另一侧不满足拱坝但满足重力坝建设要求的河谷，若单独选用拱坝作为拦河大坝是不可能实现的，而单独选用重力坝则不一定是经济的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种拱坝-重力坝的组合坝型及其建造方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种拱坝-重力坝的组合坝型，包括拱坝段和混凝土堆石重力坝段，以及衔接拱坝段和混凝土堆石重力坝段的混凝土重力坝段。

所述拱坝段在平面上呈凸向上游的拱形。所述拱坝段一端支承在岸坡基岩上，另一端支承在混凝土重力坝段上。

所述混凝土堆石重力坝段包括上游侧的混凝土重力坝和下游侧的堆石体。

所述混凝土重力坝段与混凝土堆石重力坝段的接触面设置有结构缝。所述结构缝内填充有止水材料。

本发明还提供一种关于上述拱坝-重力坝的组合坝型的建造方法，包括以下步骤：

1)依据设计的导流、截流方案，施工坝址区的导流设施和截流设施，并对河谷地表、地下水流进行截流和导流。

2)依据设计的坝基基槽位置和几何尺寸等参数，开挖坝型坝基。

3)依据设计的坝体结构施工混凝土重力坝段。

4)依据设计的坝体结构施工混凝土堆石重力坝段。

5)依据设计的坝体结构施工拱坝段。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

a.拱坝段一端支承在混凝土重力坝段上，解决了河谷一侧不满足拱坝建设要求的问题，拓展了拱坝的适用条件，坝型的适用性更加广泛；

b.设计简单，施工便利，体现了良好的环保性；

c.坝型具有较强的可靠性，结构满足变形、强度和稳定要求；

d.坝型体积小，混凝土用量小，节约了工程投资，具有良好的经济性。

附图说明

图1为组合坝型结构示意图；

图2为a-a剖视图；

图3为拱坝段拱冠处剖视图；

图4为混凝土重力坝段结构示意图；

图5为混凝土堆石重力坝段结构示意图。

图中：拱坝段1、混凝土重力坝段2、混凝土堆石重力坝段3、混凝土重力坝301、下游侧的堆石体302。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种拱坝-重力坝的组合坝型。在本实施例中，由于岸坡地形条件和地质条件的限制，并不适宜建设拱坝，综合考虑安全性和经济性后选择建设组合坝型。

参见图1和图2，拱坝-重力坝的组合坝型包括拱坝段1和混凝土堆石重力坝段3，以及衔接拱坝段1和混凝土堆石重力坝段3的混凝土重力坝段2。

所述拱坝段1座落在河谷岸坡地形陡峻、地质条件良好的一侧。所述拱坝段1在平面上呈凸向上游的拱形。所述拱坝段1一端支承在陡峻岸坡基岩上，另一端支承在混凝土重力坝段2上。参见图3，所述拱坝段1的竖直剖面呈悬臂梁形式。

参见图4，所述混凝土堆石重力坝段3位于河谷岸坡地形平缓或地质条件较差(即不满足拱坝建设条件)的一侧。所述混凝土堆石重力坝段3一端紧贴岸坡，另一端紧贴混凝土重力坝段2。所述混凝土堆石重力坝段3包括上游侧的混凝土重力坝301和下游侧的堆石体302。所述混凝土重力坝301的基本剖面整体呈直角三角形。所述混凝土重力坝301的上游侧为垂直面，下游侧为斜面。

参见图5，所述混凝土重力坝段2主要用于承担拱坝段1的端部荷载并限制拱坝段1端部变形。所述混凝土重力坝段2的基本剖面整体呈直角三角形。所述混凝土重力坝段2的上游侧为垂直面，下游侧为斜面。所述混凝土重力坝段2与拱坝段1和混凝土堆石重力坝段3相互交界。所述混凝土重力坝段2下游侧的坡面与堆石体302下游侧的坡面平齐。所述混凝土重力坝段2的坝顶高程等于拱坝段1或混凝土堆石重力坝段3的坝顶高程。所述混凝土重力坝段2与混凝土堆石重力坝段3的接触面设置有结构缝。所述结构缝内填充有止水材料。

实施例2：

本实施例公开一种关于实施例1所述拱坝-重力坝的组合坝型的建造方法，包括以下步骤：

1)依据设计的导流、截流方案，施工坝址区的导流设施和截流设施，并对河谷地表、地下水流进行截流和导流。

2)依据设计的坝基基槽位置和几何尺寸等参数，开挖坝型坝基。具体包括加固边坡、开挖岸坡坝肩基槽、开挖河谷坝基基槽等步骤。

3)依据设计的坝体结构施工混凝土重力坝段2。

4)依据设计的坝体结构施工混凝土堆石重力坝段3。

5)依据设计的坝体结构施工拱坝段1。

技术特征：

技术总结
发明提供一种拱坝‑重力坝的组合坝型及其建造方法。该组合坝型包括拱坝段和混凝土堆石重力坝段，以及衔接拱坝段和混凝土堆石重力坝段的混凝土重力坝段。所述拱坝段一端支承在岸坡基岩上，另一端支承在混凝土重力坝段上。所述混凝土堆石重力坝段包括上游侧的混凝土重力坝和下游侧的堆石体。该组合坝型的建造方法包括截流导流施工、坝基基槽开挖施工、混凝土重力坝段施工、混凝土堆石重力坝段施工和拱坝段施工等步骤。该组合坝型拓展了拱坝的适用条件，坝型的适用性更加广泛，结构设计简单，施工便利，体现了良好的环保性。

技术研发人员：王俊杰;邱珍锋;张慧萍;杨洋;赵迪;刘明维
受保护的技术使用者：重庆交通大学
技术研发日：2017.08.10
技术公布日：2018.02.13