[發明專利]拱壩的防滲結構及其施工方法

無效

• 申請號: 201010501443.0
• 申請日: 2010-10-09
• 公開（公告）號: CN101942820A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 王仁坤;胡云明;張敬;葉發明;余挺;周鐘
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團成都勘測設計研究院
• 主分類號: E02B3/16
• 分類號: E02B3/16
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 王睿;劉世平

技術領域

本發明涉及拱壩，具體涉及拱壩的防滲結構以及拱壩防滲結構的施工方法。

背景技術

現有的拱壩的防滲體系主要由壩體防滲和壩基防滲帷幕所組成。

壩體防滲主要依靠壩體混凝土自身的抗滲性能。但對于壩體本身防滲能力不足的漿砌石拱壩、碾壓混凝土拱壩等，通過在上游壩面上敷設一定厚度的常態混凝土或改性混凝土，能夠增強抗滲性能，從而達到防滲目的。

防滲帷幕是在基巖中建造的一道連續的、完整的、滲透性低的、平面上呈條帶狀、立面上形似幕墻的帷幕防滲結構。“混凝土拱壩設計規范”(中華人民共和國電力行業標準DL/T5346-2006)第11.4.2節規定：“防滲帷幕線的位置應根據壩基應力情況，布置在壓應力區，并靠近上游壩面。”由于壩基的壓應力區必然位于拱壩壩基范圍以內，因此，上述規定無疑是將防滲帷幕的設置位置限制在了拱壩的壩踵與壩趾之間(參見本說明書附圖5所示)。

上述規定的依據在于，拱壩壩踵處常常因為高拉應力導致開裂，為避免壩踵開裂而引起防滲帷幕失效，就需要將防滲帷幕布置在拱壩壩基的壓應力區以避開壩踵上容易開裂位置。目前，在設計拱壩的防滲帷幕時，將防滲帷幕布置在拱壩壩基的壓應力區已成為本領域技術人員的思維定式。

授權公告號為CN2672161Y的實用新型專利公開了一種具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩。該拱壩通過設置在壩踵處的橫向結構縫和豎向結構縫使壩踵的應力狀況從拉應力改善為壓應力，以便將防滲帷幕設置在壩踵的下方。實際上，該方案依然沒有克服必須將防滲帷幕布置在拱壩壩基壓應力區的思維定式。公開號為CN101736719A的發明專利還公開了一種壩體防滲帷幕的施工方法。

發明內容

本發明所解決的第一個技術問題是提供一種能夠避免因拱壩壩踵開裂而引起防滲失效的拱壩的防滲結構；本發明所解決的第二個技術問題是提供一種用于建造該拱壩防滲結構的施工方法。

本發明解決技術問題一所采用的技術方案是：

拱壩的防滲結構，包括設置在基巖中并靠近上游壩面的防滲帷幕，該防滲帷幕位于壩踵的外側，其頂部與設置在建基面上的防滲帽連接；該防滲帽與拱壩壩體之間設有結構縫，該結構縫處設置有止水設施。

進一步的是，所述上游壩面的表面設置有壩面防滲設施，該壩面防滲設施從上至下延伸至靠近壩踵后與所述防滲帽相連。

進一步的是，所述結構縫內設置有塑性嵌縫密封材料。

上述的“防滲帽”實際上就是一個普通的水工防滲設施，可以由鋼筋混凝土澆注，其目的是與防滲帷幕和止水設施共同構成壩基防滲體系。由于防滲帽位于防滲帷幕的上方，類似于一個帽狀結構，故取名為“防滲帽”。本領域技術人員根據說明書及其附圖完全能夠理解該“防滲帽”的確切含義。所述的“止水設施”、“壩面防滲設施”以及“塑性嵌縫密封材料”的術語在本領域均有確切含義。“壩面防滲設施”可以是防滲面板、防滲膜等。

本發明的關鍵之處在于，將防滲帷幕移到了壩踵的外側(即壩踵以外的上游側)，并將防滲帷幕與防滲帽、止水設施共同構成壩基防滲體系。因此，本發明突破了必須將防滲帷幕布置在拱壩壩基壓應力區的慣常思維。由于將防滲帷幕移到壩踵的外側后必然涉及到防滲帷幕與壩體防滲之間的銜接問題，因此本發明還連帶提出了在建基面上設防滲帽，并在防滲帽與拱壩壩體之間設結構縫，以及在該結構縫處設止水設施的技術手段，在建立壩基防滲體系的同時將防滲帷幕與拱壩壩體分離，減小拱壩壩體對防滲帷幕的影響。

本發明由于將防滲帷幕布置在壩踵以外的上游側，因此避免了復雜受力條件下壩基巖體開裂導致的防滲帷幕破壞失效問題，同時也避免了拱壩壩體與壩基巖體結合面的開裂導致的防滲體系結合部位破壞失效問題；避免了壩基拉應力拉斷防滲帷幕以后庫水不斷侵蝕破壞防滲帷幕，導致基礎滲壓加大和滲漏量增加的問題；避免了防滲體系破壞惡化壩肩抗滑穩定條件的問題；以及避免了防滲體系破壞影響拱壩整體安全的問題。此外，由于防滲帷幕前移到拱壩以外，改變了滲壓作用，降低了揚壓力的不利影響，有利于結構安全。

本發明解決技術問題二所采用的技術方案是：

拱壩防滲結構的施工方法，包括以下步驟：

a、在進行拱壩壩基開挖時，在設計好的拱壩的壩踵外側擴挖建基面；

b、在擴挖出的建基面上進行防滲帽的施工，并在防滲帽與設計好的拱壩壩體之間的結構縫處預埋止水設施；

c、進行防滲帷幕灌漿施工；

d、進行拱壩壩體的施工。

進一步的是，該方法還包括以下步驟：