【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土石坝建筑技术，涉及一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法。
技术介绍
1、水电是能源转型的基石，水电枢纽是国之重器，关乎国家安全与发展。随着我国西部水电能源的持续开发，所遇坝址条件愈发复杂，覆盖层上建坝已“无法避让”。在众多坝型中，混凝土面板堆石坝具有工程造价低、建设经验丰富、运行期检修条件好等优势，已成为主要的推荐坝型之一。
2、对于覆盖层上混凝土面板堆石坝，其防渗体通常由混凝土面板、趾板、连接板和防渗墙及各部件间接缝止水结构组成，在坝体自重和上游水压力作用下，由于覆盖层地基土与防渗墙混凝土材料模量的差异显著，混凝土面板、趾板、连接板和防渗墙之间的止水缝极易出现过大的剪切变形，发生损伤破坏，导致防渗功能失效，甚至存在溃坝的隐患。因此，如何优化传统防渗体中各部分的结构型式和彼此之间的连接方式以限制止水缝的错动变形是大坝设计中亟待解决的关键问题之一。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，凭借支撑墙的作用能够抑制趾板的沉降变形，从而降低防渗墙下游侧止水缝的剪切变形和损伤风险，提高覆盖层上混凝土面板堆石坝防渗体的安全性。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案：
3、一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，包括：1)提出采用地下支撑墙与趾板一体化结构并与防渗墙柔性连接的设计型式和施工方法；
4、1)以防渗墙1的中轴线为中心建立施工场地，通过抓斗或液压铣施工，将覆盖层6开挖成槽，然后通过直升式导管法浇筑普通混凝土，完成防渗墙1的主体施工。
5、2)防渗墙1的顶部采用向下游侧扩宽设计，且靠近下游侧端面倾斜，其中，倾斜面顶部与覆盖层6表面平齐；防渗墙1的顶部区域采用现浇法完成施工。
6、3)大坝主体逐层铺设堆石料5，并经振动碾压施工，填筑直至坝顶。
7、4)以地下支撑墙2的中轴线(面板4底部中点位置)为中心建立施工场地，通过抓斗或液压铣施工，将覆盖层6开挖成槽，然后通过直升式导管法浇筑普通混凝土，完成地下支撑墙2的主体施工。所述的地下支撑墙2位于防渗墙1的下游侧，其更靠近大坝主体。所述的地下支撑墙2与防渗墙1之间的轴向间隔设置为6～8m，可结合覆盖层深度、施工条件等情况做适当调整。
8、5)地下支撑墙2的顶部采用向上游侧扩宽设计，且端面倾斜，其中，倾斜面顶部与覆盖层6表面平齐；采用现浇法完成地下支撑墙2顶部和趾板3的施工，趾板3浇筑在地下支撑墙2的上部。所述趾板3的上表面与防渗墙1顶面平齐；趾板3一端面为倾斜面，且与防渗墙1相接触，该位置设计止水缝7。
9、6)采用滑模施工方法在堆石料5表面浇筑混凝土面板4，面板4与趾板3另一端倾斜面相接触的位置设计周边缝8。
10、7)对防渗墙1与趾板3之间的止水缝7、趾板3与面板4之间的周边缝8进行施工，其中趾板3与防渗墙1之间不设连接板而采用倾斜止水缝7直接相连。
11、进一步的，所述的止水缝7与竖直向夹角α为10°～45°(即趾板3一端倾斜面的倾斜角度)。
12、进一步的，所述的周边缝8与面板4法向夹角β为5°～20°(即趾板3另一端倾斜面的倾斜角度)。
13、进一步的，所述的趾板3的厚度a为1.5～2.0m。
14、进一步的，所述的地下支撑墙2的深度小于防渗墙1深度，其地下支撑墙2深度l为防渗墙1深度的1/4～1/3。
15、进一步的，所述的防渗墙1顶部扩宽区的最大宽度d1和高度h1均为防渗墙1厚度的2.5～3.0倍。
16、进一步的，所述的地下支撑墙2的顶部扩宽区的最大宽度d2为地下支撑墙2厚度的0.5倍，高度h2为地下支撑墙2厚度的1.0倍。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、本专利技术提出的趾板支撑墙设计和施工方法，能够降低防渗墙-趾板间止水缝的错动变形。主要体现在支撑墙的设计增加了趾板下部的刚度，减小了趾板的沉降量，同时趾板与防渗墙的倾斜搭接形式，可以抑制趾板与防渗墙的相对错动，降低防渗墙与趾板之间止水缝的剪切变形；此外，防渗墙和支撑墙顶部的倒角扩宽设计型式改善了防渗墙、趾板和支撑墙的受力状态，避免了防渗墙出现损伤开裂现象，降低了防渗体失效的风险。
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1.一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，包括：首先，提出采用地下支撑墙(2)与趾板(3)一体化结构并与防渗墙(1)柔性连接的设计型式和施工方法；其次，地下支撑墙(2)和防渗墙(1)主体采用开挖成槽，并通过直升式导管法浇筑，顶部均采用倒角拓宽设计，并采用现浇法施工；最后，趾板(3)位于地下支撑墙(2)上部且与防渗墙(1)之间不设连接板而采用倾斜止水缝(7)直接相连的设计型式，并采用现浇法施工。
2.根据权利要求1所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的支撑墙(2)与防渗墙(1)之间的轴向间隔设置为6～8m。
4.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的止水缝(7)与竖直向夹角α为10°～45°。
5.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支
6.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的趾板(3)的厚度a为1.5～2.0m。
7.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的支撑墙(2)的深度小于防渗墙(1)深度。
8.根据权利要求7所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的支撑墙(2)深度为防渗墙(1)深度的1/4～1/3。
9.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的防渗墙(1)顶部扩宽区的最大宽度d1为防渗墙(1)厚度的2.5～3.0倍；所述的防渗墙(1)顶部扩宽区的高度h1为防渗墙(1)厚度的2.5～3.0倍。
10.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的支撑墙(2)的顶部扩宽区的最大宽度d2为支撑墙(2)厚度的0.5倍，高度h2为支撑墙(2)厚度的1.0倍。
...【技术特征摘要】
1.一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，包括：首先，提出采用地下支撑墙(2)与趾板(3)一体化结构并与防渗墙(1)柔性连接的设计型式和施工方法；其次，地下支撑墙(2)和防渗墙(1)主体采用开挖成槽，并通过直升式导管法浇筑，顶部均采用倒角拓宽设计，并采用现浇法施工；最后，趾板(3)位于地下支撑墙(2)上部且与防渗墙(1)之间不设连接板而采用倾斜止水缝(7)直接相连的设计型式，并采用现浇法施工。
2.根据权利要求1所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的支撑墙(2)与防渗墙(1)之间的轴向间隔设置为6～8m。
4.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的止水缝(7)与竖直向夹角α为10°～45°。
5.根据权利要求2所述的一种改善覆盖层上面板坝防渗体止水缝变形的趾板支撑墙设计和施工方法，其特征在于，所述的周边缝(...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔宪京，邹德高，屈永倩，陈楷，刘京茂，周晨光，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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