[發明專利]擠壓墻式土工膜面板壩

有效

• 申請號: 201310312708.6
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103397617A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 蔡新合
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院
• 主分類號: E02B7/04
• 分類號: E02B7/04
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明涉及土石壩建筑領域，針對面板堆石壩，是擠壓墻式土工膜面板壩。

背景技術

面板堆石壩是上世紀70年代后期開始發展起來的一種新壩型，其在實踐中體現出安全性、經濟性、施工方便和適應性良好的特點，雖然起步較晚但發展很快，深受壩工界的青睞。截至2011年9月，國際上已建、在建和擬建的面板堆石壩，從工程數量、壩高到工程規模都居前列。我國至今已建和在建面板堆石壩有270多座，總數占全世界的50%。隨著大壩建設經驗的積累以及設計水平的提高，面板堆石壩的高度還在不斷的增大，水布埡大壩高達233m，為世界上已建最高面板堆石壩，也成為250m級高面板堆石壩的成功案例。大石峽、茨哈峽等擬建的250—300m級超高面板堆石壩目前也在規劃研究當中。

壩工界對面板堆石壩的安全性問題，主要存在以下擔心：（1）不能正確預測面板壩大壩沉降以及沉降導致的面板變形、應力和對止水材料的要求。（2）現有的實驗手段采用縮尺模型材料，是否能正確預測面板壩大壩滲透穩定性問題以及筑壩材料的物理力學性質。（3）由于上述不確定因素的存在，是否能提出高耐擠壓、高抗裂的混凝土面板材料和結構形式；是否能提出滿足面板壩大變形的接縫止水結構形式和材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種擠壓墻式土工膜面板壩，針對面板堆石壩的安全性問題，充分發揮土工膜、擠壓墻和堆石料的各自優點和綜合優勢，從技術上解決面板堆石壩主要考慮的面板變形、應力以及混凝土面板接縫止水材料的問題，而且能明顯增強壩體防滲結構的可靠性、耐久性、抗震性和安全性，具有良好的社會、經濟和環境生態效益。

本發明的技術方案是擠壓墻式土工膜面板壩，它至少包括壩體、土工膜、擠壓墻、保護層和護坡，其特征是：壩體呈梯形，兩側斜面分別是上游側壩和下游側壩，上游側壩的表面鋪設有土工膜；土工膜的下游設置有擠壓墻，即土工膜與上游側壩之間夾設擠壓墻，土工膜的上游設置有保護層和護坡。

所述的壩體的頂部設置有防浪墻，上游側壩的底部設置有趾板，趾板的底部設置有帷幕灌漿，土工膜的上、下兩端分別與防浪墻和趾板固定連接。

所述的土工膜采用兩布一膜、三布兩膜等形式，即外側布料包裹內部膜料，內部膜料每層之間用布料分隔；土工膜的膜料為HDPE材料或PVC材料，厚度為0.5至1mm。

所述的擠壓墻與上游側壩之間是壩體的墊層區，墊層區具體是堆石材料填筑，包括塊石料、砂礫石料或二者的摻配料。

所述的保護層采用苯板、細沙或細砂礫石料，護坡采用干砌石、現澆混凝土或預制混凝土。

所述的擠壓墻是采用擠壓施工形成的多階梯形結構混凝土擠壓墻，擠壓墻的高度t和頂寬a根據墊層區的施工厚度確定，?t為40cm、a為10cm，底寬b可根據頂寬a、高度h、擠壓墻坡度t及上游側壩的坡比m計算出。

本發明的特點是通過采用土工膜代替現有混凝土面板組成防滲體，取消了混凝土面板之間的接縫以及接縫間止水，簡化了壩體結構；同時土工膜并配合擠壓墻組合成一種新型擋水建筑物，可以適應堆石料的大變形，防滲體系可靠性高，壩體填筑施工快，使得面板堆石壩設計中回避了主要考慮的面板變形、應力以及混凝土面板接縫止水材料的問題，能明顯增強壩體防滲結構的可靠性、耐久性、抗震性和安全性，具有良好的社會、經濟和環境生態效益。

附圖說明

下面將結合具體實施例對本發明作進一步的說明：

圖1是擠壓墻式土工膜面板壩的斷面示意圖；

圖2是上游側壩結構示意圖。

圖中：1、壩體；2、土工膜；3、擠壓墻；4、保護層；5、護坡；6、上游側壩；7、下游側壩；8、防浪墻；9、趾板；10、帷幕灌漿；11、墊層區。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，擠壓墻式土工膜面板壩，由石料堆砌成的壩體1呈梯形，壩體1的兩側斜面分別是上游側壩6和下游側壩7。

上游側壩6的坡比為1：m，下游側壩7的坡比為1：n，上游側壩6的表面是墊層區11，墊層區11具體是堆石材料填筑，包括塊石料、砂礫石料或二者的摻配料。墊層區11為過渡區。

堆石料的選擇須滿足《混凝土面板堆石壩設計規范》（DL/T5016-2011、SL228-98）的相關要求。

壩體1的頂部設置有防浪墻8，上游側壩6的底部設置有趾板9，趾板9的底部設置有帷幕灌漿10，土工膜2的上、下兩端分別與防浪墻8和趾板9固定連接，土工膜2、防浪墻8、趾板9和帷幕灌漿10構成防滲結構。