一种混合坝制造技术

本发明专利技术涉及一种混合坝，包括上部为斜面形式、下部为高模量材料区的上游侧坝和斜面形式的下游侧坝所构成的坝体；上游侧坝上部的斜面上铺设有钢筋混凝土面板，钢筋混凝土面板的下游设置有垫层区和/或过渡区；上游侧坝的下部设有混凝土坝区，混凝土坝的下游侧设置高模量材料区；垫层区和/或过渡区的下游侧和高模量材料区的上部设置有由上游堆石料区和下游堆石料区构成的堆石料区；垫层区在混凝土坝与高模量材料区之间设置有模量过渡区；混凝土坝的底部设置有固结灌浆和帷幕灌浆，坝顶部设置有防浪墙；本发明专利技术解决狭窄河谷超高混凝土面板堆石坝的可行性问题，增强坝体防渗结构的可靠性、耐久性和抗震性，具有良好的经济和环境生态效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水电水利工程水工建筑物
，具体涉及一种混合坝。
技术介绍
随着水电战略的实施，在水能资源丰富的西南、西北地区，一大批高坝已建、在建或待建。土石坝是当今坝工建设中最常见的一种坝型，也是发展最快的一种坝型，约占已建大坝总数的95%以上。全世界坝高超过15m的土石坝有29000多座，其中我国拥有15000余座，主要包括均质土坝、心墙坝和混凝土面板堆石坝等。钢筋混凝土面板堆石坝是上世纪70年代后期开始发展起来的一种新坝型，其在实践中体现出安全性、经济性、施工方便和适应性良好的特点，虽然起步较晚但发展很快，深受坝工界的青睐。截至2011年9月，国际上已建、在建和拟建的面板堆石坝，从工程数量、坝高到工程规模都居前列。我国至今已建和在建面板堆石坝有270多座，总数占全世界的50%。随着大坝建设经验的积累以及设计水平的提高，面板堆石坝的高度还在不断的增大，水布垭大坝高达233m，为世界上已建最高面板堆石坝，也成为250m级高面板堆石坝的成功案例。大石峡、茨哈峡等拟建的250—300m级超高面板堆石坝目前也在规划研究当中。坝工界对超高面板堆石坝的安全性问题，主要存在以下担心：（1）不能正确预测超高面板坝大坝沉降以及沉降导致的面板变形、应力和对止水材料的要求。（2）现有的实验手段采用缩尺模型材料，是否能正确预测超高面板坝大坝渗透稳定性问题以及筑坝材料的物理力学性质。（3）由于上述不确定因素的存在，是否能提出高耐挤压、高抗裂的混凝土面板材料和结构形式；是否能提出满足超高面板坝大变形的接缝止水结构形式和材料。如果拟建的300m级超高面板堆石坝的变形、面板挠度和应力、接缝止水的变形量级达到200m级面板堆石坝的程度，亦可以为坝工界接受，也就解决了300m级超高面板堆石坝的技术瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中300m级超高面板堆石坝的技术难关，充分发挥钢筋混凝土面板、混凝土坝、低压缩固体材料和堆石料的各自优点和综合优势，从技术上解决狭窄河谷超高混凝土面板堆石坝的可行性问题，而且能明显增强坝体防渗结构的可靠性、耐久性、抗震性和安全性，特别是对300m级超高面板坝愈显优越，具有良好的社会、经济和环境生态效益。为此，本专利技术提供了一种混合坝，包括由上游侧坝和下游侧坝所构成的坝体，所述的下游侧坝为整体斜面形式；所述的上游侧坝上部为斜面形式，上游侧坝上部斜面上铺设有钢筋混凝土面板，钢筋混凝土面板的下游侧依次设置有垫层区和过渡区；上游侧坝的下部设有混凝土坝，混凝土坝的下游侧设置高模量材料区，过渡区的下游侧设置有由上游堆石料区和下游堆石料区构成的堆石料区；垫层区与混凝土坝、高模量材料区围成模量过渡区。所述的钢筋混凝土面板与混凝土坝之间通过趾板形式连接，混凝土坝顶部设有凸起部，钢筋混凝土面板的底部上游侧与混凝土坝顶部凸起部之间填筑形成上游压重块石料区和上游铺盖区；上游压重块石料区的顶高程与混凝土坝顶部凸起部同高。所述的上游侧坝上部斜面坡比为1：1.35～1.7；混凝土坝上游坡比为1：0～0.2；混凝土坝下游坡比≥1：0.5；下游侧坝斜面坡比为1：1.25～1.8；模量过渡区下游侧坡比为1：2～5；上游堆石料区和下游堆石料区的分界线坡比为1：0～1.35；高模量材料区下游侧坡比为1：0.5～5；所述的混凝土坝高度h1为30m～100m，混凝土坝高度h1与坝高H的比值为1/5～1/3，高模量材料区高度h2与坝高H的比值为0.1～0.4；上游压重块石料区的竖直厚度不小于1m，上游铺盖区的竖直厚度不小于5m，混凝土坝顶部凸起块高度h3不小于5.5m，并与上游压重块石料区顶部同高程。述的高模量材料区为垫层料或其改性料、过渡料、干贫混凝土料、碾压混凝土材料或改性砂砾石料。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种混合坝，采用钢筋混凝土面板、混凝土坝和堆石组合成一种新型挡水建筑物。坝体下部采用低压缩固体材料填筑，底部低压缩固体材料的上游部分为防渗体（混凝土坝及其底部的帷幕灌浆），坝体中、上部采用堆石料填筑，并在堆石料上游设置钢筋混凝土面板，与坝体下部的防渗结构一起，形成封闭的防渗体系。这种混合坝，可以使得300m级超高面板堆石坝的应力、沉降以及分缝结构的变形等等安全性指标，满足现有的《混凝土面板堆石坝设计规范》（DL/T5016-2011、SL228-98）和《混凝土重力坝设计规范》（L5108-1999、SL319-2005）的要求，使得300m级超高面板堆石坝在技术上可行，并满足充分利用当地材料（堆石料）的经济性要求，具有良好的社会、经济和生态效益。附图说明以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图1是本专利技术的断面示意图。附图标记说明：1、钢筋混凝土面板；2、垫层区；3、过渡区；4、上游堆石料区；5、下游堆石料区；6、高模量材料区；7、混凝土坝；8、模量过渡区；9、帷幕灌浆；10、防浪墙；11、上游压重块石料区；12、上游铺盖区；13、基础固结灌浆；H、坝高；h1、混凝土坝高度；h2、高模量材料区高度；h3、混凝土坝顶部凸起块高度；m、上游侧坝中上部坝坡边坡系数；n、下游侧坝坝坡边坡系数；w、模量过渡区下游侧坡边坡系数；k、上游堆石区与下游堆石区的分界线边坡系数；t、混凝土坝上游边坡系数；S、混凝土坝下游边坡系数；r、高模量材料区下游侧边坡系数。具体实施方式实施例1：本实施例提供一种混合坝，如图1所示，包括由上游侧坝和下游侧坝所构成的坝体，所述的下游侧坝为整体斜面形式；所述的上游侧坝上部为斜面形式，上游侧坝上部斜面上铺设有钢筋混凝土面板1，钢筋混凝土面板1的下游侧依次设置有垫层区2和过渡区3；上游侧坝的下部设有混凝土坝7，混凝土坝7的下游侧设置高模量材料区6，过渡区3的下游侧设置有由上游堆石料区4和下游堆石料区5构成的堆石料区；垫层区2与混凝土坝7、高模量材料区6围成模量过渡区8；混凝土坝7下的地面內灌有帷幕灌浆9，帷幕灌浆9靠近地面的部位灌有基础固结灌浆13，所述钢筋混凝土面板1、混凝土坝7和帷幕灌浆9构成防渗结构。钢筋混凝土面板1与混凝土坝7之间通过趾板形式连接，混凝土坝7顶部设有凸起部，钢筋混凝土面板1的底部上游侧与混凝土坝7顶部凸起部之间填筑形成上游压重块石料区11和上游铺盖区12，以起到保护作用；上游压重块石料区11的顶高程与混凝土坝7顶部凸起部同高，并且上游压重块石料区11的顶高程应以满足上游铺盖区12的允许坡降为准。混凝土坝7按照重力坝设计，设计标准遵守《混凝土重力坝设计规范》（L5108-1999、SL319-2005）的相关规定。混凝土坝7内设置灌浆廊道，在坝体填筑过程中实施帷幕灌浆9，提高了工效，减小了施工干扰，节省了工期。混凝土坝7的高度，按照减小钢筋混凝土面板1的应力、变形为200m级面板堆石坝的量级为标准；混凝土坝7的存在，可有效减小钢筋混凝土面板1的应力和变形。钢筋混凝土面板1的结构及其止水结构和材料按照200m级面板堆石坝的要求选用即可。图1中的堆石料区坝体结构，必须验算坝体沉降、变形、应力以及面板挠度和应力、周边缝、垂直缝变位等，满足《混凝土面板堆石坝设计规范》（DL/T5016-2011、SL228-98）的规定；必须验算混凝土坝的应力和稳定，满足《混凝土重力坝设计规范》（L5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合坝，包括由上游侧坝和下游侧坝所构成的坝体，其特征在于：所述的下游侧坝为整体斜面形式；所述的上游侧坝上部为斜面形式，上游侧坝上部斜面上铺设有钢筋混凝土面板（1），钢筋混凝土面板（1）的下游侧依次设置有垫层区（2）和过渡区（3）；上游侧坝的下部设有混凝土坝（7），混凝土坝（7）的下游侧设置高模量材料区（6），过渡区（3）的下游侧设置有由上游堆石料区（4）和下游堆石料区（5）构成的堆石料区；垫层区（2）与混凝土坝（7）、高模量材料区（6）围成模量过渡区（8）。

【技术特征摘要】
1.一种混合坝，包括由上游侧坝和下游侧坝所构成的坝体，其特征在于：所述的下游侧坝为整体斜面形式；所述的上游侧坝上部为斜面形式，上游侧坝上部斜面上铺设有钢筋混凝土面板（1），钢筋混凝土面板（1）的下游侧依次设置有垫层区（2）和过渡区（3）；上游侧坝的下部设有混凝土坝（7），混凝土坝（7）的下游侧设置高模量材料区（6），过渡区（3）的下游侧设置有由上游堆石料区（4）和下游堆石料区（5）构成的堆石料区；垫层区（2）与混凝土坝（7）、高模量材料区（6）围成模量过渡区（8）。2.如权利要求1所述的混合坝，其特征在于：所述的钢筋混凝土面板（1）与混凝土坝（7）之间通过趾板形式连接，混凝土坝（7）顶部设有凸起部，钢筋混凝土面板（1）的底部上游侧与混凝土坝（7）顶部凸起部之间填筑形成上游压重块石料区（11）和上游铺盖区（12）；上游压重块石料区（11）的顶高程与混凝土坝（7）顶部凸起部同高。3.如权利要求1或2所述的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚栓喜，蔡新合，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61