一种不锈钢面板堆石坝的制作方法

本发明属于水利工程技术领域，尤其涉及一种不锈钢面板堆石坝。

背景技术：

作为拦洪、灌溉和发电的挡水建筑物拦河大坝，利用当地材料即(开山石料或河道砂砾石)筑坝的混凝土面板堆石坝，自大坝上游向下游设计分为混凝土面板、垫层料、过渡料、主堆石区、次堆石区。传统混凝土面板之间采用的是整板刚性连接，堆石坝体沉降容易造成混凝土面板与坝体垫层料脱空，造成混凝土面板断裂、挤压破坏或者结构坍塌等破坏，给大坝安全带来威胁。往往堆石大坝沉降需要一个沉降过程，有的需要几年，甚至达10年以上，大坝沉降还不稳定即收敛，大坝沉降造成混凝土面板与坝体脱空，在水压的作用下，面板往往发生断裂、挤压破坏或者坍塌，造成大坝漏水，对大坝安全造成极大威胁。

在混凝土面板堆石坝施工期，对每期混凝土面板浇筑施工一般滞后大坝坝体填筑3～6个月，以实现大坝的预沉降，防止大坝运行期不至于大坝继续沉降量过大，造成混凝土面板与大坝坝体脱空，从而导致混凝土面板断裂、挤压破坏或者坍塌，有可能造成大坝坝体渗透量过大，给坝体造成安全隐患。

如中国专利号为：cn201711497280.1的专利公布了一种基于line-x柔性面板堆石坝，包括主堆石区、过渡层、垫层、钢筋砼面板、趾板、防渗帷幕和防浪墙，主堆石区迎水面设置有过渡层和垫层，垫层上设置有土工膜层，在土工膜层层上侧有line-x柔性涂层，在line-x柔性涂层铺设钢筋砼面板；所述钢筋砼面板为多片正多边形砼面板密封对接组成，在每个砼面板内设置有横穿通孔，相邻各砼面板内观察钢绞线固定形成整体。该发明堆石坝是利用line-x材料的强度，将多片独立的正多边形砼面板连接组合形成整体面板，作为坝体应水面的支撑面。从而能够克服目前堆石坝整片混凝土面板容易出现因应力等问题造成的裂缝问题。但是，该专利无法解决堆石坝沉降脱空的问题，而且采用line-x柔性涂层成本高昂，不利于大面积推广使用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种不锈钢面板堆石坝，适应于面板堆石坝的沉降变形，即随大坝沉降变形而协调变形，防止堆石坝脱空。

所述不锈钢面板堆石坝，自上游至下游依次包括：盖重区、上游铺盖区、不锈钢面板、钢丝网喷射混凝土保护层、垫层区、特殊垫层区、过渡区、主堆石区、可变动堆石区、下游堆石区、下游护坡、抛石区；钢丝网喷射混凝土保护层浇筑在垫层区表面，不锈钢面板固定在钢丝网喷射混凝土保护层上，不锈钢面板的边缘并与大坝趾板以及坝顶防浪墙底板契合。

进一步地，垫层区表面竖直方向设置不锈钢锚固条带，每段宽42cm，长165cm，中心间隔6m，沿垫层区的混凝土挤压墙逐层设置，搭接长度为17cm；不锈钢锚固条带上焊接竖直方向设置的不锈钢面板，不锈钢面板宽6m、厚度为2～3mm；不锈钢面板的边缘与大坝趾板以及坝顶防浪墙底板的接缝处，采用宽5cm、厚4mm的不锈钢带与不锈钢膨胀螺栓锚固在大坝趾板或坝顶防浪墙底板上。

进一步地，不锈钢面板采用复合土工膜替换。

进一步地，上游铺盖区自上游向下游采用2～3m宽低液限粉质粘土、1m宽的粉煤灰或粉细砂堆砌。

进一步地，钢丝网喷射混凝土保护层，采用钢丝网铺设在在垫层区表面，并喷射浇筑5～10cm混凝土形成；所述混凝土由水泥、沙子、石子、水、减水剂、酚醛纤维和微珠组成，其中，相对于1000kg的石子，所述水泥的用量为550～650kg、沙子的用量为375～425kg、水的用量为190～250kg、减水剂的用量为4～5kg、酚醛纤维的用量为13～18kg、微珠的用量为15～25kg。

进一步地，不锈钢锚固条带通过不锈钢膨胀螺栓固定在钢丝网喷射混凝土保护层上。

进一步地，不锈钢面板采用环氧粘合剂与不锈钢锚固条带粘合。

进一步地，特殊垫层区采用c10混凝土回填。

进一步地，垫层区采用最大粒径为80～100mm，小于5mm的颗粒含量为35％～55％，小于0.075mm的颗粒含量为4％～8％。

进一步地，特殊垫层区设置在垫层区底部，采用最大粒径不超过40mm的粉煤灰、粉细砂。

进一步地，过渡区采用连续级配，最大粒径为300mm的石料。

进一步地，主堆石区和可变动堆石区采用硬岩堆石料，粒径小于5mm的颗粒含量为20％以下，粒径小于0.075mm颗粒含量为5％以下。

进一步地，抛石区粒径小于0.075mm的颗粒含量为5％以下。

进一步地，下游堆石区、下游护坡均采用砂岩料，粒径为500～1000mm，孔隙率为21～24％。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述不锈钢面板堆石坝设置不锈钢面板适应于面板堆石坝的沉降变形，随大坝沉降变形而协调变形，能够防止因堆石坝体沉降导致面板与坝体脱空。

2.本发明所述不锈钢面板堆石坝设置不锈钢面板能够防止因水荷载作用导致混凝土面板因沉降造成挤压破坏或者结构坍塌、断裂。

3.本发明所述不锈钢面板堆石坝采用预制不锈钢面板拼装，施工简便，快捷。

附图说明

图1为本发明所述不锈钢面板堆石坝剖面结构示意图；

图2为本发明所述不锈钢面板堆石坝的不锈钢锚固条带安装结构示意图；

图4为本发明所述不锈钢面板堆石坝的不锈钢锚固条带安装结构剖视图；

图3为本发明所述不锈钢面板堆石坝的不锈钢面板安装结构示意图；

图中：1-盖重区、2-上游铺盖区、3-垫层区、4-特殊垫层区、5-过渡区、6-主堆石区、7-可变动堆石区、8-下游堆石区、9-下游护坡、10-抛石区、11-不锈钢面板、12-不锈钢锚固条带、13-大坝趾板、14-坝顶防浪墙底板、15-混凝土挤压墙。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，所述不锈钢面板堆石坝，自上游至下游依次包括：盖重区1、上游铺盖区2、不锈钢面板11、钢丝网喷射混凝土保护层(图中未示出)、垫层区3、特殊垫层区4、过渡区5、主堆石区6、可变动堆石区7、下游堆石区8、下游护坡9、抛石区10；钢丝网喷射混凝土保护层浇筑在垫层区3表面，不锈钢面板11固定在钢丝网喷射混凝土保护层上，不锈钢面板11的边缘并与大坝趾板13以及坝顶防浪墙底板14契合。

如图2、图3所示，垫层区3表面竖直方向设置不锈钢锚固条带12，每段宽42cm，长165cm，中心间隔6m，沿垫层区的混凝土挤压墙15逐层设置，搭接长度为17cm；不锈钢锚固条带12上焊接竖直方向设置的不锈钢面板11，不锈钢面板11宽6m、厚度为2～3mm；不锈钢面板11的边缘与大坝趾板13以及坝顶防浪墙底板14的接缝处，采用宽5cm、厚4mm的不锈钢带与不锈钢膨胀螺栓锚固在大坝趾板13或坝顶防浪墙底板14上。

进一步地，不锈钢面板11采用复合土工膜替换。

进一步地，上游铺盖区2自上游向下游采用2～3m宽低液限粉质粘土、1m宽的粉煤灰或粉细砂堆砌，起辅助防渗和自愈作用。

进一步地，钢丝网喷射混凝土保护层，采用钢丝网铺设在在垫层区表面，并喷射浇筑5～10cm混凝土形成；所述混凝土由水泥、沙子、石子、水、减水剂、酚醛纤维和微珠组成，其中，相对于1000kg的石子，所述水泥的用量为550～650kg、沙子的用量为375～425kg、水的用量为190～250kg、减水剂的用量为4～5kg、酚醛纤维的用量为13～18kg、微珠的用量为15～25kg；用于防止在雨季施工过程中，垫层区3被雨水冲成雨淋沟，并保证不锈钢面板11底部的平整度，减少不锈钢面板11在水压荷载作用下，由于应力集中造成裂缝。

进一步地，不锈钢锚固条带12通过不锈钢膨胀螺栓(图中未示出)固定在钢丝网喷射混凝土保护层上。

进一步地，不锈钢面板11采用环氧粘合剂与不锈钢锚固条带12粘合。

进一步地，特殊垫层区4采用c10混凝土回填。

进一步地，垫层区3采用最大粒径为80～100mm，小于5mm的颗粒含量为35％～55％，小于0.075mm的颗粒含量为4％～8％；特殊垫层区4设置在垫层区3底部，采用最大粒径不超过40mm的粉煤灰、粉细砂。垫层区3是面板的直接支承体，向堆石体均匀传递水压力，并起渗流控制作用。

进一步地，过渡区5采用连续级配，最大粒径为300mm的石料。

进一步地，主堆石区6和可变动堆石区7采用硬岩堆石料，粒径小于5mm的颗粒含量为20％以下，粒径小于0.075mm颗粒含量为5％以下。

进一步地，抛石区10粒径小于0.075mm的颗粒含量为5％以下。

进一步地，下游堆石区8、下游护坡9均采用砂岩料，粒径为500～1000mm，孔隙率为21～24％

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。