本发明涉及一种拆卸式重力坝及其施工、拆除方法，属于水利工程技术领域。
背景技术：
传统重力坝都是采用现浇混凝土的方法来修建，由于混凝土中的水泥在水化过程中散发出大量的水化热，可使得大体积混凝土与外界环境形成较大的温差时，很容易使得混凝土产生裂缝，从而破坏了混凝土的整体性。为了防止这种温度裂缝的产生，施工中不但要采取人工冷却、降温、散热等措施，而且还必须采用分块分层浇筑，两层之间浇筑的间隔需要5~10天或更长的时间，因而严重地影响了施工速度。由于施工速度受到限制，主坝体不能在短期内实现挡水或泄洪功能，施工导流工程的等级就不得不提高，因而大大的增加了施工导流的困难与费用。预制式混凝土在土木工程中应用十分广泛，在水利工程中的应用还不多，在筑坝方面的应用则更少。尽管目前已有关于装配式的筑坝的报道，比如：蒲沂大坝，但是这些坝高都很低，其方法不能简单直接应用于高坝的建设。因为目前装配式的坝体，砌块之间采用水泥砂浆来连接，由于水泥砂浆的厚度有限，与砌块之间的粘接强度不高，其抗剪能力相比砌块明显要低，因此无法满足高坝的建设。另外，目前混凝土重力坝设计时都没有考虑如何拆卸，大坝服役期满后如何处理。
技术实现要素：
针对传统高重力坝容易出现温度裂缝的问题，施工中对温度控制严格，筑坝速度较低的不足，以及未考虑如何拆卸坝体的问题，本发明提出一种拆卸式重力坝及其施工、拆除方法。
本发明的技术方案是：一种拆卸式重力坝，包括排水灌浆廊道3、防渗帷幕6、坝基排水孔7、中墩10、边墩11、横缝12，还包括上游混凝土面板1、砌块混凝土2、下游混凝土面板4、素混凝土垫层5、坝基锚筋8；
所述上游混凝土面板1、下游混凝土面板4分别浇筑在坝体的上、下游侧，素混凝土垫层5铺垫在坝基上，素混凝土垫层5上砌筑可拆卸的砌块混凝土2，坝基锚筋8布置在最底层砌块混凝土2的吊装孔205中。
所述砌块混凝土2砌筑从上游往下游逐排逐层施工。
所述砌块混凝土2由砌块标准件20、1/2砌块标准件21装配而成；同层的砌块标准件20、1/2砌块标准件21之间通过锚索208连接，上、下层之间的砌块标准件20、1/2砌块标准件21通过上层侧面锚固螺杆206与下层凹面锚固螺杆203利用角铁207连接。
所述砌块标准件20采用四棱柱形，1/2砌块标准件21的宽度为砌块标准件20的一半，二者上表面设置凹下的键齿窝201，二者下表面设置凸出的键齿202，上表面的键齿窝201与下表面的键齿202形状、尺寸完全相同能相互嵌套；
所述砌块标准件20上表面的每个键齿窝201内向外设置2个锚索孔204，共8个；砌块标准件20的键齿窝201之间设置凹面锚固螺杆203，共4个；砌块标准件20每个侧面下部设置2个侧面锚固螺杆206，侧面锚固螺杆206中心对准下表面的键齿202中心，在每个键齿窝201中心设置椭圆形吊装孔205共4个；
所述1/2砌块标准件21上表面的每个键齿窝内向外设置3个锚索孔204，共6个；1/2砌块标准件21的键齿窝201之间设置1个凹面锚固螺杆203；1/2砌块标准件21砌块长边侧面下部设置2个侧面锚固螺杆206，短边侧面下部设置1个侧面锚固螺杆206，侧面锚固螺杆206中心对准下表面的键齿202中心，在每个键齿窝201中心设置椭圆形吊装孔205，共2个。
所述砌块标准件20、1/2砌块标准件21采用c15或c20混凝土。
所述角铁207为l形钢板，板厚取25~35mm，板的两翼开有圆孔。
所述锚索208为钢绞线，直径取30~50mm，两端带螺丝杆。
所述凹面锚固螺杆203、侧面锚固螺杆206二者直径取30~50mm，长度取40~60cm，凹面锚固螺杆203一端焊接一块钢板浇筑在砌块内，凹面锚固螺杆203另一端出露在砌块上表面的锚固孔内；侧面锚固螺杆206一端焊接一块钢板浇筑在砌块内，侧面锚固螺杆206另一端出露在砌块上侧面的锚固孔内；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21。
所述上游混凝土面板1厚度从坝顶向坝底逐渐加厚，坝顶厚度取0.3m，坝底厚度取0.5~1.5m；上游混凝土面板1强度不低于c25，抗渗等级不低于w8；对于非溢流坝段下游混凝土面板4取等厚，厚度取20cm，板上间隔设置排水孔；对于溢流坝段，下游混凝土面板4厚度取50cm，在堰顶和堰下游反弧段厚度加厚，混凝土强度不低于c25。
所述排水灌浆廊道3采用普通钢筋混凝土结构，在排水灌浆廊道3与砌块之间充填混凝土；排水灌浆廊道3边墙和顶拱间隔设置排水孔；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21。
所述素混凝土垫层5厚度取1~2m。
所述坝基锚筋8深入地基2~3m，直径40~50mm。
所述上游混凝土面板1、下游混凝土面板4分别通过其邻近的砌块混凝土2内布置面板锚筋9与面板钢筋骨架相连接浇筑在坝体的上、下游侧。
所述中墩10、边墩11采用钢筋混凝土结构浇筑在溢流堰上。
一种拆卸式重力坝的施工方法，包括如下步骤：
s1、清基，清除河床冲积层至设计高程，清除坝轴线两岸坡积层；
s2、浇筑坝基素混凝土垫层5；
s3、施工排水灌浆廊道3，门洞形截面；
s4、砌块砌筑，沿坝轴线每隔15~20m距离设置横缝12；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21；
s5、最底层砌块砌筑好后，再施工砌块中的坝基锚筋8；
s6、施工上游混凝土面板1和下游混凝土面板4，直至坝顶预定高程：首先绑扎钢筋骨架，并在砌块的侧面的锚索孔204内埋设面板锚筋9，一切准备就绪后即可浇筑混凝土；
s7、当坝体砌筑到3~5m高度后，就可同时施工防渗帷幕6和坝基排水孔7；
s8、当砌块坝体施工到坝顶预定高程后，再浇筑坝顶构件；
s9、溢流坝段上的中墩10、边墩11采用钢筋混凝土结构浇筑在溢流堰上。
所述坝顶构件包括坝顶混凝土保护层、防浪墙；坝顶浇筑20~30cm厚钢筋混凝土板作为坝顶混凝土保护层。
一种拆卸式重力坝的拆除方法，首先凿开坝顶浇筑的混凝土和下游混凝土面板4，露出砌块标准件20、1/2砌块标准件21，拆卸掉砌块标准件20或1/2砌块标准件21四周的角铁207和锚索208，即可用起重机将砌块标准件20、1/2砌块标准件21吊走实现拆除。
拆除时从下游往上游逐排逐层拆除。
本发明的有益效果是：
1、混凝土砌块便于工厂化生产，质量易于控制，不会出现温度裂缝；同时预制件质量易于检验，若出现问题可及时弥补，从而提高工程质量。
2、混凝土砌块可全面逐层连续不断地进行砌筑，不受混凝土现场浇筑施工的制约，更不需要立模、拆模、养护等工序，受气候影响小，所以施工简便，施工速度快。
3、由于施工速度加快，大坝主体工程可在短时间内实现挡水和泄洪功能，可大大减少施工导流的工程量及费用。
4、坝体主要由砌块组成，砌块之间通过螺栓连接，拆卸方便，拆卸的砌块可以回收再利用，既经济，又环保。
5、由于砌块之间通过螺栓连接，砌块之间存在缝隙可以排泄坝体渗水，坝体可以不设置排水管。
综上，本发明可充分利用预制式混凝土构件质量可靠、施工效率高的优点，减小坝体内的温度裂缝，确保重力坝的安全，同时满足坝体拆卸方便，既经济，又环保。
附图说明
图1为本发明的典型坝段剖面示意图；
图2为本发明的大坝下游立视图；
图3为本发明的砌块标准件示意图；
图4为本发明的1/2砌块标准件示意图；
图5为本发明的砌块标准件凹面示意图；
图6为本发明的砌块标准件凸面示意图；
图7为本发明的砌块标准件立视图；
图8为本发明的角铁示意图；
图9为本发明的锚索示意图；
图10为本发明砌块砌体横剖面图；
图11为本发明砌块砌体平面图；
图中各标号为：1-上游混凝土面板、2-砌块混凝土、3-排水灌浆廊道、4-下游混凝土面板、5-素混凝土垫层、6-防渗帷幕、7-坝基排水孔、8-坝基锚筋、9-面板锚筋、10-中墩、11-边墩、12-横缝12、20-砌块标准件、21-1/2砌块标准件、201-键齿窝、202-键齿、203-凹面锚固螺杆、204-锚索孔、205-吊装孔、206-侧面锚固螺杆、207-角铁、208-锚索。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-11所示，一种拆卸式重力坝，包括排水灌浆廊道3、防渗帷幕6、坝基排水孔7、中墩10、边墩11、横缝12，还包括上游混凝土面板1、砌块混凝土2、下游混凝土面板4、素混凝土垫层5、坝基锚筋8；
所述上游混凝土面板1、下游混凝土面板4分别浇筑在坝体的上、下游侧，素混凝土垫层5铺垫在坝基上，素混凝土垫层5上砌筑可拆卸的砌块混凝土2，坝基锚筋8布置在最底层砌块混凝土2的吊装孔205中。
进一步地，可以设置所述砌块混凝土由预制砌块按照一定的顺序通过螺栓连接而成；具体的可以设置：所述砌块混凝土2砌筑从上游往下游逐排逐层施工。所述砌块混凝土2由砌块标准件20、1/2砌块标准件21装配而成；同层的砌块标准件20、1/2砌块标准件21之间通过锚索208连接，上、下层之间的砌块标准件20、1/2砌块标准件21通过上层侧面锚固螺杆206与下层凹面锚固螺杆203利用角铁207连接。
进一步地，可以设置所述砌块标准件20采用四棱柱形（如尺寸为3m×1.5m×1.5m），1/2砌块标准件21的宽度为砌块标准件20的一半（如1/2砌块标准件21尺寸可取），二者上表面设置凹下的键齿窝201，二者下表面设置凸出的键齿202，上表面的键齿窝201与下表面的键齿202形状、尺寸完全相同能相互嵌套（如尺寸长宽可取0.5m×0.5m）；所述砌块标准件20上表面的每个键齿窝201内向外设置2个锚索孔204，共8个；砌块标准件20的键齿窝201之间设置凹面锚固螺杆203，共4个；砌块标准件20每个侧面下部设置2个侧面锚固螺杆206，侧面锚固螺杆206中心对准下表面的键齿202中心，在每个键齿窝201中心设置椭圆形吊装孔205共4个；所述1/2砌块标准件21上表面的每个键齿窝内向外设置3个锚索孔204，共6个；1/2砌块标准件21的键齿窝201之间设置1个凹面锚固螺杆203；1/2砌块标准件21砌块长边侧面下部设置2个侧面锚固螺杆206，短边侧面下部设置1个侧面锚固螺杆206，侧面锚固螺杆206中心对准下表面的键齿202中心，在每个键齿窝201中心设置椭圆形吊装孔205，共2个。
进一步地，可以设置所述砌块标准件20、1/2砌块标准件21采用c15混凝土。
进一步地，可以设置所述角铁207为l形钢板，板厚取25mm，板的两翼开有圆孔。
进一步地，可以设置所述锚索208为钢绞线，直径取30mm，两端带螺丝杆。
进一步地，可以设置所述凹面锚固螺杆203、侧面锚固螺杆206二者直径取30mm，长度取40cm，凹面锚固螺杆203一端焊接一块钢板浇筑在砌块内，凹面锚固螺杆203另一端出露在砌块上表面的锚固孔内；侧面锚固螺杆206一端焊接一块钢板浇筑在砌块内，侧面锚固螺杆206另一端出露在砌块上侧面的锚固孔内；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21。
进一步地，可以设置所述上游混凝土面板1厚度从坝顶向坝底逐渐加厚，坝顶厚度取0.3m，坝底厚度取0.5m；上游混凝土面板1强度不低于c25，抗渗等级不低于w8；对于非溢流坝段下游混凝土面板4取等厚，厚度取20cm，板上间隔设置排水孔；对于溢流坝段，下游混凝土面板4厚度取50cm，在堰顶和堰下游反弧段厚度加厚，混凝土强度不低于c25。
进一步地，可以设置所述排水灌浆廊道3采用普通钢筋混凝土结构，尺寸可取2.5m×3.5m左右，在排水灌浆廊道3与砌块之间充填混凝土；排水灌浆廊道3边墙和顶拱间隔设置排水孔；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21。
进一步地，可以设置所述素混凝土垫层5厚度取1m。
进一步地，可以设置所述坝基锚筋8深入地基2m，直径40mm。
进一步地，可以设置所述上游混凝土面板1、下游混凝土面板4分别通过其邻近的砌块混凝土2内布置面板锚筋9与面板钢筋骨架相连接浇筑在坝体的上、下游侧。
所述中墩10、边墩11采用钢筋混凝土结构浇筑在溢流堰上。
一种拆卸式重力坝的施工方法，包括如下步骤：
s1、清基，清除河床冲积层至设计高程，清除坝轴线两岸坡积层；
s2、浇筑坝基素混凝土垫层5；
s3、施工排水灌浆廊道3，门洞形截面；
s4、砌块砌筑，沿坝轴线每隔15m距离设置横缝12；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21；
s5、最底层砌块砌筑好后，再施工砌块中的坝基锚筋8；
s6、施工上游混凝土面板1和下游混凝土面板4，直至坝顶预定高程：首先绑扎钢筋骨架，并在砌块的侧面的锚索孔204内埋设面板锚筋9，一切准备就绪后即可浇筑混凝土；
s7、当坝体砌筑到3m高度后，就可同时施工防渗帷幕6和坝基排水孔7；
s8、当砌块坝体施工到坝顶预定高程后，再浇筑坝顶构件；
s9、溢流坝段上的中墩10、边墩11采用钢筋混凝土结构浇筑在溢流堰上。
进一步地，可以设置所述坝顶构件包括坝顶混凝土保护层、防浪墙；坝顶浇筑20cm厚钢筋混凝土板作为坝顶混凝土保护层。
一种拆卸式重力坝的拆除方法，首先凿开坝顶浇筑的混凝土和下游混凝土面板4，露出砌块标准件20、1/2砌块标准件21，拆卸掉砌块标准件20或1/2砌块标准件21四周的角铁207和锚索208，即可用起重机将砌块标准件20、1/2砌块标准件21吊走实现拆除。
进一步地，可以设置拆除时从下游往上游逐排逐层拆除。
实施例2：如图1-11所示，一种拆卸式重力坝，包括排水灌浆廊道3、防渗帷幕6、坝基排水孔7、中墩10、边墩11、横缝12，还包括上游混凝土面板1、砌块混凝土2、下游混凝土面板4、素混凝土垫层5、坝基锚筋8；所述上游混凝土面板1、下游混凝土面板4分别浇筑在坝体的上、下游侧，素混凝土垫层5铺垫在坝基上，素混凝土垫层5上砌筑可拆卸的砌块混凝土2，坝基锚筋8布置在最底层砌块混凝土2的吊装孔205中。
进一步地，可以设置所述砌块混凝土由预制砌块按照一定的顺序通过螺栓连接而成；具体的可以设置：所述砌块混凝土2砌筑从上游往下游逐排逐层施工。所述砌块混凝土2由砌块标准件20、1/2砌块标准件21装配而成；同层的砌块标准件20、1/2砌块标准件21之间通过锚索208连接，上、下层之间的砌块标准件20、1/2砌块标准件21通过上层侧面锚固螺杆206与下层凹面锚固螺杆203利用角铁207连接。
进一步地，可以设置所述砌块标准件20采用四棱柱形，1/2砌块标准件21的宽度为砌块标准件20的一半，二者上表面设置凹下的键齿窝201，二者下表面设置凸出的键齿202，上表面的键齿窝201与下表面的键齿202形状、尺寸完全相同能相互嵌套；所述砌块标准件20上表面的每个键齿窝201内向外设置2个锚索孔204，共8个；砌块标准件20的键齿窝201之间设置凹面锚固螺杆203，共4个；砌块标准件20每个侧面下部设置2个侧面锚固螺杆206，侧面锚固螺杆206中心对准下表面的键齿202中心，在每个键齿窝201中心设置椭圆形吊装孔205共4个；所述1/2砌块标准件21上表面的每个键齿窝内向外设置3个锚索孔204，共6个；1/2砌块标准件21的键齿窝201之间设置1个凹面锚固螺杆203；1/2砌块标准件21砌块长边侧面下部设置2个侧面锚固螺杆206，短边侧面下部设置1个侧面锚固螺杆206，侧面锚固螺杆206中心对准下表面的键齿202中心，在每个键齿窝201中心设置椭圆形吊装孔205，共2个。
进一步地，可以设置所述砌块标准件20、1/2砌块标准件21采用c20混凝土。
进一步地，可以设置所述角铁207为l形钢板，板厚取35mm，板的两翼开有圆孔。
进一步地，可以设置所述锚索208为钢绞线，直径取50mm，两端带螺丝杆。
进一步地，可以设置所述凹面锚固螺杆203、侧面锚固螺杆206二者直径取50mm，长度取60cm，凹面锚固螺杆203一端焊接一块钢板浇筑在砌块内，凹面锚固螺杆203另一端出露在砌块上表面的锚固孔内；侧面锚固螺杆206一端焊接一块钢板浇筑在砌块内，侧面锚固螺杆206另一端出露在砌块上侧面的锚固孔内；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21。
进一步地，可以设置所述上游混凝土面板1厚度从坝顶向坝底逐渐加厚，坝顶厚度取0.3m，坝底厚度取1.5m；上游混凝土面板1强度不低于c25，抗渗等级不低于w8；对于非溢流坝段下游混凝土面板4取等厚，厚度取20cm，板上间隔设置排水孔；对于溢流坝段，下游混凝土面板4厚度取50cm，在堰顶和堰下游反弧段厚度加厚，混凝土强度不低于c25。
进一步地，可以设置所述排水灌浆廊道3采用普通钢筋混凝土结构，在排水灌浆廊道3与砌块之间充填混凝土；排水灌浆廊道3边墙和顶拱间隔设置排水孔；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21。
进一步地，可以设置所述素混凝土垫层5厚度取2m。
进一步地，可以设置所述坝基锚筋8深入地基3m，直径50mm。
进一步地，可以设置所述上游混凝土面板1、下游混凝土面板4分别通过其邻近的砌块混凝土2内布置面板锚筋9与面板钢筋骨架相连接浇筑在坝体的上、下游侧。
进一步地，可以设置所述中墩10、边墩11采用钢筋混凝土结构浇筑在溢流堰上。
一种拆卸式重力坝的施工方法，包括如下步骤：
s1、清基，清除河床冲积层至设计高程，清除坝轴线两岸坡积层；
s2、浇筑坝基素混凝土垫层5；
s3、施工排水灌浆廊道3，门洞形截面；
s4、砌块砌筑，沿坝轴线每隔20m距离设置横缝12；其中砌块为砌块标准件20或1/2砌块标准件21；
s5、最底层砌块砌筑好后，再施工砌块中的坝基锚筋8；
s6、施工上游混凝土面板1和下游混凝土面板4，直至坝顶预定高程：首先绑扎钢筋骨架，并在砌块的侧面的锚索孔204内埋设面板锚筋9，一切准备就绪后即可浇筑混凝土；
s7、当坝体砌筑到5m高度后，就可同时施工防渗帷幕6和坝基排水孔7；
s8、当砌块坝体施工到坝顶预定高程后，再浇筑坝顶构件；
s9、溢流坝段上的中墩10、边墩11采用钢筋混凝土结构浇筑在溢流堰上。
进一步地，可以设置所述坝顶构件包括坝顶混凝土保护层、防浪墙；坝顶浇筑30cm厚钢筋混凝土板作为坝顶混凝土保护层。
一种拆卸式重力坝的拆除方法，首先凿开坝顶浇筑的混凝土和下游混凝土面板4，露出砌块标准件20、1/2砌块标准件21，拆卸掉砌块标准件20或1/2砌块标准件21四周的角铁207和锚索208，即可用起重机将砌块标准件20、1/2砌块标准件21吊走实现拆除。
进一步地，可以设置拆除时从下游往上游逐排逐层拆除。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。