專利名稱：組合式混凝土防滲墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)樗Y源可持續(xù)利用與節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)和水 利工程中的混凝土防滲墻。
背景技術(shù)：
在水資源和水利工程中，常采用混凝土防滲墻進(jìn)行地下土層防滲，采 取在地面施工挖槽，泥漿固壁保持槽孔穩(wěn)定，泥漿下導(dǎo)管澆灌混凝土形成 防滲墻。防滲墻采用的材料，并無統(tǒng)一規(guī)定， 一般采用剛性混凝土較多， 也有采用塑性混凝土或半塑性混凝土。總體上，均采用單一材料的防滲墻， 即不管土層性質(zhì)如何及水頭高低，要么采用剛性混凝土，要么采用塑性混 凝土或半塑性混凝土。但對(duì)于復(fù)合地層(下部為強(qiáng)透水砂或砂礫層，上部
為弱透水粘性土層)，采用單一材料的混凝土防滲墻具有明顯的不合理性 塑性混凝土的抗?jié)B性和強(qiáng)度較低，不適合應(yīng)用于下部砂礫層中；剛性混凝 土過于剛硬，在上部粘性土層中容易折斷或開裂。
剛性混凝土 一般指彈性模量E > 10000MPa,抗壓強(qiáng)度R28》10MPa的混 凝土；塑性混凝土一般指彈性模量E《2000MPa,抗壓強(qiáng)度R28 < 5MPa的混 凝土；半塑性混凝土彈性模量和抗壓強(qiáng)度介于上述二者之間的混凝土。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決復(fù)合地層(下部為強(qiáng)透水砂或砂礫層，上部為弱透水粘性土 層)采用單一材料的混凝土防滲墻具有明顯不合理性的問題，本實(shí)用新型
提供一種組合式混凝土防滲墻。 具體的技術(shù)解決方案如下
組合式混凝土防滲墻包括上部墻體、下部墻體和中間過渡段， 所述上部墻體為塑性混凝土，下部墻體為剛性混凝土，中間過渡段為 半塑性混凝土。
所述塑性混凝土上部墻體設(shè)計(jì)指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度R28 = 3-5MPa，彈性模
3量E= 1000-2000MPa，滲透系數(shù)k = 1(T6_10—7 cm/s;
所述剛性混凝土下部墻體設(shè)計(jì)指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度R2^10MPa，彈性模量 EMOOOOMPa,滲透系數(shù)k = 10_8-10_9ctn/s;
半塑性混凝土中間過渡段設(shè)計(jì)指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度R28-5-15MPa,彈性模 量E = 2000-1 OOOOMPa,滲透系數(shù)k = 10—7-l(T8 cm/s;
所述下部墻體高度L1: L產(chǎn)嵌巖深度d+砂礫石層厚度+伸入上部土體中 長(zhǎng)度s，
所述中間過渡段高度L2: L產(chǎn)4-7米，
所述上部墻體高度L3: L產(chǎn)墻體總高度L -剛性混凝土高度L -過渡段
高度"。
所述嵌巖深度d:新鮮巖石不小于O. 5m，或風(fēng)化巖石不小于1. Om。 所述剛性混凝土伸入上部土體中長(zhǎng)度s: —^殳s = H /6-8，其中H為 上下游水^f立差。
組合式混凝土防滲墻的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在幾個(gè)方面①根據(jù)墻體承 受的水頭大小，采用相應(yīng)的抗?jié)B性材料，滿足防滲安全要求，降低工程造 價(jià)。②上部采用塑性混凝土，增加其適應(yīng)變形的能力，減小對(duì)下部剛性混 凝土墻體的約束，減小地層沉陷產(chǎn)生的墻體附加垂直應(yīng)力，改善整個(gè)防滲 墻的應(yīng)力狀態(tài)。③塑性混凝土與粘性土層之間的粘結(jié)性能好，結(jié)合緊密。 用于大壩防滲，對(duì)壩體或大壩粘土心墻的劈裂破壞作用小，有利于保證壩 體的完整性和整體性。④下部墻體承受較高的水頭和較大的應(yīng)力。剛性混 凝土強(qiáng)度高，抗?jié)B性能好；其與強(qiáng)透水砂礫層下部的基巖結(jié)合好，增強(qiáng)其 與基巖接觸面抗沖刷能力。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中序號(hào)說明1—塑性混凝土， 2—?jiǎng)傂曰炷粒?3—過渡段，4一粘 性土壩體，5—砂礫石透水層，6—壩基面，7—基巖面，8—基巖，9一水庫 正常蓄水位，10—壩頂，11—壩下游水位。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。 復(fù)合地層在水資源和水利工程中是常見的，因河床地層沉積的地質(zhì)特 點(diǎn)，下部一般為粗顆粒強(qiáng)透水砂礫層，上部一般為細(xì)顆粒弱透水粘性土層， 在深厚覆蓋層河床上修建擋水工程，常遇到這種地層。在老水庫除險(xiǎn)加固 或新建土壩工程中，大壩底部為砂礫石強(qiáng)透水層，其上為土質(zhì)壩體或粘土 心墻的實(shí)例很多。對(duì)于復(fù)合地層，本實(shí)用新型專利是適用的。
實(shí)施例
參見圖l，組合式混凝土防滲墻包括上部墻體1、下部墻體2和中間過 渡段3。上部墻體l為塑性混凝土，下部墻體2為剛性混凝土，中間過渡段 3為半塑性混凝土。
組合式混凝土防滲墻厚度T:與上下游水位差H有關(guān)， 一般T = H / (60-80 )。
嵌入巖石深度d:與上下游水位差H和巖石性質(zhì)有關(guān)， 一般新鮮巖石不 小于O. 5m,風(fēng)化巖石不小于1.0m。
剛性混凝土伸入上部土體中長(zhǎng)度s:與上下游水位差H和上部土體的性 質(zhì)有關(guān)， 一般s = H / (6-8)。
剛性混凝土高度L1: L產(chǎn)嵌巖深度d+砂礫石層厚度+伸入上部土體中長(zhǎng)度s。
過渡段高度U:與施工方法和塑性混凝土高度有關(guān)， 一般"=4-:/m。 塑性混凝土高度L3: L產(chǎn)墻體總高度L -剛性混凝土高度L -過渡段高 度L。
工作原理
上部墻體l與弱透水粘性土層共同防滲，墻體承擔(dān)的水頭較低；上部 土層變形相對(duì)較大，尤其是大壩混凝土防滲墻，上部壩體變形量大；為增 強(qiáng)上部墻體的變形能力，上部采用塑性混凝土，膠凝材料按一定比例的水 泥、粘土、膨潤(rùn)土，由配合比試驗(yàn)確定，墻體設(shè)計(jì)指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度1128 = 3-5MPa,彈性模量E= 1000-2000MPa,滲透系數(shù)k = 10—6-l(T7 cm/s。下部強(qiáng) 透水砂礫層中墻體幾乎承擔(dān)上下游的全部水位差，應(yīng)^^是高墻體抗?jié)B耐久性；在上部荷載作用下，土層產(chǎn)生沉陷，將使墻體產(chǎn)生附加垂直壓力，下部墻
體2自重壓力也較大，因而需提高下部墻體的抗壓強(qiáng)度。下部采用剛性混
凝土，膠凝材料為水泥，摻入適量粉煤灰和外加劑，由配合比試驗(yàn)確定。
墻體設(shè)計(jì)指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度R28》10MPa,彈性模量E > lOOOOMPa，滲透系數(shù) k = 10—8-10—9cm/s。塑性混凝土與剛性混凝土之間為半塑性混凝土ii渡區(qū)， 一般抗壓強(qiáng)度R28 = 5-15MPa,彈性模量E = 2000-10000MPa,滲透系數(shù)k二 10—'-10—8 cm/s。 施工方法
首先按墻體設(shè)計(jì)指標(biāo)做好混凝土配合比試驗(yàn)，確定墻體材料配方；在 現(xiàn)場(chǎng)沿防滲墻設(shè)計(jì)軸線分段挖槽(一般每段槽長(zhǎng)6-8m),泥漿固壁，下導(dǎo)管 至槽底；先按剛性混凝土的配合比拌制混凝土，通過導(dǎo)管澆灌混凝土至設(shè) 計(jì)高度以上2-5m(視防滲墻深度而定)；再改澆灌塑性混凝土至墻頂。其中， 由于導(dǎo)管的埋入深度和澆灌混凝土的下落慣性，在塑性混凝土與剛性混凝 土之間自然形成半塑性混凝土過渡區(qū)。
混凝土配合比
剛性混凝土配合比(每立方米材料用量kg ):水235-245、水泥330-370、 粉煤灰120-130、外加劑9-11、砂720-740、石920-940。
塑性混凝土配合比(每立方米材料用量kg ):水335-345、水泥240-280、 膨潤(rùn)土 70-80、粘土 130-140、外加劑9-11、砂590-610、石700-720。
過渡段混凝土配合比介于剛性混凝土與塑性混凝土之間。
權(quán)利要求1、組合式混凝土防滲墻，其特征在于包括上部墻體、下部墻體和中間過渡段，所述上部墻體為塑性混凝土，下部墻體為剛性混凝土，中間過渡段為半塑性混凝土。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式混凝土防滲墻，其特征在于 所述下部墻體高度L1: L產(chǎn)嵌巖深度d+砂礫石層厚度+伸入上部土體中長(zhǎng)度s，所述中間過渡段高度L2: L尸4-7米，所述上部墻體高度L3: L產(chǎn)墻體總高度L -剛性混凝土高度In -過渡段 高度U
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合式混凝土防滲墻，其特征在于所述嵌 巖深度d:新鮮巖石不小于O. 5m，或風(fēng)化巖石不小于1. 0m。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合式混凝土防滲墻，其特征在于所述剛 性混凝土伸入上部土體中長(zhǎng)度s: —般s = H /6-8，其中H為上下游7JC位差。
專利摘要本實(shí)用新型涉及水資源可持續(xù)利用與節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)和水利工程中的組合式混凝土防滲墻，解決了復(fù)合地層采用單一材料的混凝土防滲墻具有明顯不合理性的問題。組合式混凝土防滲墻包括上部墻體、下部墻體和中間過渡段，所述上部墻體為塑性混凝土，下部墻體為剛性混凝土，中間過渡段為半塑性混凝土。有益技術(shù)效果是①根據(jù)墻體承受的水頭大小，采用相應(yīng)的抗?jié)B性材料，滿足防滲安全要求，降低工程造價(jià)。②上部采用塑性混凝土，改善整個(gè)防滲墻的應(yīng)力狀態(tài)。③塑性混凝土與粘性土層之間的粘結(jié)性能好，有利于保證壩體的完整性和整體性。④下部墻體采用剛性混凝土強(qiáng)度高，抗?jié)B性能好；其與強(qiáng)透水砂礫層下部的基巖結(jié)合好，增強(qiáng)其與基巖接觸面抗沖刷能力。
文檔編號(hào)E02B3/10GK201284475SQ20082004178
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者馮立孝, 張啟富, 王天星, 程觀富, 陳景富 申請(qǐng)人:安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院