一种新型水电站水垫塘底板结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型水电站水垫塘底板结构，包括树脂底板(3)，该通过锚固钢筋(2)固定在水垫塘基岩(1)中；所述的树脂底板(3)两端呈台阶状或者键槽状形成错缝(7)进行底板下部排水，相邻的底板台阶或键槽之间在同一个高程上采用水平钢筋连接，竖直方向上采用竖直钢筋连接。本实用新型专利技术延长了水垫塘底板所受的脉冲压力的作用时间，增加了结构变形及恢复的缓冲时间，有效的缓解了高速水流作用在底板上的紊流水压力，并通过设置的错缝，快速有效的排除底板下部的积水，及时降低了脉动上举力，对水垫塘底板起到了很好的保护作用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型水电站水垫塘底板结构
本技术涉及一种新型水电站水垫塘底板结构，适用于水头较高、地质条件差、下泄水流能量大、以及对混凝土用量有严格控制的水电站水垫塘工程。
技术介绍
水垫塘消能是利用淹没冲击射流的扩散作用，使入射水舌在水垫塘内实现动量扩散和水舌冲击分流过程，形成强烈的紊动掺混来消煞能量，多在深窄峡谷修建高拱坝时采用。通常采用挑流效能的泄水建筑物，在挑流水舌下游修建二道坝抬高下游水位，使之形成具有一定宽度、深度和长度的水垫塘。挑流水舌进入水垫塘后，在其中形成漩涡，产生剧烈紊动，从而达到消耗余能，保护下游河道的作用。由于在实际工程中，水垫塘内水流条件非常复杂，并且水垫塘的结构形式与地形地质条件、水垫塘空间尺寸以及水力特性等因素相互交叉影响，因此，水垫塘设计难度很大。在现有水电工程中不乏采用水垫塘进行消能的水电站，例如二滩水电站水垫塘采用钢筋混凝土进行保护，底板分块尺寸为9m×9m，底板厚度为3～5m，水垫塘长276m，二道坝高32m；除此之外，隔河岩水电站、小湾水电站以及锦屏一级水电站等等均采用的是水垫塘辅助效能的措施。为了保护大坝及其河床，水垫塘底板的稳定性具有重要意义，目前工程上采用的多为不透水的大体积混凝土结构，只要止水遭到破坏，后果不堪设想，国内外工程实际中由于底板收到强水流冲击而引起剧烈紊动，通过底板下缝隙层脉动压力作用，形成强大的脉动上举力而造成底板的揭底破坏常有发生，鉴于此，高坝消力塘防护结构的安全一直是水利工程安全领域研究的热点问题，其中对防护体结构体型的优化是主要方法之一，在此基础上相继提出了平底板、反拱形底板、透水底板和带健槽底板等等型式。现有水电工程中尚无采用树脂类材料设计水垫塘底板的实施案例，均采用的为钢筋混凝土结构，但是具有多种异性构造的底板，例如带键槽的底板、反拱形底板等等，要么一定的程度上降低了脉动上举力，要么通过转移脉动上举力到两岸的山体中，以达到增强水垫塘底板的结构稳定性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型水电站水垫塘底板结构，降低水垫塘底部脉动压力，以及降低底板在高速水流冲击作用下所受的上举力，确保水电站泄洪时水垫塘能够安全稳定的运行，同时在很大程度上提高水垫塘底板的稳定性和对变形的适应能力，避免在水压力过大时因为混凝土材料的变形局限性而造成底板的毁坏。本技术的技术方案如下：本技术采用了这样一种新型水电站水垫塘底板结构，包括树脂底板，该树脂底板通过锚固钢筋固定在水垫塘基岩中；所述的树脂底板两端呈台阶状或者键槽状形成错缝进行底板下部排水，相邻的底板台阶或键槽之间在同一个高程上采用水平钢筋连接，竖直方向上采用竖直钢筋连接。进一步的，在树脂底板与锚固钢筋的接触部位在锚固钢筋上设置钢筋结增大接触面积。进一步的，前述的钢筋结为球状结构。本技术合理的运用了聚酯类高分子材料抗压性能好，变形能力强，弹性好，变形恢复能力优良的特点，延长了水垫塘底板所受的脉冲压力的作用时间，增加了结构变形及恢复的缓冲时间，有效的缓解了高速水流作用在底板上的紊流水压力，并通过设置的错缝，快速有效的排除底板下部的积水，及时降低了脉动上举力，对水垫塘底板起到了很好的保护作用。本技术尝试采用新型的材料对水垫塘底板进行优化设计，以期能够通过材料的特性更好的达到水垫塘消能防冲的目的。其有益效果包括以下几点：(1)树脂底板浇筑时呈现液体状态，材料均匀度便于控制，不会出现因为局部缺陷部位导致后期出现单个板块上举力过大的情况，结构的整体性较强，受力均匀性较好；(2)树脂类材料不仅具有与完整岩石接近的强度，同时具有变形承受能力大、恢复形变能力强的优势，在泄洪时，在上举力骤然增强的情况下，能够通过自身的变形承受上举力，在适应该上举力后会通过预留的错缝排除下部积水，从而达到首先承受上举力，再适应上举力，最后降低上举力的效果；(3)泄洪时，底板振动响应剧烈，如若是作用在刚性底板上，由于循环荷载的作用，会对底板造成疲劳破坏，但是树脂底板能够通过其变形恢复能力和能量储存能力较好的避免该问题。附图说明图1是本技术的新型水垫塘底板结构图(台阶式错缝)；图2是本技术的新型水垫塘底板结构图(键槽式错缝)。附图标记说明：1-水垫塘基岩，2-锚固钢筋，3-树脂底板，4-连接钢筋一，5-连接钢筋二，6-钢筋结，7-错缝。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明，但不作为对本技术的任何限制。请参阅图1和图2：本技术的水垫塘底板主体部分包括树脂底板3以及锚固钢筋2。树脂底板4两端呈台阶状或者键槽状形成错缝7，相邻的底板台阶或键槽之间在同一个高程上采用水平钢筋即图中的连接钢筋二5连接，竖直方向上采用竖直钢筋即图中的连接钢筋一4连接，形成连续完整的水垫塘底板。本技术通过开挖地基至水垫塘基岩1，为树脂底板3提供一个较好的受力条件，树脂底板3可以选择在现场进行树脂的立模浇筑，也可以选择在工厂制作成固定尺寸，然后在施工现场进行吊装，当采用后一种方法时，应注意树脂底板3与水垫塘基岩1之间的胶结。锚固钢筋2用于固定树脂底板3到水垫塘基岩1上，由于树脂底板3自身重量较低，不足以抵抗上举力的作用，因此需要借助于锚固钢筋2将树脂底板3紧密的固定在水垫塘基岩1上，为防止长期的循环作用对钢筋与底板之间胶结的破坏，此处应该加强配筋并增大钢筋与底板的固接面积，本技术采用钢筋结6的结构增大钢筋与混凝土的接触面积。本技术相邻两块底板之间采用抗拉钢筋连接形成整体，通过台阶或者键槽搭接处预留的缝隙形成错缝7进行底板下部排水，达到降低脉动上举力的目的。树脂底板3的厚度和尺寸需根据实际泄洪能力大小进行拟定，同时锚固钢筋2和连接钢筋也应通过计算进行选取。以上只是本技术的具体应用范例，本技术还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本技术所要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型水电站水垫塘底板结构，其特征在于：包括树脂底板(3)，该树脂底板(3)通过锚固钢筋(2)固定在水垫塘基岩(1)中；所述的树脂底板(3)两端呈台阶状或者键槽状形成错缝(7)进行底板下部排水，相邻的底板台阶或键槽之间在同一个高程上采用水平钢筋连接，竖直方向上采用竖直钢筋连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型水电站水垫塘底板结构，其特征在于：包括树脂底板(3)，该树脂底板(3)通过锚固钢筋(2)固定在水垫塘基岩(1)中；所述的树脂底板(3)两端呈台阶状或者键槽状形成错缝(7)进行底板下部排水，相邻的底板台阶或键槽之间在同一个高程上采用水平钢筋连接，竖直方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚运，陈仁宏，路雷，文浩，肖蕾，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州,52