[實用新型]高寒大壩防滲保溫抗冰一體化結構

有效

• 申請號: 201820159890.4
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN208088238U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 李炳奇;李澤月
• 申請（專利權）人: 李澤月
• 主分類號: E02B7/02
• 分類號: E02B7/02;E02B3/16
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 倪中翔;王淳

一種高寒大壩防滲保溫抗冰一體化結構，該結構包括具有迎水面和背水面的大壩，該迎水面具有水位變動區及第一位置、第二位置；在大壩迎水面混凝土表面設有一層第一防滲層，在該第一防滲層表面設有一層第一保溫層；在大壩背水面混凝土表面設有一層第二保溫層，在該第二保溫層上設有一層第一防護層；在迎水面第一位置及第二位置之間的第一保溫層內設有保溫層防滲保護單元；在迎水面的第一保溫層及防滲保護單元上設有一層第二防滲層；在該第二防滲層表面設有一個層抗冰層。本實用新型具有防滲、保溫、抗冰的功能，防止大壩混凝土軀體裂縫產生及擴展，防止迎水面水位變動區保溫層破損、吸水失效，防止水流沖刷導致磨損破壞，保證大壩安全運行。

技術領域

本實用新型涉及一種適用于高寒地區混凝土大壩的防滲-保溫-抗冰防護一體化結構，特別是一種適用于迎水面水位變動區域的防滲-保溫-抗冰防護的永久性防護結構，和適用于背水面的永久保溫防護結構，及大壩溢流面和閘墩過流側面的防滲抗凍融保溫結構。同時，也適用于混凝土澆筑后1天以上弱齡期混凝土大壩的防滲-保溫-抗冰防護。該一體化結構可以對混凝土大壩形成常年的維護保養。

背景技術

大壩混凝土所產生的裂縫，絕大多數都是表面裂縫，其中一部分迎水面裂縫會在水壓力、溫度應力、變形等外因作用下發展成為深層或貫穿性裂縫；此外大壩溢流面及過流閘墩側面，由于過流沖蝕滲水等而產生混凝土磨損、龜裂、凍融破壞等也是很常見的病害，這些均影響大壩結構的安全運行和耐久性。引起表面裂縫的原因主要是干縮和溫度應力等，對于混凝土干縮應力，在澆筑早期，可以通過表面灑水養護加以改善；而對于溫度應力，由于外界氣溫變化和混凝土內外溫度差的加大，是引起表面拉應力的主要因素，如寒潮和高寒地區的氣溫年變化。所以采用合適和有效的保溫措施，再配之裂縫可追蹤柔性防滲層的結構設計，將會在很大程度上減少混凝土裂縫的產生及擴展，從而提高高寒地區大壩的混凝土防滲、抗裂、抗凍融等性能，保證水庫大壩安全運行。

美國早在20世紀50年代就開始重視混凝土壩體表面保溫防滲。底特律壩和平頂巖壩用泡沫塑料板或紙板保溫，索墩壩頂面采用砂層保溫。日本不少工程采用泡沫塑料板加聚氯乙烯薄膜作為表面保溫和養護材料。前蘇聯1957～1961年在西伯利亞嚴寒地區的布拉茨克重力壩中采用兩層厚模板中填刨花的隔熱材料，部分采用預制混凝土板。我國80年代后，泡沫塑料成為主要的保溫材料，主要有聚苯乙烯泡沫塑料板、保溫被、聚乙烯氣墊薄膜、聚乙烯泡沫塑料板等，但普遍存在施工工藝復雜、保溫效果不穩定、易脫落、老化等問題。

專利CN01259064、CN201220400905、CN201220444508、CN201410169983、CN201710827201、CN203346852U均提出了設置硬泡聚氨酯保溫體系結構，但由于硬泡聚氨酯保溫材料始于普通建筑物保溫，在水工建筑物長期暴露、水浸泡、沖刷的使用環境下，該硬泡聚氨酯材料易吸水水解、易產生黃變、粉化的老化現象，從而失去保溫功能，達不到保溫效果，因此，永久保溫層的防滲防護是十分必要的。此外，迎水面蓄水后，冰蓋以下水溫可保持在2～6度左右，在迎水面水位變動區域以下的部位設置蓄水前臨時保溫措施即能滿足使用要求。對于溢流面和閘墩過流側面需保溫的部位而言，為防止泄洪時沖掉保溫層造成環境污染和資源浪費，采用可拆卸及可二次利用的保溫層是一種可持續發展的大壩保溫防護結構。此外，在高寒地區，迎水面水位變動區域的冰蓋隨水位變動會產生上下移動，從力學角度分析，冰作用于表面主要有冰推力(熱脹冷縮)和冰拔力(剪力及彎矩作用)。保溫層在冰推力和冰拔力作用下易產生破壞并吸水，從而失去保溫效果，在高寒地區考慮抗冰推、冰拔措施也是極其重要的。

傳統的混凝土大壩防滲-保溫結構需要等混凝土大壩達到強度后，才可以進行防滲層的施工，這極大地延長了施工進度，影響施工周期，因此研究一種適用于弱齡混凝土大壩的防滲-保溫-抗冰結構是必要的。另外，大壩在放流或雨雪作用下，溢流面和閘墩過流側面易出現沖磨、溶蝕、凍融等破壞老化現象，因此在溢流面和閘墩過流側面設置防滲保溫防護結構是必要的。

實用新型內容