一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)及其施工方法，屬于水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】，包括混凝土面板和混凝土趾板，所述混凝土趾板位于混凝土面板下邊緣，混凝土面板上設(shè)有若干沿混凝土面板縱向分布的分縫，分縫包括擠壓垂直縫和受拉垂直縫，擠壓垂直縫位于混凝土面板中段，受拉垂直縫位于混凝土面板兩端，其施工包括確定受壓區(qū)部位長(zhǎng)度、確定縱向位移、計(jì)算分縫寬度、計(jì)算分縫條數(shù)和對(duì)分縫進(jìn)行處理步驟。本技術(shù)方案對(duì)混凝土面板堆石壩上的面板分縫進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算，采用面板間分縫允許彈性形變寬度之和來(lái)適應(yīng)大壩的縱向位移，以避免混凝土堆石壩防滲面板之間發(fā)生擠壓，達(dá)到了有效避免面板間擠壓破壞的效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種水利工程大壩的混凝土面板結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)及其施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代水利工程中筑壩成庫(kù)，混凝土面板堆石壩是最常用的攔河大壩型式之一，該種壩型迎水面為混凝土面板，混凝土面板后為堆石體，混凝土面板用于防滲擋水，堆石體用于承擔(dān)水壓力，因此，混凝土面板是該種壩型中的核心結(jié)構(gòu)。然而，在國(guó)內(nèi)外已建成的面板堆石壩工程運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)，有多座工程的混凝土面板皆因面板間分縫不當(dāng)，發(fā)生了面板間相互擠壓的情況，甚至導(dǎo)致面板損壞，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，且給工程的帶來(lái)了較大的安全隱患，這引起了水利工程界的重視。宄其原因，主要是對(duì)面板間分縫結(jié)構(gòu)的重要性認(rèn)識(shí)不清，對(duì)面板分縫僅是基于施工工藝方面的考慮，分縫的縫寬也未做專(zhuān)門(mén)要求和特殊處理，當(dāng)大壩兩岸沿壩軸線(xiàn)發(fā)生位移(以下稱(chēng)縱向位移)時(shí)，面板間即會(huì)受到擠壓力作用，當(dāng)該位移值達(dá)到一定程度，混凝土面板內(nèi)的應(yīng)力超過(guò)混凝土的強(qiáng)度時(shí)，混凝土面板就會(huì)產(chǎn)生擠壓破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)及其施工方法，從而達(dá)到避免面板遭擠壓破壞的效果。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0005]一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)，包括混凝土面板和混凝土趾板，所述混凝土趾板位于混凝土面板下邊緣，所述混凝土面板上設(shè)有若干沿混凝土面板縱向分布的分縫，所述分縫包括擠壓垂直縫和受拉垂直縫，所述擠壓垂直縫位于混凝土面板中段，擠壓垂直縫內(nèi)設(shè)有彈性止水材料，所述受拉垂直縫位于混凝土面板兩端。
[0006]一種混凝土面板堆石壩面板分縫施工方法，包括如下步驟:
[0007](I)確定受壓區(qū)部位長(zhǎng)度L。采用工程類(lèi)比法或三維應(yīng)力變形分析法分析混凝土面板的工作狀態(tài)，壓應(yīng)力區(qū)域N的長(zhǎng)度即是面板受壓區(qū)部位長(zhǎng)度L ;
[0008](2)確定壩體縱向位移B。采用工程類(lèi)比法或三維應(yīng)力變形分析法分析大壩沿軸線(xiàn)方向的縱向位移B ;
[0009](3)計(jì)算分縫寬度b。由于要在縫中設(shè)彈性止水材料，分縫寬度b為所選彈性止水材料壓縮到極限的寬度k與其壓縮后允許變形的寬度b i之和；
[0010](4)計(jì)算分縫條數(shù)η。為滿(mǎn)足防擠壓條件，彈性止水材料允許變形的寬度bi之和大于壩體縱向位移B，由此可得到分縫條數(shù)η的最小取值；同時(shí)，為滿(mǎn)足面板混凝土滑模施工條件，面板分塊寬度S = L/η-Ι，由此即可確定合適的分縫條數(shù)η ;
[0011](5)對(duì)分縫進(jìn)行處理。向分縫內(nèi)填充彈性止水材料，并按面板壩常規(guī)防滲方法對(duì)分縫進(jìn)行防滲處理。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中分縫寬度b取值在5?60mm之間。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟(4)中分縫之間的間距S取值為10?18m。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明所述的一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)及其施工方法，通過(guò)對(duì)混凝土面板堆石壩上的面板分縫進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算，采用面板間分縫允許彈性形變寬度之和來(lái)適應(yīng)大壩的縱向位移，以避免混凝土堆石壩防滲面板之間發(fā)生擠壓，達(dá)到了有效避免面板間擠壓破壞的效果，提高了混凝土堆石壩防滲面板的安全性能，節(jié)省了大壩運(yùn)行與維修成本；同時(shí)本技術(shù)方案具有充分的理論依據(jù)，通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算和施工控制即可實(shí)現(xiàn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和便于施工的優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中1-1的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖2中A處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-混凝土面板，2-混凝土趾板，3-擠壓垂直縫，301-彈性止水材料，4_受拉垂直縫。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0021]如圖1、圖2、圖3所示，混凝土面板I按其工作狀態(tài)分為受拉區(qū)M和受壓區(qū)N，受拉區(qū)M部位分布在混凝土面板I左右兩端，受壓區(qū)N部位分布在混凝土面板I中部區(qū)域。
[0022]本發(fā)明所述的一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)，包括混凝土面板I和混凝土趾板2，所述混凝土趾板2位于混凝土面板I下邊緣及兩側(cè)邊緣，所述混凝土面板I上設(shè)有若干沿混凝土面板I縱向分布的分縫，所述分縫包括擠壓垂直縫3和受拉垂直縫4，所述擠壓垂直縫3位于混凝土面板I中段，擠壓垂直縫3內(nèi)設(shè)有彈性止水材料301，所述受拉垂直縫4位于混凝土面板I兩端。
[0023]本技術(shù)方案中的一種混凝土面板堆石壩面板分縫施工方法，是在混凝土面板I受壓區(qū)N設(shè)置分縫時(shí)預(yù)留相應(yīng)的縫寬，使所有縫寬之和大于大壩縱向位移，以避免面板縫間發(fā)生擠壓，從而預(yù)防面板間擠壓破壞的發(fā)生。
[0024]實(shí)施例
[0025]一種混凝土面板堆石壩面板分縫施工方法，包括確定受壓區(qū)部位長(zhǎng)度、確定縱向位移、計(jì)算分縫寬度、計(jì)算分縫條數(shù)和對(duì)分縫進(jìn)行處理步驟，具體如下:
[0026](I)確定受壓區(qū)部位長(zhǎng)度L。采用工程類(lèi)比法或三維應(yīng)力變形分析法分析混凝土面板的工作狀態(tài)，壓應(yīng)力區(qū)域N的長(zhǎng)度即為受壓區(qū)部位長(zhǎng)度L ;
[0027](2)確定壩體縱向位移B。采用工程類(lèi)比法或三維應(yīng)力變形分析法分析大壩沿軸線(xiàn)方向的縱向位移B。
[0028](3)計(jì)算分縫寬度b。為便于施工，縫寬不能太小，也不能太大，最小縫寬度取為5mm，最大縫寬60mm，以便在縫中設(shè)彈性材料以及對(duì)縫上進(jìn)行防滲處理。即分縫寬度b取值范圍為5?60mm?？p寬b的具體定義式為:
[0029]b = bg+b! (公式 I)
[0030]式中:
[0031]b——分縫寬度(mm)；
[0032]b0--彈性材料壓縮到極限的寬度(mm);
[0033]Id1—一彈性材料壓縮后允許變形的寬度(mm)。
[0034](4)計(jì)算分縫條數(shù)η。為滿(mǎn)足防擠壓條件，分縫寬度應(yīng)滿(mǎn)足下式的要求，即:
[0035]n (b-b0) >8或1^131>8 (公式 2)
[0036]式中:
[0037]η一一擠壓縫分縫條數(shù)；
[0038]B--現(xiàn)體縱向位移(nun)。
[0039]同時(shí)為滿(mǎn)足面板混凝土滑模施工條件，面板分塊寬度S取為10?18m，面板分塊寬度S應(yīng)滿(mǎn)足下式的要求，即:
[0040]S = L/η-Ι(公式 3)
[0041]式中:
[0042]S一一混凝土面板擠壓區(qū)分塊寬度(m);
[0043]L--面板受壓區(qū)長(zhǎng)度(m)。
[0044]利用上述(公式I)、(公式2)和(公式3)即可確定合適的分縫條數(shù)η。
[0045](5)對(duì)分縫進(jìn)行處理。向分縫內(nèi)填充高壓縮性填料，并按面板壩常規(guī)防滲方法對(duì)分縫進(jìn)行防滲處理。
[0046]壩體縱向位移方向相反時(shí)，利用上述步驟重復(fù)相反方向的設(shè)計(jì)和施工即可。
[0047]本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土面板堆石壩面板分縫結(jié)構(gòu)，包括混凝土面板(1)和混凝土趾板(2)，所述混凝土趾板(2)位于混凝土面板(1)下邊緣及兩側(cè)邊緣，所述混凝土面板(1)上設(shè)有若干沿混凝土面板(1)縱向分布的分縫，其特征在于:所述分縫包括擠壓垂直縫(3)和受拉垂直縫(4)，所述擠壓垂直縫(3)位于混凝土面板(1)中段，擠壓垂直縫(3)內(nèi)設(shè)有彈性止水材料(301)，所述受拉垂直縫(4)位于混凝土面板(1)兩端。
2.一種混凝土面板堆石壩面板分縫施工方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)確定受壓區(qū)部位長(zhǎng)度L。采用工程類(lèi)比法或三維應(yīng)力變形分析法分析混凝土面板的工作狀態(tài)，壓應(yīng)力區(qū)域N的長(zhǎng)度即是面板受壓區(qū)部位長(zhǎng)度L ; (2)確定壩體縱向位移B。采用工程類(lèi)比法或三維應(yīng)力變形分析法分析大壩沿軸線(xiàn)方向的縱向位移B ; (3)計(jì)算分縫寬度b。由于要在縫中設(shè)彈性止水材料，分縫寬度b為所選彈性止水材料壓縮到極限的寬度k與其壓縮后允許變形的寬度b i之和； (4)計(jì)算分縫條數(shù)η。為滿(mǎn)足防擠壓條件，彈性止水材料允許變形的寬度匕之和大于壩體縱向位移B，由此可得到分縫條數(shù)η的最小取值；同時(shí)，為滿(mǎn)足面板混凝土滑模施工條件，面板分塊寬度S = L/η-Ι，由此即可確定合適的分縫條數(shù)η ; (5)對(duì)分縫進(jìn)行處理。向分縫內(nèi)填充彈性止水材料，并按面板壩常規(guī)防滲方法對(duì)分縫進(jìn)行防滲處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土面板堆石壩面板分縫施工方法，其特征在于:所述步驟⑶中分縫寬度b取值在5?60mm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土面板堆石壩面板分縫施工方法，其特征在于:所述步驟⑷中分縫之間的間距S取值為10?18m。
【文檔編號(hào)】E02B3/16GK104480903SQ201410763722
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】湛正剛, 張合作, 程瑞林, 慕洪友, 蔡大詠, 史鵬飛 申請(qǐng)人:中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司