一种混凝土面板坝脱空计安装结构型式及其施工方法与流程

本发明涉及一种混凝土面板坝脱空计安装结构型式，属于水利水电工程监测技术领域。

背景技术：

混凝土面板坝坝体根据料源、坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理性等要求，需要进行分区；从上游向下游依次为混凝土面板、垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区。坝体填筑完成后，在后期运行过程中，由于面板和垫层料、堆石体的刚性差异较大，在自重和水荷载作用下，迎水面会产生下部外凸上部凹陷的变形，即混凝土面板与垫层料之间产生脱空现象，若脱空变形较大，将导致面板拉裂，产生渗漏，危机大坝安全，因此急需一种有效的监测方法来直观了解面板与垫层料之间的脱空情况。目前一般采用脱空计对面板与垫层料之间的脱空情况进行监测。

现有技术中，中国水利水电第十一工程局有限公司申请的发明专利(cn106192908a)公开了一种预防混凝土面板与堆石坝坝体脱空的系统，包括设于混凝土面板与堆石坝坝体垫层料之间的灌浆管路和脱空计，脱空计连接有设于堆石坝坝体外面的计算机，计算机内设有预警模块，预警模块用于将脱空计测得的混凝土面板与堆石坝坝体垫层料之间的位移数据与预警模块内预先设定的预警机制进行比较，当测得的位移数据达到预警机制的要求时，预警模块发出相应的警告。该方案可实时监测混凝土面板与堆石坝坝体之间的脱空情况，并能对上述情况做出实时的预警。

然而现有技术未考虑到以下问题：由于安装工艺存在差异。导致部分工程脱空计后期无法对面板和垫层料之间脱空情况进行有效监测，从而无法了解面板坝实际运行性态。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混凝土面板坝脱空计安装结构型式及其施工方法，从而获得可靠的脱空监测数据，更好掌握面板和垫层料之间脱空情况，保证混凝土面板坝长效安全运行。

本发明是这样实现的：一种混凝土面板坝脱空计安装结构型式，包括碾压完全的垫层料，在垫层料中设有一个凹槽作为脱空计安装的空间；在该凹槽下方埋设有一个混凝土固定墩，该混凝土固定墩顶部预埋一块钢板固定支座，脱空计底部焊接在钢板固定支座上；脱空计顶端部焊接在一块顶部固定钢板上，该顶部固定钢板的上方设有排列的c20连接钢筋，c20连接钢筋与混凝土面板坝的面板受力钢筋焊接连接；并且，在脱空计表面包裹有土工膜。

本发明与现有技术相比：此种脱空计安装结构型式，可保证脱空计与垫层料、面板连接牢固，充分发挥其监测作用，具有较强的使用价值、较好的社会效益及经济效益。

附图说明

图1为本发明的剖面图；

图2为本发明的脱空计顶部钢板和连接钢筋平面图；

图3为本发明的脱空计顶部钢板和连接钢筋剖面图；

图4为本发明的混凝土固定墩与钢板固定支座、插筋构造图。

附图中的标记为：1-混凝土固定墩，2-c20插筋，3-钢板固定支座，4-顶部固定钢板，5-c20连接钢筋，6-脱空计，7-土工膜，8-混凝土面板，9-面板受力钢筋，10-脱空计电缆，11-回填垫层料，12-垫层料，13-凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明是这样实施的：

本发明是采用混凝土、钢筋、钢板、土工膜7及脱空计6形成一种新型脱空计安装结构型式，用于监测混凝土面板8与垫层料12之间脱空情况。本发明所需材料为混凝土、钢筋、钢板、土工布及测缝计等，易加工，结构简单且施工方便快捷，可轻松实现目的。

本发明的安装结构型式实施过程是这样的：(1)首先通过人工作业在碾压完全的垫层料12上挖出一个大小合适的凹槽13，作为脱空计6安装的空间。(2)采用c20混凝土浇筑成尺寸为0.5×0.5×0.5m的混凝土固定墩1，混凝土固定墩1埋设于填筑好的垫层料12内。(3)将脱空计6底部焊接在一块厚度1cm、长宽分别为0.2m的钢板固定支座3，钢板固定支座3提前预埋在混凝土固定墩1内，并且钢板固定支座3与埋设在混凝土固定墩1里的3根c20插筋2焊接在一起，保证脱空计6与混凝土固定墩1牢固结合。(4)将脱空计6端部焊接在厚度2cm的顶部固定钢板4上，顶部固定钢板4上焊接c20连接钢筋5，c20连接钢筋5与面板受力钢筋9焊接在一起，从而保证脱空计6端部与混凝土面板8牢固结合。(5)脱空计6表面均包裹土工膜7，防止垫层料12颗粒进入脱空计6，影响脱空计6功能。(6)待脱空计6安装完成后，凹槽13内充填回填垫层料11，并通过人工夯实。具体结构见图1～4。

相关说明：(1)混凝土固定墩1为混凝土结构，长×宽×高为0.5×0.5×0.5m；(2)混凝土固定墩1内c20插筋2长度均为0.4m，且夹角为30°；(3)预埋在混凝土固定墩1内的钢板固定支座3厚度为1cm，长宽分别为0.2m；(4)顶部固定钢板4厚度为2cm，长宽分别为0.6m。(5)顶部固定钢板4上焊接c20连接钢筋5，c20连接钢筋5长度根据顶部固定钢板4到混凝土面板8内的面板受力钢筋9的距离进行适当调整，一般为0.2m，c20连接钢筋5采用矩形结构，便于与顶部固定钢板4、面板受力钢筋9焊接在一起。

注意事项：(1)钢板固定支座3必须与c20插筋2焊接牢固，并且在制作混凝土固定墩1预埋在其表面；(2)脱空计6底部与钢板固定支座3焊接牢固。(3)脱空计6端部与顶部固定钢板4焊接牢固。(4)顶部固定钢板4表面的c20连接钢筋5通过周边焊固定在顶部固定钢板4上。(5)c20连接钢筋5通过周边焊与面板受力钢筋9连接。(6)脱空计6表面必须包裹土工膜7。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：包括碾压完全的垫层料(12)，在垫层料(12)中设有一个凹槽(13)作为脱空计(6)安装的空间；在该凹槽(13)下方埋设有一个混凝土固定墩(1)，该混凝土固定墩(1)顶部预埋一块钢板固定支座(3)，所述脱空计(6)底部焊接在所述钢板固定支座(3)上；所述脱空计(6)顶端部焊接在一块顶部固定钢板(4)上，该顶部固定钢板(4)的上方设有排列的c20连接钢筋(5)，所述c20连接钢筋(5)与混凝土面板坝(8)的面板受力钢筋(9)焊接连接；在脱空计(6)表面包裹有土工膜(7)。

2.根据权利要求1所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：所述脱空计(6)每两个与所述顶部固定钢板(4)呈等边三角形的形状布置。

3.根据权利要求1所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：在所述凹槽(13)中充填有回填垫层料(11)，脱空计电缆(10)埋设在回填垫层料(11)中向外牵引。

4.根据权利要求1所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：在所述混凝土固定墩(1)中设有c20插筋(2)，c20插筋(2)与钢板固定支座(3)焊接连接。

5.根据权利要求1所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：所述混凝土固定墩(1)长×宽×高为0.5×0.5×0.5m；所述混凝土固定墩(1)内的c20插筋(2)长度均为0.4m，按照夹角为30°布置。

6.根据权利要求1所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：预埋在所述混凝土固定墩(1)内的钢板固定支座(3)厚度为1cm，长宽分别为0.2m。

7.根据权利要求1所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：所述顶部固定钢板(4)位于混凝土面板坝(8)内，厚度为2cm，长宽分别为0.6m。

8.根据权利要求1所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式，其特征在于：所述c20连接钢筋(5)长度为0.2m，采用矩形结构。

9.一种如权利要求1-8所述的混凝土面板坝脱空计安装结构型式的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)首先通过人工作业在碾压完全的垫层料(12)上挖出凹槽(13)，作为脱空计(6)安装的空间；

2)采用c20混凝土浇筑成尺寸为0.5×0.5×0.5m的混凝土固定墩(1)，混凝土固定墩(1)埋设于填筑好的垫层料(12)内；

3)将脱空计(6)底部焊接在一块厚度1cm、长宽分别为0.2m的钢板固定支座(3)，钢板固定支座(3)提前预埋在混凝土固定墩(1)内，并且钢板固定支座(3)与埋设在混凝土固定墩(1)里的3根c20插筋(2)焊接在一起；

4)将脱空计(6)上端部焊接在厚度2cm的顶部固定钢板(4)上，顶部固定钢板(4)上焊接c20连接钢筋(5)，c20连接钢筋(5)与混凝土面板(8)内面板受力钢筋(9)焊接在一起；

5)脱空计(6)表面均包裹土工膜(7)；

6)待脱空计(6)安装完成后，凹槽(13)内充填回填垫层料(11)，并通过人工夯实。

技术总结
本发明公开了一种混凝土面板坝脱空计安装结构型式及其施工方法，包括碾压完全的垫层料，在垫层料中设有一个凹槽作为脱空计安装的空间；在该凹槽下方埋设有一个混凝土固定墩，该混凝土固定墩顶部预埋一块钢板固定支座，脱空计底部焊接在钢板固定支座上；脱空计顶端部焊接在一块顶部固定钢板上，该顶部固定钢板的上方设有排列的C20连接钢筋，C20连接钢筋与混凝土面板坝的面板受力钢筋焊接连接；并且，在脱空计表面包裹有土工膜。此种脱空计安装结构型式，可保证脱空计与垫层料、面板连接牢固，充分发挥其监测作用，具有较强的使用价值、较好的社会效益及经济效益。

技术研发人员：姜彦作;何啟勇;陈仁宏;邓荣欢
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2020.01.17
技术公布日：2020.05.12