用于水利水电工程上的防渗止水结构.pdf

本发明公开了一种用于水利水电工程上的防渗止水结构，对坝体变形适应性强。该结构采用延展性好的金属板整体焊接制成坝体防渗层，坝体防渗层的底部与基础防渗设施构成防渗连接，具有周边缝止水方便可靠，适应坝体变形能力强，能满足在岩基上和覆盖层上修筑高坝的要求，可有效节约工程投资和缩短工期，还可减少砾质土料用量，可减少耕地占用、减少移民搬迁和减少植被破坏，有利于环境保护。本发明在实施的过程中施工制约因素少，可减少料场勘探、材料室内试验及碾压试验的时间和费用，大大节约设计费，能有效地解决目前本领域普遍遇到的深厚覆盖层上建高堆石坝的技术难题，其综合技术经济指标好，适合于在面板堆石坝和心墙堆石坝工程中应用。

1、  用于水利水电工程上的防渗止水结构，在坝体(1)的底部与坝基的结合部位设置有基础防渗设施(2)，坝体(1)上设置有从坝顶延伸至坝底的坝体防渗层(3)，坝体防渗层(3)与基础防渗设施(2)构成防渗连接，其特征是：坝体防渗层(3)采用的金属板焊接成为整体结构。

2、  如权利要求1所述的用于水利水电工程上的防渗止水结构，其特征是：金属板包括直板(4)和波纹板(5)，直板(4)与波纹板(5)相互间隔并焊接为一体。

3、  如权利要求1或2所述的用于水利水电工程上的防渗止水结构，其特征是：坝体防渗层(3)采用铜板制作。

4、  如权利要求3所述的用于水利水电工程上的防渗止水结构，其特征是：铜板厚度为2～10mm。

5、  如权利要求1或2所述的用于水利水电工程上的防渗止水结构，其特征是：坝体防渗层(3)采用不锈钢板制作。

6、  如权利要求5所述的用于水利水电工程上的防渗止水结构，其特征是：不锈钢板厚度为2～10mm。

7、  如权利要求1所述的用于水利水电工程上的防渗止水结构，其特征是：坝体防渗层(3)设置在坝体(1)的迎水面上形成防渗面板，基础防渗设施(2)设置在坝体(1)的迎水面的底部并与坝体防渗层(3)的底端位置相对应处。

8、  如权利要求1所述的用于水利水电工程上的防渗止水结构，其特征是：坝体防渗层(3)设置在坝体(1)内形成防渗心墙，基础防渗设施(2)设置在坝体(1)底部并与坝体防渗层(3)的底端位置相对应处。

用于水利水电工程上的防渗止水结构
技术领域
本发明涉及一种用于水利水电工程上的防渗止水结构，尤其是堆石坝工程中的防渗止水结构。
背景技术
大力开发水能资源是当前我国重要的能源战略发展方针。采用当地材料修筑水坝的建设历史悠久，具有就地取材、对地质条件要求低、施工简便、造价便宜等优势，已被广泛采用，且具有丰富的设计、施工和运行管理经验。
目前，当地材料坝通常采用粘土均质坝、砾质土心墙(斜墙)堆石坝、混凝土面板堆石坝、沥青心墙(斜墙)堆石坝等型式，是水电大坝设计选型的首选，应用广泛，也非常经典。通常，大坝的防渗包括基础防渗和坝体防渗。基础防渗通常是在坝体的底部与坝基的结合部位设置有基础防渗设施，基础防渗设施通常由直接建造于岩基或覆盖层基础上的混凝土连接板、混凝土基座或混凝土趾板等及其设置在混凝土连接板、混凝土基座或混凝土趾板下部的防渗墙和灌浆体构成；坝体的防渗通常是在坝体的迎水面上设置防渗面板。当采用砾质土心墙(斜墙)修筑高坝时，其面板所需要的防渗材料用量大，运距远，其质量还往往满足不了筑坝要求，掺和工艺不仅复杂、也需要一定面积的场地，对防渗土料勘探、试验研究的时间也久，筑坝取土还往往造成耕地被占用，牵涉大量移民并涉及水土流失，一定程度上延缓了水电开发进程；采用当地材料基岩上筑坝时，往往优先选择混凝土面板堆石坝，即将混凝土刚性板置放于坝体迎水面上用作整个坝体的防渗，但坝体填筑高度超过200m后，由于在水压力和自重力作用下堆石体的变形量较大，周边缝止水和面板裂缝往往成为设计、运行的最大隐患，而为了减小坝体堆石的不均匀变形沉降等造成的裂缝对坝体运行的影响，必须在坝体堆石完工后让其自然沉降一段时间后才可以进一步进行施工，从而延长了建坝周期。堆石坝坝体防渗材料广泛采用砾质土料、混凝土面板、沥青混凝土、土工膜、土工植物等，深厚覆盖层上建高堆石坝选择的防渗材料有限，防渗墙的应力无法用现有的理论准确计算，对材料要求高，受施工进度安排影响，防渗墙和心墙接头结构形式采用也是需要研究和解决的新课题。
充分利用当地材料坝的科研、设计和实践成果，积极面对并勇于突破水电筑坝技术难题，从坝体防渗形式和材料入手，研究提出能满足筑坝、受力和结构要求的新型大坝，是每个水电工程师梦寐以求的理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于水利水电工程上可对坝体变形适应性强并可提高整体防渗性能的防渗止水结构。
本发明解决核心技术问题所采用的技术方案是：该用于水利水电工程大坝上的防渗止水结构，是在坝体的底部与坝基的结合部位设置有基础防渗设施，坝体上设置有从坝顶延伸至坝底的坝体防渗层，坝体防渗层与基础防渗设施构成防渗连接，其特征是：坝体防渗层采用的金属板焊接成为整体结构。金属板采用耐久性、延展性较好，强度较高的金属板，从而利用金属板较好的延展性能，对坝体的变形进行补偿，增强其坝体防渗层对坝体变形的适应性，从而提高其整体的防渗性和耐久性。
作为对上述技术方案的进一步改进，金属板包括直板和波纹板，直板与波纹板相互间隔并焊接为一体，从而利用波纹板更大的延展性和变形适应性来适应和补偿坝体的变形。
作为对上述技术方案的进一步改进，制作坝体防渗层的金属板为铜板、不锈钢板或其他金属材料。
本发明的有益效果是：在复杂地基上修筑高坝时，坝体变形量大、不均匀变形问题、坝基防渗体应力问题等十分突出。由于采用了延展性较好的金属板整体焊接制作的坝体防渗层，能较好地与周边防渗结构可靠连接，使其周边缝止水方便可靠。金属板尤其是铜板和不锈钢板具有耐久性好、延展性好、耐腐蚀性强、强度较高、焊接工艺成熟等优点，在传统的防渗结构中，铜片或其他钢性薄板长期以来仅作为结构缝止水选用，本发明采用金属板整体焊接制作的坝体防渗层，避免了结构缝的形成，减少了防渗的环节。用金属板尤其是部分波纹板对坝体变形进行补偿，还可有效避免坝体防渗层受拉形成裂缝，金属板制作的坝体防渗层适应坝体变形能力强，能满足在基岩上和覆盖层上筑高坝的要求，可有效节约工程投资。对覆盖层上建高堆石坝，可将混凝土防渗墙放在坝体外，结构简单，结构受力明确，也为坝基防渗系统施工赢得了时间、施工质量更容易得到保障，还可减少砾质土料用量，可减少耕地占用、减少移民搬迁和减少植被破坏，节约坝体堆筑量，节约工程投资，有利于环境的保护。本发明在实施的过程中施工制约因素少，可减少料场勘探、材料室内试验及碾压试验的时间和费用，大大节约设计费，对目前本领域普遍遇到的深厚覆盖层上建高堆石坝的技术难题迎刃而解，综合技术经济指标好，适合于在面板堆石坝和心墙堆石坝工程中应用。
附图说明
图1是本发明用于面板堆石坝的横截面示意图。
图2是图1中A处的局部放大示意图。
图3是图1中B处的局部放大示意图。
图4是本发明用于心墙堆石坝的横截面示意图。
图5是图4中C处的局部放大示意图。
图6是图4中D处的局部放大示意图。
图中标记为：坝体1、基础防渗设施2、坝体防渗层3、直板4、波纹板5、混凝土趾板6、混凝土廊道7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1～图6所示，本发明用于水利水电工程上的防渗止水结构，坝体基础的防渗是在坝体1的底部与坝基的结合部位设置有基础防渗设施2，基础防渗设施2是由建造于覆盖层基础上的混凝土趾板6或混凝土连接板、混凝土廊道7、混凝土基座等及其下部地混凝土防渗墙和灌浆帷幕组成。坝体1的防渗是在坝体1上设置有从坝顶延伸至坝底的坝体防渗层3，坝体防渗层3与基础防渗设施2构成防渗连接。为了提高对坝体变形的适应能力，本发明的坝体防渗层3采用延展性好的金属板整体焊接而成，用于坝体1的防渗止水，从而形成整体的防渗止水结构。焊接为整体的金属板还可有效的避免现有坝体防渗面板容易因坝体变形而产生裂缝的隐患，从而提高坝体1的整体防渗性能。
制作坝体防渗层3的金属板可以采用耐久性好、延展性好、耐腐蚀性强、强度较高的金属材料制作，例如采用铜板或不锈钢板，铜板或不锈钢板的厚度以2～10mm为佳。
金属板制作的坝体防渗层3与基础防渗设施2之间通常采用锚固式连接，即将金属板底部插入到基础防渗设施2内一定深度，从而形成可靠的防渗连接结构。
实施例1：如图1～图3所示的是本发明用于面板堆石坝的防渗止水结构，是在上述结构形式的基础上，将不锈钢板制作的坝体防渗层3设置在坝体1的迎水面的底部处，从坝顶延伸至坝底形成防渗面板，基础防渗设施2设置在坝体1的迎水面的底部并与坝体防渗层3的底端位置相对应处，不锈钢板的底部插入到钢筋混凝土趾板6内大约为1m深。
实施例2：如图4～图6所示的是本发明用于心墙堆石坝的防渗止水结构，是在上述结构形式的基础上，将铜板制作的坝体防渗层3设置在坝体1内形成防渗心墙，基础防渗设施2设置在坝体1底部并与坝体防渗层3的底端位置相对应处，铜板的底部插入到钢筋混凝土廊道7内大约0.5m深。