坝基廊道与坝体心墙的连接结构.pdf

本发明公开了一种可降低坝基廊道与坝体心墙之间的接触坡降的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，包括设置在覆盖层上的坝基廊道以及设置在覆盖层和坝基廊道上的坝体心墙，还包括设置在坝体心墙与覆盖层之间并分别位于坝基廊道上、下游侧的垫层和反滤层，以及设置在坝基廊道与坝体心墙之间的黏土层。坝基廊道表面设有防水堵漏剂层、沥青防渗层及复合土工膜。垫层可以减少心墙的沉降量，反滤层可以防止管涌和流土的发生；黏土层可以协调心墙与廊道之间的变形，并与垫层和反滤层协同作用降低心墙与廊道之间的接触坡降；防水堵漏剂层、沥青防渗层及复合土工膜，既可以降低心墙底部及心墙与廊道之间的接触坡降，又能够增强该连接结构的防渗效果。

1.  坝基廊道与坝体心墙的连接结构，包括设置在覆盖层(3)上的坝基廊道(1)以及设置在覆盖层(3)和坝基廊道(1)上的坝体心墙(2)，其特征在于：还包括设置在坝体心墙(2)与覆盖层(3)之间并分别位于坝基廊道(1)上、下游侧的垫层(4)和反滤层(5)，以及设置在坝基廊道(1)与坝体心墙(2)之间的黏土层(6)。

2.  如权利要求1所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述黏土层(6)中黏土的塑性指数大于15。

3.  如权利要求1或2所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述坝基廊道(1)的外表面上设有防渗结构。

4.  如权利要求3所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述防渗结构包括设置在坝基廊道(1)外表面上的防水堵漏剂层(11)，所述防水堵漏剂层(11)完全覆盖设置在坝基廊道(1)的外表面上，且其位于坝基廊道(1)边墙墙角部位的两个端部分别嵌入垫层(4)和反滤层(5)中。

5.  如权利要求4所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述防渗结构还包括设置在防水堵漏剂层(11)表面上的沥青防渗层(12)，所述沥青防渗层(12)靠近坝基廊道(1)边墙墙角部位的两端分别与垫层(4)和反滤层(5)的上表面相接。

6.  如权利要求5所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：还包括复合土工膜(7)；所述复合土工膜(7)包括两部分，其中一部分设置在垫层(4)表面和沥青防渗层(12)上游侧表面上，另一部分设置在反滤层(6)表面和沥青防渗层(12)下游侧表面上。

7.  如权利要求6所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述坝基廊道(1)上设有固定结构。

8.  如权利要求7所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述固定结构包括预埋设置在坝基廊道(1)顶拱内并与防水堵漏剂层(11)和沥青防渗层(12)连接固定的连接件(13)，及与坝基廊道(1)的边墙连接并将防水堵漏剂层(11)、沥青防渗层(12)和复合土工膜(7)压紧固定的夹板(14)，以及至少两块沿坝基廊道(1)长度方向间隔设置的紧固板。

9.  如权利要求8所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述夹板(14)至少两块并沿坝基廊道(1)长度方向间隔设置，且每块夹板(14)均经过防锈处理；所述夹板(14)包括压紧板和连接螺栓，所述压紧板压贴在复合土工膜(7)上，所述连接螺栓设置在压紧板上并依次与复合土工膜(7)、沥青防渗层(12)、防水堵漏剂层(11)及坝基廊道(1)的边墙相连。

10.  如权利要求8所述的坝基廊道与坝体心墙的连接结构，其特征在于：所述紧固板包括 拱形扁钢板(151)和竖直扁钢板(152)；所述拱形扁钢板(151)设置在位于坝基廊道(1)顶拱处的沥青防渗层(12)表面上，其两端分别与坝基廊道(1)两侧边墙上的夹板(14)相连；所述竖直扁钢板(152)设置在位于坝基廊道(1)边墙处的复合土工膜(7)表面上，其上端与夹板(14)相连。

坝基廊道与坝体心墙的连接结构
技术领域
本发明属于水利水电工程领域，具体涉及一种坝基廊道与坝体心墙的连接结构。
背景技术
对于土石坝而言，坝基防渗墙与坝体心墙的连接部位是整个大坝防渗的薄弱环节，通常采用在防渗墙顶部设置坝基廊道与坝体心墙连接。由于坝基廊道与坝体心墙刚度相差很大，在坝基廊道与坝体心墙之间将产生较大沉降差，坝基廊道与坝体心墙接触面的接触坡降往往较大，使得坝基廊道与坝体心墙的连接部位成为大坝防渗最为薄弱环节。
现有的坝基廊道与坝体心墙的连接结构存在以下缺陷：1)、坝基廊道与坝体心墙接触面的接触坡降依然较大；2)、防渗效果不好，特别是在坝基廊道与岸坡连接的基覆界线附近或基覆界线突变处，坝基廊道与坝体心墙之间沉降差更大，坝基廊道通常受到较大的拉应力，表面可能产生裂缝而漏水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可降低坝基廊道与坝体心墙之间的接触坡降的坝基廊道与坝体心墙的连接结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：坝基廊道与坝体心墙的连接结构，包括设置在覆盖层上的坝基廊道以及设置在覆盖层和坝基廊道上的坝体心墙，还包括设置在坝体心墙与覆盖层之间并分别位于坝基廊道上、下游侧的垫层和反滤层，以及设置在坝基廊道与坝体心墙之间的黏土层。
进一步的是，所述黏土层中黏土的塑性指数大于15。
进一步的是，所述坝基廊道的外表面上设有防渗结构。
进一步的是，所述防渗结构包括设置在坝基廊道外表面上的防水堵漏剂层，所述防水堵漏剂层完全覆盖设置在坝基廊道的外表面上，且其位于坝基廊道边墙墙角部位的两个端部分别嵌入垫层和反滤层中。
进一步的是，所述防渗结构还包括设置在防水堵漏剂层表面上的沥青防渗层，所述沥青防渗层靠近坝基廊道边墙墙角部位的两端分别与垫层和反滤层的上表面相接。
进一步的是，还包括复合土工膜；所述复合土工膜包括两部分，其中一部分设置在垫层表面和沥青防渗层上游侧表面上，另一部分设置在反滤层表面和沥青防渗层下游侧表面上。
进一步的是，所述坝基廊道上设有固定结构。
进一步的是，所述固定结构包括预埋设置在坝基廊道顶拱内并与防水堵漏剂层和沥青防 渗层连接固定的连接件，及与坝基廊道的边墙连接并将防水堵漏剂层、沥青防渗层和复合土工膜压紧固定的夹板，以及至少两块沿坝基廊道长度方向间隔设置的紧固板。
进一步的是，所述夹板至少两块并沿坝基廊道长度方向间隔设置，且每块夹板均经过防锈处理；所述夹板包括压紧板和连接螺栓，所述压紧板压贴在复合土工膜上，所述连接螺栓设置在压紧板上并依次与复合土工膜、沥青防渗层、防水堵漏剂层及坝基廊道的边墙相连。
进一步的是，所述紧固板包括拱形扁钢板和竖直扁钢板；所述拱形扁钢板设置在位于坝基廊道顶拱处的沥青防渗层表面上，其两端分别与坝基廊道两侧边墙上的夹板相连；所述竖直扁钢板设置在位于坝基廊道边墙处的复合土工膜表面上，其上端与夹板相连。
本发明的有益效果是：设置在上游的垫层可以减少坝体心墙的沉降量，设置在下游的反滤层可以防止管涌和流土的发生；黏土层可以协调坝体心墙与坝基廊道之间的变形，并与垫层和反滤层协同作用降低心墙与廊道之间的接触坡降；设置在廊道表面的防水堵漏剂层、沥青防渗层及复合土工膜可以防止廊道因产生裂缝而漏水，降低心墙底部及心墙与廊道之间的接触坡降，并增强连接部位的防渗效果。
附图说明
图1是本发明的实施结构示意图；
图中标记为：坝基廊道1、防水堵漏剂层11、沥青防渗层12、连接件13、夹板14、拱形扁钢板151、竖直扁钢板152、坝体心墙2、覆盖层3、垫层4、反滤层5、黏土层6、复合土工膜7。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，坝基廊道与坝体心墙的连接结构，包括设置在覆盖层3上的坝基廊道1以及设置在覆盖层3和坝基廊道1上的坝体心墙2，还包括设置在坝体心墙2与覆盖层3之间并分别位于坝基廊道1上、下游侧的垫层4和反滤层5，以及设置在坝基廊道1与坝体心墙2之间的黏土层6。其中，垫层4通常分为刚性和柔性两类，刚性垫层一般由混凝土制成，柔性垫层一般是用砂、炉渣、碎石、灰土等粒料加以压实而成；垫层4可以改善覆盖层3上游表面的水稳状况，以利于坝体心墙2的施工，并可扩散荷载以减少土基变形，减少了坝体心墙2的沉降量；同时，垫层4还具有过渡和反滤的作用。反滤层5通常由颗粒大小不同的砂、碎石或卵石等材料制成，一般设置两层以上；反滤层5由一定级配粒径的颗粒组成，可防止坝体或坝基细颗粒产生移动；反滤层5一方面可以减少坝体心墙2的沉降量，另一方面可以避免渗透水流出时带走坝体心墙2或覆盖层3中的细颗粒，从而可防止管涌和流土的发生。黏土层6由填设在坝体心墙2与坝基廊道1之间的黏土构成，其可以协调坝体心墙2与坝基廊道1之间的变形，降低坝体心墙2与坝基廊道1之间的接触坡降；黏土层6中黏土优选为 塑性指数大于15的高塑性黏土。
在上述基础上，为了提高该连接结构的防渗性能，所述坝基廊道1的外表面上设有防渗结构。防渗结构可以有多种实施方式，例如，设置在坝基廊道1外表面上的一层或多层防渗膜、防渗涂料或防渗膜与防渗涂料相结合的结构等等；优选为图1所示的结构，所述防渗结构包括设置在坝基廊道1外表面上的防水堵漏剂层11，所述防水堵漏剂层11完全覆盖设置在坝基廊道1的外表面上，且其位于坝基廊道1边墙墙角部位的两个端部分别嵌入垫层4和反滤层5中。防水堵漏剂层11由设置在坝基廊道1外表面上的防水堵漏剂构成；施工时，通常先在坝基廊道1外表面上涂设防水堵漏剂，再铺设垫层4和反滤层5；防水堵漏剂层11能够尽可能避免坝基廊道1施工过程中由于温度或运行期由于受力过大表面产生裂缝而漏水。优选的，所述防渗结构还包括设置在防水堵漏剂层11表面上的沥青防渗层12，所述沥青防渗层12靠近坝基廊道1边墙墙角部位的两端分别与垫层4和反滤层5的上表面相接。沥青防渗层12一般由设置在防水堵漏剂层11表面上的沥青防渗膜构成，当然其也可以由涂设在防水堵漏剂层11表面上的沥青材料构成；沥青防渗层12具有较好的防渗和抗老化性能，可以尽量避免该连接结构渗水或坝基廊道1产生裂缝而漏水，特别是在坝基廊道1与岸坡连接的基覆界线附近或基覆界线突变处。
作为本发明的一种优选方案，再如图1所示，该连接结构还包括复合土工膜7；所述复合土工膜7包括两部分，其中一部分设置在垫层4表面和沥青防渗层12上游侧表面上，另一部分设置在反滤层6表面和沥青防渗层12下游侧表面上。复合土工膜7又称为复合防渗膜，通常分为一布一膜和两布一膜，具有强度高，延伸性能较好，变形模量大，耐酸碱、抗腐蚀，耐老化，防渗性能好等特点。分别设置上下游侧的两部分复合土工膜7，不仅提高了该连接结构的防渗性能，而且也进一步降低了坝体心墙2与坝基廊道1之间的接触坡降。设置复合土工膜7时，首先用砂土或粘土找平基面，然后再进行铺设；复合土工膜7不宜绷得太紧，埋入端呈波纹状，最后在所铺的复合土工膜7上设置一层过渡层；设置过程中应尽力避免石块直接砸在复合土工膜7上。
为了将防渗结构和复合土工膜7更好的固定在坝基廊道1上，所述坝基廊道1上设有固定结构。固定结构可以有多种实施方式，优选为图1所示的结构，所述固定结构包括预埋设置在坝基廊道1顶拱内并与防水堵漏剂层11和沥青防渗层12连接固定的连接件13，及与坝基廊道1的边墙连接并将防水堵漏剂层11、沥青防渗层12和复合土工膜7压紧固定的夹板14，以及至少两块沿坝基廊道1长度方向间隔设置的紧固板。其中，连接件13可以是锚杆、钢筋、钢板等等，优选为地脚螺栓；连接件13通常为多根，可以是呈梅花型设置在坝基廊道1顶拱内，也可以是相邻两排中连接件13错位设置的多排结构；单根连接件13一般沿坝基 廊道1顶拱的径向设置。夹板14主要用于压紧并锚固复合土工膜7和防渗结构，其与复合土工膜7相连的部位通常涂刷乳化沥青粘接，以防该处发生渗漏。紧固板可以采用多种材料制作，通常采用金属材料制作，设置前一般先经过防锈处理；紧固板优选采用不锈钢扁钢板制作，两块相邻的紧固板之间的距离优选为10m。
为了提高固定效果和使用寿命，所述夹板14至少两块并沿坝基廊道1长度方向间隔设置，且每块夹板14均经过防锈处理；所述夹板14包括压紧板和连接螺栓，所述压紧板压贴在复合土工膜7上，所述连接螺栓设置在压紧板上并依次与复合土工膜7、沥青防渗层12、防水堵漏剂层11及坝基廊道1的边墙相连。
具体的，所述紧固板包括拱形扁钢板151和竖直扁钢板152；所述拱形扁钢板151设置在位于坝基廊道1顶拱处的沥青防渗层12表面上，其两端分别与坝基廊道1两侧边墙上的夹板14相连；所述竖直扁钢板152设置在位于坝基廊道1边墙处的复合土工膜7表面上，其上端与夹板14相连。