一種復(fù)合材料壩的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種復(fù)合材料壩。它包括混凝土壩殼，混凝土壩殼內(nèi)腔填充有堆石料；混凝土壩殼內(nèi)壁與堆石料之間由外到內(nèi)依次設(shè)有墊層和過渡層。該復(fù)合材料壩結(jié)合了碾壓式堆石壩及碾壓混凝土重力壩的優(yōu)點，防滲性好，體型小，施工簡便，造價低，外形簡潔美觀，主要適用于壩高小于50m的低壩。
【專利說明】一種復(fù)合材料壩
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用碾壓混凝土與碾壓堆石料共同修筑的復(fù)合材料壩。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在水利工程中，為了提高施工效率，降低工程造價，常采用可機械化施工的碾壓混凝土重力壩及碾壓式堆石壩。
[0003]碾壓式堆石壩能充分利用當?shù)夭牧?，可避免大體積材料的遠距離運輸，抗震性能好，施工簡便。但由于壩體上下游坡比較緩，因此壩型體積大。且壩頂溢流實現(xiàn)困難，需在岸邊布置泄洪建筑物等設(shè)施，因此占地廣，外形不美觀。
[0004]碾壓混凝土重力壩壩體上下游坡比陡，體型小，且壩頂可實現(xiàn)溢流，因此建筑物布置集中，占地小，外形美觀。但往往由于大量的壩體混凝土材料需要外購，而不具備經(jīng)濟性。且壩體內(nèi)部應(yīng)力較小，其材料強度無法充分發(fā)揮，而造成材料的巨大浪費。
[0005]碾壓式堆石壩和碾壓混凝土重力壩各有優(yōu)點和缺點，但是目前并沒有將兩者優(yōu)點結(jié)合的壩結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。因為將兩者整合并非簡單的工程，若只是將重力壩和堆石壩簡單結(jié)合后會存在兩點問題:1、彈模的差異問題，2、層間抗滑能力的問題。如果要將兩者完美整合，就需要考慮多方因素，同時進行大量繁瑣的計算及實驗。
實用新型內(nèi)容
[0006]為了克服碾壓式堆石壩及碾壓混凝土重力壩的上述缺點，充分發(fā)揮它們的優(yōu)點，本實用新型提供一種由碾壓混凝土和碾壓式堆石組成的復(fù)合材料壩。主要適用于壩高小于60m的低壩。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0008]所述復(fù)合材料壩包括混凝土壩殼，所述混凝土壩殼內(nèi)腔填充有堆石料；所述混凝土壩殼內(nèi)壁與堆石料之間由外到內(nèi)依次設(shè)有墊層和過渡層。
[0009]所述混凝土壩殼厚度為2m?7m。
[0010]所述混凝土壩殼的材料為二級配碾壓混凝土。
[0011]所述墊層厚度為2?4m。
[0012]所述墊層采用連續(xù)級配石料,所述連續(xù)級配石料中，顆粒最大粒徑為80?100mm,粒徑小于5mm的顆粒質(zhì)量百分比含量為30%?50%，粒徑小于0.075mm的顆粒質(zhì)量百分比含
量為4%?8%。
[0013]所述過渡層厚度為2?4m。
[0014]所述過渡層采用連續(xù)級配石料，所述連續(xù)級配石料中，顆粒最大粒徑為300mm，粒徑小于5mm的顆粒質(zhì)量百分比含量小于15%,粒徑小于0.075mm的顆粒質(zhì)量百分比含量小于
5% ο
[0015]所述復(fù)合材料壩包括彼此連接的溢流段和非溢流段。[0016]下面結(jié)合設(shè)計原理及有益效果對本實用新型作進一步說明:
[0017]本實用新型復(fù)合材料壩的壩殼及體型與碾壓式混凝土重力壩相同，但在壩體內(nèi)部受力較小的部分(應(yīng)力較小區(qū)域)采用堆石料進行回填，在回填的堆石料與混凝土之間采用墊層與過渡層進行過渡。
[0018]采用墊層料和過渡料的目的，是防止堆石料和壩殼兩種剛度相差較大材料之間變形和應(yīng)力的突然變化，使應(yīng)力傳遞均勻，防止發(fā)生裂縫。
[0019]所述的碾壓混凝土壩殼，厚度為2m?7m，采用防滲性能好的二級配碾壓混凝土。
[0020]所述的墊層緊貼混凝土壩殼，墊層壓實后能夠協(xié)調(diào)變形，將壩殼所受荷載均勻傳遞至堆石料，而堆石料的反作用力也可均勻傳至壩殼。
[0021]所述的過渡料置于墊層與堆石料之間，過渡料的主要作用是實現(xiàn)墊層與堆石料之間的過渡。
[0022]在混凝土壩殼底部可設(shè)置廊道，方便檢修和灌漿。
[0023]本實用新型所述復(fù)合材料壩的施工順序和方法為:第一步，鋪筑混凝土壩殼的底部混凝土至第一級高程并碾壓；第二步，鋪筑混凝土壩殼上、下游混凝土和墊層至第二級高程，進行全斷面碾壓密實；第三步，鋪筑混凝土壩殼上、下游混凝土、墊層、過渡層至第三級高程，進行全斷面碾壓密實；第四步，鋪筑混凝土壩殼上、下游混凝土、墊層、過渡層、堆石料至第四級高程，進行全斷面碾壓密實；直至壩頂。施工過程中，施工厚度等按照規(guī)定的施工參數(shù)進行。碾壓混凝土、墊層料、過渡層料、堆石料均采用一套碾壓設(shè)備進行碾壓。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為:
[0025](I)防滲性好。本實用新型壩殼全部采用混凝土，成為一個完整而封閉的防滲體，具有很好的強度及防滲性能。
[0026](2)體型小。由于外形與重力壩相同，坡比較陡，與普通的碾壓式堆石壩相比，體積小。
[0027](3)施工簡便。壩殼采用碾壓混凝土，壩身采用堆石料，施工時可采用相同運輸及鋪筑設(shè)備，均采用振動碾分層碾壓密實。碾壓混凝土和碾壓堆石料施工技術(shù)成熟。兩者結(jié)合采用全斷面通倉碾壓方式，施工效率高。
[0028](4)造價低。充分利用開挖料及河床砂礫料，單價低。
[0029](5)外形簡潔美觀。由于采用混凝土壩殼，可實現(xiàn)壩頂溢流，形成天然瀑布，尤其適合作為城市景觀，成為景觀壩。
[0030]實用新型人通過大量的計算和實驗，充分考慮了彈模的差異問題和層間抗滑能力的問題，設(shè)計了墊層和過渡層并選擇了合適的墊層料和過渡層料，從而有效地將碾壓混凝土重力壩和碾壓式堆石壩的優(yōu)點結(jié)合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0032]圖1為本實用新型復(fù)合材料壩的非溢流段剖面圖；
[0033]圖2為本實用新型復(fù)合材料壩的溢流段剖面圖。
[0034]圖中標號:1、混凝土壩殼；2、墊層；3、過渡層；4、堆石料?！揪唧w實施方式】
[0035]實施例1
[0036]參見圖1和圖2，所述復(fù)合材料壩包括混凝土壩殼1，所述混凝土壩殼I內(nèi)腔填充有堆石料4 ;所述混凝土壩殼I內(nèi)壁與堆石料4之間由外到內(nèi)依次設(shè)有墊層2和過渡層3。
[0037]所述混凝土壩殼I厚度為2m?7m ;混凝土壩殼I材料為二級配碾壓混凝土。
[0038]所述墊層2厚度為2?4m,墊層2采用連續(xù)級配石料,所述連續(xù)級配石料中，顆粒最大粒徑為80?100mm，粒徑小于5mm的顆粒質(zhì)量百分比含量為30%?50%，粒徑小于
0.075mm的顆粒質(zhì)量百分比含量為4%?8%。
[0039]所述過渡層3厚度為2?4m，所述過渡層3采用連續(xù)級配石料，所述連續(xù)級配石料中，顆粒最大粒徑為300mm,粒徑小于5mm的顆粒質(zhì)量百分比含量小于15%,粒徑小于
0.075mm的顆粒質(zhì)量百分比含量小于5%。
[0040]所述復(fù)合材料壩包括彼此連接的溢流段和非溢流段。
[0041]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)的對比數(shù)據(jù)如下:
[0042]以某工程為例，水庫總庫容0.15億m3，正常蓄水位388m，死水位350m，以復(fù)合材料壩、碾壓混凝土重力壩和碾壓式堆石壩進行壩型比選。復(fù)合材料壩和碾壓混凝土重力壩壩長均為340m，壩頂高程390.5m，最大壩高59.5m。碾壓式堆石壩壩長320m，壩頂高程391m，最大壩高57m。經(jīng)過綜合比較發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料壩具有以下優(yōu)點，最終選取復(fù)合材料壩為推薦壩型。
[0043]本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0044](I)防滲性好。采用R200標號碾壓混凝土，抗?jié)B等級W8。
[0045](2)體型小。相比于碾壓混凝土重力壩，體型相同；相對于碾壓式堆石壩，體積節(jié)省 47%ο
[0046](3)施工簡便。
[0047](4)造價低。相比于混凝土重力壩，節(jié)省22% ;相比于碾壓式堆石壩，節(jié)省13%。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合材料壩，其特征在于，它包括混凝土壩殼(1)，所述混凝土壩殼(I)內(nèi)腔填充有堆石料(4);所述混凝土壩殼(I)內(nèi)壁與堆石料(4)之間由外到內(nèi)依次設(shè)有墊層(2)和過渡層(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料壩，其特征在于，所述混凝土壩殼(I)厚度為2m?7m。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料壩，其特征在于，所述混凝土壩殼(I)材料為二級配碾壓混凝土。
4.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料壩，其特征在于，所述墊層(2)厚度為2?4m。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料壩，其特征在于，所述過渡層(3)厚度為2?4m。
6.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合材料壩，其特征在于，所述復(fù)合材料壩包括彼此連接的溢流段和非溢流段。
【文檔編號】E02B7/06GK203475394SQ201320549982
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】劉昊, 胡娟, 龔德瑜, 盛毅, 陳剛 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設(shè)計研究院