[發(fā)明專(zhuān)利]一種復(fù)合材料壩

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310399501.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103437326A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉昊;胡娟;龔德瑜;盛毅;陳剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): E02B7/10
• 分類(lèi)號(hào): E02B7/10;E02B7/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 盧宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用碾壓混凝土與碾壓堆石料共同修筑的復(fù)合材料壩。

背景技術(shù)

???目前，在水利工程中，為了提高施工效率，降低工程造價(jià)，常采用可機(jī)械化施工的碾壓混凝土重力壩及碾壓式堆石壩。

碾壓式堆石壩能充分利用當(dāng)?shù)夭牧希杀苊獯篌w積材料的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，抗震性能好，施工簡(jiǎn)便。但由于壩體上下游坡比較緩，因此壩型體積大。且壩頂溢流實(shí)現(xiàn)困難，需在岸邊布置泄洪建筑物等設(shè)施，因此占地廣，外形不美觀。

碾壓混凝土重力壩壩體上下游坡比陡，體型小，且壩頂可實(shí)現(xiàn)溢流，因此建筑物布置集中，占地小，外形美觀。但往往由于大量的壩體混凝土材料需要外購(gòu)，而不具備經(jīng)濟(jì)性。且壩體內(nèi)部應(yīng)力較小，其材料強(qiáng)度無(wú)法充分發(fā)揮，而造成材料的巨大浪費(fèi)。

????碾壓式堆石壩和碾壓混凝土重力壩各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但是目前并沒(méi)有將兩者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的壩結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。因?yàn)閷烧哒喜⒎呛?jiǎn)單的工程，若只是將重力壩和堆石壩簡(jiǎn)單結(jié)合后會(huì)存在兩點(diǎn)問(wèn)題：1、彈模的差異問(wèn)題?，2?、層間抗滑能力的問(wèn)題。如果要將兩者完美整合，就需要考慮多方因素，同時(shí)進(jìn)行大量繁瑣的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服碾壓式堆石壩及碾壓混凝土重力壩的上述缺點(diǎn)，充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種由碾壓混凝土和碾壓式堆石組成的復(fù)合材料壩。主要適用于壩高小于60m的低壩。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

所述復(fù)合材料壩包括混凝土壩殼，所述混凝土壩殼內(nèi)腔填充有堆石料；所述混凝土壩殼內(nèi)壁與堆石料之間由外到內(nèi)依次設(shè)有墊層和過(guò)渡層。

所述混凝土壩殼厚度為2m～7m。

所述混凝土壩殼的材料為二級(jí)配碾壓混凝土。

所述墊層厚度為2～4m。

所述墊層采用連續(xù)級(jí)配石料，所述連續(xù)級(jí)配石料中，顆粒最大粒徑為80～100mm，粒徑小于5mm的顆粒質(zhì)量百分比含量為30%～50%，粒徑小于0.075mm的顆粒質(zhì)量百分比含量為4%～8%。

所述過(guò)渡層厚度為2～4m。

所述過(guò)渡層采用連續(xù)級(jí)配石料，所述連續(xù)級(jí)配石料中，顆粒最大粒徑為300mm，粒徑小于5mm的顆粒質(zhì)量百分比含量小于15%，粒徑小于0.075mm的顆粒質(zhì)量百分比含量小于5%。

所述復(fù)合材料壩包括彼此連接的溢流段和非溢流段。

下面結(jié)合設(shè)計(jì)原理及有益效果對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

本發(fā)明復(fù)合材料壩的壩殼及體型與碾壓式混凝土重力壩相同，但在壩體內(nèi)部受力較小的部分（應(yīng)力較小區(qū)域）采用堆石料進(jìn)行回填，在回填的堆石料與混凝土之間采用墊層與過(guò)渡層進(jìn)行過(guò)渡。

采用墊層料和過(guò)渡料的目的，是防止堆石料和壩殼兩種剛度相差較大材料之間變形和應(yīng)力的突然變化，使應(yīng)力傳遞均勻，防止發(fā)生裂縫。

所述的碾壓混凝土壩殼，厚度為2m～7m，采用防滲性能好的二級(jí)配碾壓混凝土。

所述的墊層緊貼混凝土壩殼，墊層壓實(shí)后能夠協(xié)調(diào)變形，將壩殼所受荷載均勻傳遞至堆石料，而堆石料的反作用力也可均勻傳至壩殼。

所述的過(guò)渡料置于墊層與堆石料之間，過(guò)渡料的主要作用是實(shí)現(xiàn)墊層與堆石料之間的過(guò)渡。

在混凝土壩殼底部可設(shè)置廊道，方便檢修和灌漿。

本發(fā)明所述復(fù)合材料壩的施工順序和方法為：第一步，鋪筑混凝土壩殼的底部混凝土至第一級(jí)高程并碾壓；第二步，鋪筑混凝土壩殼上、下游混凝土和墊層至第二級(jí)高程，進(jìn)行全斷面碾壓密實(shí)；第三步，鋪筑混凝土壩殼上、下游混凝土、墊層、過(guò)渡層至第三級(jí)高程，進(jìn)行全斷面碾壓密實(shí)；第四步，鋪筑混凝土壩殼上、下游混凝土、墊層、過(guò)渡層、堆石料至第四級(jí)高程，進(jìn)行全斷面碾壓密實(shí)；直至壩頂。施工過(guò)程中，施工厚度等按照規(guī)定的施工參數(shù)進(jìn)行。碾壓混凝土、墊層料、過(guò)渡層料、堆石料均采用一套碾壓設(shè)備進(jìn)行碾壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

（1）防滲性好。本發(fā)明壩殼全部采用混凝土，成為一個(gè)完整而封閉的防滲體，具有很好的強(qiáng)度及防滲性能。

（2）體型小。由于外形與重力壩相同，坡比較陡，與普通的碾壓式堆石壩相比，體積小。

（3）施工簡(jiǎn)便。壩殼采用碾壓混凝土，壩身采用堆石料，施工時(shí)可采用相同運(yùn)輸及鋪筑設(shè)備，均采用振動(dòng)碾分層碾壓密實(shí)。碾壓混凝土和碾壓堆石料施工技術(shù)成熟。兩者結(jié)合采用全斷面通倉(cāng)碾壓方式，施工效率高。

（4）造價(jià)低。充分利用開(kāi)挖料及河床砂礫料，單價(jià)低。

（5）外形簡(jiǎn)潔美觀。由于采用混凝土壩殼，可實(shí)現(xiàn)壩頂溢流，形成天然瀑布，尤其適合作為城市景觀，成為景觀壩。