專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合材料面板土石壩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用復(fù)合材料面板為防滲及護(hù)坡材料的土石壩及其施工方法，具體的說(shuō)是一種復(fù)合材料面板土石壩。
背景技術(shù)：
目前，面板土石壩的面板常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于鋼筋混凝土面板的剛度大，而支承鋼筋混凝土面板的土石壩體為松散體，一旦土石壩體沉降，鋼筋混凝土面板與土石壩體之間很難協(xié)調(diào)變形，往往會(huì)產(chǎn)生鋼筋混凝土面板板底脫空，在蓄水壓力、自重、風(fēng)浪等荷載的作用下，導(dǎo)致鋼筋混凝土面板開(kāi)裂，影響了大壩的安全與正常運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有面板土石壩面板的不足，本實(shí)用新型提出了一種復(fù)合材料面板土石壩，它采用抗裂、抗風(fēng)浪沖擊、耐疲勞的塑性復(fù)合材料制作面板，能與土石壩體協(xié)調(diào)變形，改善了面板的受力條件，是一種采用理想防滲與護(hù)坡材料的面板土石壩。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案:一種復(fù)合材料面板土石壩，包括了夾膜鋪蓋、板座、復(fù)合材料面板、防浪墻、過(guò)渡層、土石壩體，所述的土石壩體的橫斷面為梯形形狀，壩頂有防浪墻，上游河床上有平鋪的夾膜鋪蓋，上游坡腳處有一條從壩基至兩側(cè)壩肩的板座，板座下設(shè)有帷幕，整個(gè)上游壩坡面上及壩肩嵌槽內(nèi)有復(fù)合材料面板，復(fù)合材料面板與土石壩體之間有上薄下厚且斜置的過(guò)渡層，下游壩坡面上有塊石護(hù)坡且設(shè)置馬道，下游坡腳處有貼坡排水體，所述的夾膜鋪蓋與板座之間設(shè)置有沉降縫，沉降縫內(nèi)有樹(shù)脂膜止水，該樹(shù)脂膜止水為開(kāi)口向下的折疊形狀，樹(shù)脂膜止水的兩外側(cè)面緊貼沉降縫縫壁，所述的復(fù)合材料面板的底面與板座連接，復(fù)合材料面板的頂面與防浪墻連接，所述的夾膜鋪蓋內(nèi)的樹(shù)脂防滲膜a、板座內(nèi)的樹(shù)脂防滲膜b、樹(shù)脂膜止水、復(fù)合材料面板內(nèi)的人字紋樹(shù)脂防滲膜連接成一體，由所述的夾膜鋪蓋、樹(shù)脂膜止水、板座、帷幕、復(fù)合材料面板、兩岸壩肩、防浪墻構(gòu)成封閉的防滲體。所述的夾膜鋪蓋的上游端設(shè)有齒墻，兩側(cè)有伸入河岸嵌溝內(nèi)，下游端設(shè)置有所述的沉降縫，夾膜鋪蓋分為四層，由下而上依次有粘土墊層、浙青混凝土下層、樹(shù)脂防滲膜a、浙青混凝土上層，所述的粘土墊層為等厚度，且上游端高下游端低地斜置于河床的基坑內(nèi)，所述的浙青混凝土下層頂面為水平面，其上游端厚度比下游端的薄，且上游端與下游端之間的厚度按線性變化，所述的樹(shù)脂防滲膜a為等厚度，所述的浙青混凝土上層為等厚度。所述的板座為條狀浙青混凝土結(jié)構(gòu)，其橫斷面為多邊棱體形狀，板座與所述的夾膜鋪蓋連接面有45°的斜面，板座與所述的復(fù)合材料面板連接的斜面正交于上游壩坡面，板座中間有一層水平的樹(shù)脂防滲膜b，所述的樹(shù)脂防滲膜b為等厚度。所述的復(fù)合材料面板分為六層，由下而上依次有玻纖格柵下層、浙青混凝土下面層、人字紋樹(shù)脂防滲膜、浙青混凝土中面層、玻纖格柵上層、浙青混凝土上面層，所述的浙青混凝土下面層、浙青混凝土中面層的厚度均為上薄下厚，且頂部至底部的厚度按線性變化，所述的浙青混凝土上面層為等厚度，所述的人字紋樹(shù)脂防滲膜兩側(cè)面上均有凸起的人字紋，該樹(shù)脂防滲膜兩側(cè)膜面上的人字紋按等距、前后對(duì)應(yīng)布置，且人字紋張口朝下。本實(shí)用新型中的復(fù)合材料面板土石壩的防滲體基于以下工作原理:復(fù)合材料面板土石壩在壩基的上游河床上設(shè)置了夾膜鋪蓋，在壩體的整個(gè)上游壩坡面上以及延伸到壩肩嵌槽內(nèi)設(shè)置了復(fù)合材料面板，在夾膜鋪蓋與復(fù)合材料面板的連接處設(shè)置了板座，將夾膜鋪蓋、止水、板座、復(fù)合材料面板內(nèi)的樹(shù)脂防滲膜連成整體，由夾膜鋪蓋、兩岸壩肩、板座、復(fù)合材料面板、防浪墻構(gòu)成封閉的防滲體，來(lái)抵御上下游水位差產(chǎn)生的滲透壓力，以及復(fù)合材料面板還能起到防風(fēng)浪沖刷等的護(hù)坡作用。從復(fù)合材料面板受力角度的分析，由于復(fù)合材料面板需承受巨大的水壓力、水位快速升降的拖曳力、風(fēng)浪的沖擊力等荷載，以及因土石壩體產(chǎn)生不均勻沉降使復(fù)合材料面板變形、脫空，復(fù)合材料面板的兩個(gè)側(cè)面上均會(huì)出現(xiàn)最大的拉應(yīng)力，為了讓土石壩的復(fù)合材料面板具有強(qiáng)度高、塑性、抗裂、耐疲勞、能與土石壩體協(xié)調(diào)變形等的特性，現(xiàn)采用了以密度高、水穩(wěn)性好的密級(jí)配浙青混凝土為主體，其中間夾延展性好的人字紋樹(shù)脂防滲膜，兩側(cè)面設(shè)玻纖格柵的復(fù)核材料來(lái)制作面板，以達(dá)到理想的抗裂、抗沖擊、防滲效果。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在:本實(shí)用新型提出一種復(fù)合材料面板土石壩及其防滲體的施工方法，它采用了能防滲、抗裂、抗風(fēng)浪沖擊、抗凍、與土石壩體協(xié)調(diào)變形、耐疲勞、耐紫外線輻射的復(fù)合材料面板為土石壩的防滲及護(hù)坡材料，具有蓄水水位高、防滲與抗裂效果好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、造價(jià)低等的特點(diǎn)，是水庫(kù)樞紐中新的擋水建筑物。

圖1為本實(shí)用新型的復(fù)合材料面板土石壩前視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的復(fù)合材料面板土石壩俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的復(fù)合材料面板土石壩后視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的復(fù)合材料面板土石壩側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型的夾膜鋪蓋側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型的板座側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型的復(fù)合材料面板在防浪墻處側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本實(shí)用新型的人字紋樹(shù)脂防滲膜前或后視結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本實(shí)用新型的人字紋樹(shù)脂防滲膜側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào):1壩基、2壩肩、3壩頂、4防浪墻、5帷幕、6沉降縫、7樹(shù)脂膜止水、8過(guò)渡層、9 土石壩體、10塊石護(hù)坡、11馬道、12貼坡排水體、13上游河床、14上游水位、15下游水位、16等高線、17夾膜鋪蓋、18粘土墊層、19浙青混凝土下層、20樹(shù)脂防滲膜a、21浙青混凝土上層、22齒墻、23板座、24樹(shù)脂防滲膜b、25復(fù)合材料面板、26玻纖格柵下層、27浙青混凝土下面層、28人字紋樹(shù)脂防滲膜、29人字紋、30浙青混凝土中面層、31玻纖格柵上層、32浙青混凝土上面層。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1、圖2、圖3和圖4，本實(shí)施例中的一種復(fù)合材料面板土石壩，包括了夾膜鋪蓋17、板座23、復(fù)合材料面板25、防浪墻4、過(guò)渡層8、土石壩體9，土石壩體9的橫斷面為梯形形狀，壩頂3有防浪墻4，上游河床13上有平鋪的夾膜鋪蓋17，上游坡腳處有一條從壩基至兩側(cè)壩肩2的板座23，板座23下設(shè)有帷幕5，整個(gè)上游壩坡面上及壩肩2嵌槽內(nèi)有復(fù)合材料面板25，復(fù)合材料面板25與土石壩體9之間有上薄下厚且斜置的過(guò)渡層8，下游壩坡面上有塊石護(hù)坡10且設(shè)置馬道11，下游坡腳處有貼坡排水體12。所述的夾膜鋪蓋17與板座23之間設(shè)置有沉降縫6，沉降縫6內(nèi)有樹(shù)脂膜止水7，該止水7為開(kāi)口向下的折疊形狀，樹(shù)脂膜止水7的兩外側(cè)面緊貼沉降縫6縫壁，所述的復(fù)合材料面板25的底面與板座23連接，復(fù)合材料面板25的頂面與防浪墻4連接，所述的夾膜鋪蓋17內(nèi)的樹(shù)脂防滲膜a20、板座23內(nèi)的樹(shù)脂防滲膜b24、樹(shù)脂膜止水7、復(fù)合材料面板25內(nèi)的人字紋樹(shù)脂防滲膜28連接成一體，由所述的夾膜鋪蓋17、樹(shù)脂膜止水7、板座23、帷幕5、復(fù)合材料面板25、兩岸壩肩2、防浪墻4構(gòu)成封閉的防滲體。參見(jiàn)圖5，本實(shí)施例中所述的夾膜鋪蓋17的上游端設(shè)有齒墻22，兩側(cè)有伸入河岸嵌溝內(nèi)，下游端設(shè)置有所述的沉降縫6。夾膜鋪蓋17分為四層，由下而上依次有粘土墊層18、浙青混凝土下層19、樹(shù)脂防滲膜a20、浙青混凝土上層21。所述的粘土墊層18為等厚度，且上游端高下游端低地斜置于河床的基坑內(nèi)，所述的浙青混凝土下層19頂面為水平面，其上游端厚度比下游端的薄，且上游端與下游端之間的厚度按線性變化，所述的樹(shù)脂防滲膜a20為等厚度，所述的浙青混凝土上層21為等厚度。參見(jiàn)圖6，本實(shí)施例中所述的板座23為條狀浙青混凝土結(jié)構(gòu)，其橫斷面為多邊棱體形狀，板座23與所述的夾膜鋪蓋17連接面有45°的斜面，板座23與所述的復(fù)合材料面板25連接的斜面正交于上游壩坡面，板座23中間有一層水平的樹(shù)脂防滲膜b24，所述的樹(shù)脂防滲膜b24為等厚度。參見(jiàn)圖7、圖8和圖9，本實(shí)施例中所述的復(fù)合材料面板25分為六層，由下而上依次有玻纖格柵下層26、浙青混凝土下面層27、人字紋樹(shù)脂防滲膜28、浙青混凝土中面層30、玻纖格柵上層31、浙青混凝土上面層32。所述的浙青混凝土下面層26、浙青混凝土中面層30的厚度均為上薄下厚，且頂部至底部的厚度按線性變化，所述的浙青混凝土上面層32為等厚度，所述的人字紋樹(shù)脂防滲膜28兩側(cè)面上均有凸起的人字紋29，該人字紋樹(shù)脂防滲膜28兩側(cè)膜面上的人字紋29按等距、前后對(duì)應(yīng)布置，且人字紋29張口朝下。壩基I是壩的地基；壩肩2是壩體兩側(cè)的山體；壩頂3的作用是滿(mǎn)足安全、構(gòu)造及交通要求；防浪墻4的作用是防止波浪漫壩；帷幕5的作用是壩基I防滲；沉降縫6的作用是復(fù)合材料面板土石壩與夾膜鋪蓋17之間產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)留設(shè)的縫；樹(shù)脂膜止水7的作用是防止沉降縫6內(nèi)漏水或滲水；過(guò)渡層8的作用是支撐復(fù)合材料面板25，協(xié)調(diào)復(fù)合材料面板25與土石壩體9的變形；土石壩體9的作用是形成能擋水的結(jié)構(gòu)，支撐復(fù)合材料面板25 ;塊石護(hù)坡10的作用是保護(hù)壩坡面，防止雨水沖刷及冰凍侵蝕等；馬道11的作用是提高壩坡面抗滑穩(wěn)定性，緩解雨水集流的沖刷；貼坡排水體12的作用是防止產(chǎn)生管涌、流土等滲透破壞；上游河床13是復(fù)合材料面板土石壩上游的河床；上游水位14是上游蓄水的高度；下游水位15是下游水面的高程；等高線16是地面上相等高程的連線；夾膜鋪蓋17的作用是增加滲徑長(zhǎng)度；粘土墊層18的作用是讓夾膜鋪蓋17受力均勻；浙青混凝土下層19的作用是防滲、支承樹(shù)脂防滲膜a20 ;樹(shù)脂防滲膜a20的作用是防滲；浙青混凝土上層21的作用是防滲，保護(hù)樹(shù)脂防滲膜a20 ;齒墻22的作用是增加滲徑長(zhǎng)度；板座23的作用是支承復(fù)合材料面板25，設(shè)置沉降縫6與帷幕5，穩(wěn)住上游坡腳；樹(shù)脂防滲膜b24的作用是防滲；復(fù)合材料面板25的作用是防滲，抗風(fēng)浪沖擊；玻纖格柵下層26的作用是防裂；浙青混凝土下面層27的作用是防滲，支承人字紋樹(shù)脂防滲膜28 ;人字紋樹(shù)脂防滲膜28的作用是防滲；人字紋29的作用是增加人字紋樹(shù)脂防滲膜28與浙青混凝土的摩阻力；浙青混凝土中面層30的作用是防滲；玻纖格柵上層31的作用是防裂；浙青混凝土上面層32的作用是保護(hù)層。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合材料面板土石壩，包括了夾膜鋪蓋、板座、復(fù)合材料面板、防浪墻、過(guò)渡層、土石壩體，其特征在于:所述的土石壩體的橫斷面為梯形形狀，壩頂有防浪墻，上游河床上有平鋪的夾膜鋪蓋，上游坡腳處有一條從壩基至兩側(cè)壩肩的板座，板座下設(shè)有帷幕，整個(gè)上游壩坡面上及壩肩嵌槽內(nèi)有復(fù)合材料面板，復(fù)合材料面板與土石壩體之間有上薄下厚且斜置的過(guò)渡層，下游壩坡面上有塊石護(hù)坡且設(shè)置馬道，下游坡腳處有貼坡排水體，所述的夾膜鋪蓋與板座之間設(shè)置有沉降縫，沉降縫內(nèi)有樹(shù)脂膜止水，該樹(shù)脂膜止水為開(kāi)口向下的折疊形狀，樹(shù)脂膜止水的兩外側(cè)面緊貼沉降縫縫壁，所述的復(fù)合材料面板的底面與板座連接，復(fù)合材料面板的頂面與防浪墻連接，所述的夾膜鋪蓋內(nèi)的樹(shù)脂防滲膜a、板座內(nèi)的樹(shù)脂防滲膜b、樹(shù)脂膜止水、復(fù)合材料面板內(nèi)的人字紋樹(shù)脂防滲膜連接成一體，由所述的夾膜鋪蓋、樹(shù)脂膜止水、板座、帷幕、復(fù)合材料面板、兩岸壩肩、防浪墻構(gòu)成封閉的防滲體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料面板土石壩，其特征是:所述的夾膜鋪蓋的上游端設(shè)有齒墻，兩側(cè)有伸入河岸嵌溝內(nèi)，下游端設(shè)置有所述的沉降縫，夾膜鋪蓋分為四層，由下而上依次有粘土墊層、浙青混凝土下層、樹(shù)脂防滲膜a、浙青混凝土上層，所述的粘土墊層為等厚度，且上游端高下游端低地斜置于河床的基坑內(nèi)，所述的浙青混凝土下層頂面為水平面，其上游端厚度比下游端的薄，且上游端與下游端之間的厚度按線性變化，所述的樹(shù)脂防滲膜a為等厚度，所述的浙青混凝土上層為等厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料面板土石壩，其特征是:所述的板座為條狀浙青混凝土結(jié)構(gòu)，其橫斷面為多邊棱體形狀，板座與所述的夾膜鋪蓋連接面有45°的斜面，板座與所述的復(fù)合材料面板連接的斜面正交于上游壩坡面，板座中間有一層水平的樹(shù)脂防滲膜b，所述的樹(shù)脂防滲膜b為等厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料面板土石壩，其特征是:所述的復(fù)合材料面板分為六層，由下而上依次有玻纖格柵下層、浙青混凝土下面層、人字紋樹(shù)脂防滲膜、浙青混凝土中面層、玻纖格柵上層、浙青混凝土上面層，所述的浙青混凝土下面層、浙青混凝土中面層的厚度均為上薄下 厚，且頂部至底部的厚度按線性變化，所述的浙青混凝土上面層為等厚度，所述的人字紋樹(shù)脂防滲膜兩側(cè)面上均有凸起的人字紋，該樹(shù)脂防滲膜兩側(cè)膜面上的人字紋按等距、前后對(duì)應(yīng)布置，且人字紋張口朝下。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種復(fù)合材料面板土石壩，包括了夾膜鋪蓋、板座、復(fù)合材料面板、防浪墻、過(guò)渡層、土石壩體等，所述的復(fù)合材料面板土石壩的橫斷面為梯形形狀，壩頂有防浪墻，上游河床上有平鋪的夾膜鋪蓋，上游坡腳處有一條從河床至兩側(cè)壩肩的板座，板座下設(shè)有帷幕，整個(gè)上游壩坡面上有復(fù)合材料面板，復(fù)合材料面板的底面與板座連接，復(fù)合材料面板的頂面與防浪墻連接，復(fù)合材料面板與土石壩體之間有上薄下厚且斜置的過(guò)渡層，下游壩坡面上有塊石護(hù)坡且設(shè)置馬道，下游坡腳處有貼坡排水體。由所述的夾膜鋪蓋、樹(shù)脂膜止水、板座、帷幕、復(fù)合材料面板、兩岸壩肩、防浪墻構(gòu)成封閉的防滲體。該壩適建于巖石、砂礫、土等不同的壩基，具有蓄水高、防滲效果好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便等的特點(diǎn)，是水庫(kù)樞紐中新的擋水建筑物。
文檔編號(hào)E02B3/16GK203160207SQ201320165790
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者汪哲蓀 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)