[發明專利]300m級面板堆石壩自承式面板結構體系及安裝方法

有效

• 申請號: 201610003027.5
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105442499B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 黃志斌;孫志恒;李章浩;徐耀
• 申請（專利權）人: 云南華電金沙江中游水電開發有限公司;北京中水科海利工程技術有限公司
• 主分類號: E02B7/06
• 分類號: E02B7/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 畢強

技術領域

本發明涉及水利水電設備技術領域，尤其涉及一種300m級面板堆石壩自承式面板結構體系及安裝方法。

背景技術

混凝土面板堆石壩是以堆石體為支承結構，在其上游表面澆筑混凝土面板作為防滲結構的堆石壩，簡稱面板堆石壩或面板壩。混凝土面板堆石壩其屬于土石壩類型。

混凝土面板堆石壩是60年代以后發展起來的。斜墻(或面板)堆石壩防滲體位于堆石體上游，材料有土料、鋼筋混凝土、瀝青混凝土、木材等。防滲土體可以放在堆石體上游，也可在土斜墻上設置較厚的堆石層。混凝土面板堆石壩主要由堆石體和防滲系統組成，即具體而言，混凝土面板堆石壩一般由如下結構組成：即混凝土面板(或簡稱面板)、趾板、墊層、過渡層、主堆石區、次堆石區組成(如圖1所示)。

然而，對于300m級混凝土面板堆石壩而言，由于大壩增高，面板斜長增大，水壓力增高，如果沿用常規面板的結構形式，上層面板對下層面板的累積壓力將相應增大，這將惡化下層(特別是底層)面板的應力狀態，這將對面板材料性能提出更高的要求。其次，大壩增高導致壩體填料變形增大，壩體較大的變形將導致其附著面板的變形相應增大，從而產生面板間的擠壓、彎曲、折斷、錯臺、撕裂等變形，再加上水壓力荷載共同作用，常規面板壩的下部面板越來越不甚重負。

另外，從國內外已建、在建或擬建的150m～300m級面板壩的面板布置設計可以看出，目前的常規方法均是在主堆石體上游壩面依次鋪裝“過渡料+墊層料+面板+局部鋪蓋料”，再輔以面板間的接縫止水設計和址板防滲設計，形成了常規面板壩的整體防滲和擋水結構。常規面板壩均是以堆石體為支承結構，以混凝土面板作為防滲結構。且由于混凝土面板的上、下層面板的累砌方式，下層面板實際上也成為上層面板的支承結構。常規面板壩存在的最大缺點就是上層面板壓下層面板的累砌支承方式。在重力作用下，面板沿壩面的重力分量將導致面板的受力狀態惡化，且隨壩體高度增加，水壓力和自重分力增大，面板受力狀況堪憂。

綜上所述，如何解決300m級面板壩的面板防裂變形是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

目前國內外解決此問題的主要途徑有四個方面：

1)高混凝土面板壩堆石體變形控制方法與相關工程措施研究。因為在面板壩設計中，壩體的變形控制是最重要的因素，它會影響到面板的應力和變形，接縫的位移等。而堆石的變形模量主要取決于堆石材料的性質、堆石的級配和施工壓實的情況，對于特高壩而言，應使堆石體達到盡可能高的變形模量，以實現其在自重和水荷載作用下僅產生盡可能小的變形。堆石體的變形主要包括瞬時變形和蠕變變形，它們都與壩體的應力狀態和應力水平密切相關，即與壩體的高度有著直接的關系。因此，200m級面板壩的設計方法和施工措施不能簡單地復制到300m級面板壩上。

2)面板堆石壩接縫系統設計方法與面板應力改善工程措施研究。對于面板堆石壩，其混凝土面板是擋水防滲的主要防線，而面板接縫的止水系統也是大壩防滲的重要組成部分。保證混凝土面板應力的合理分布和接縫系統的安全可靠，是特高混凝土面板壩設計中的重要課題。

3)堆石材料工程特性及面板堆石壩數值分析理論研究。(略)

4)高面板堆石壩堆石填筑施工方法及控制標準研究。(略)

此外，國內已有研究單位開展了多段面板分段支承的研究，但與本文提出的自承式體系截然不同。

本文提出的發明專利就是探索通過合理的分縫措施改善混凝土面板的應力分布，并利用了已獲實用新型專利的《混凝土面板堆石壩接縫表層的蓋板連接結構》的新型止水材料來改進常規的面板接縫止水系統。

本發明的目的在于提供一種300m級面板堆石壩的自承式面板結構體系及安裝方法，以解決上述問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種300m級面板堆石壩的自承式面板結構體系，包括多段面板分塊以及墊層、過渡層、主堆石區和次堆石區；所述主堆石區和所述次堆石區構成了堆石體；

在相鄰的任意兩塊面板分塊結構中：上層面板(即上層混凝土面板)、下層面板(即下層混凝土面板)；相鄰的兩塊上層、下層面板之間還設置有傳力凳11；

所述傳力凳11的一端作為相鄰上層面板與下層面板的面板支承支座，且用于將所述上層面板、所述下層面板隔開；所述傳力凳的另一端通過所述拉錨筋12水平連接所述堆石壩內預埋的錨錠組件13；所述傳力凳用于將各層面板平行于上游壩面的自重分力通過所述傳力凳轉換傳力方向，并經過堆石壩內預埋的所述拉錨筋12、所述錨錠組件13將面板自重分力逐層傳遞到堆石壩體中。