專利名稱：大壩止?jié){體及其布置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土大壩施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土大壩施工中，對大壩與兩岸巖石邊坡之間的縫隙進(jìn)行接觸灌漿，以及對大 壩巖基進(jìn)行帷幕灌漿是大壩施工中兩道重要的工序，其施工質(zhì)量關(guān)系到大壩的穩(wěn)定與安 全。大壩建設(shè)前需對基礎(chǔ)進(jìn)行開挖，如圖1所示，對原地面線1進(jìn)行開挖至微風(fēng)化巖 石，形成大壩建基面，然后在建基面上澆筑混凝土大壩2。大壩混凝土因水泥水化放熱在初 期時溫度升高，隨后大壩溫度下降至穩(wěn)定溫度。大壩降溫時其體積發(fā)生收縮，致使其與陡坡 處的巖基之間的縫隙被拉開。工程建設(shè)中需要對陡坡處縫隙進(jìn)行接觸灌漿處理，以免發(fā)生 庫水繞壩滲漏的現(xiàn)象，以圖1中接觸灌漿縫面3為例進(jìn)行說明，其它陡坡處縫隙處理方法相 同。處理方法為如圖2，在混凝土大壩澆筑前在巖石面上埋設(shè)接觸灌漿管路系統(tǒng)4，在接 觸灌漿縫面3被拉開后進(jìn)行灌水泥漿封堵縫面，達(dá)到密實止水的效果。接觸灌漿管路系統(tǒng) 4的管口引至壩內(nèi)廊道，以便在壩體降溫達(dá)到設(shè)計值、接觸灌漿縫面3被拉開后進(jìn)行接觸灌 漿處理。大壩建設(shè)需對巖基進(jìn)行防滲處理，工程建設(shè)一般采用灌漿帷幕防滲工藝。如圖1、 圖2所示，大壩基礎(chǔ)防滲帷幕5設(shè)在大壩建基面的上游側(cè)，采用地質(zhì)鉆機(jī)造深孔(通?？讖?約100mm、孔距約1500mnT3000mm、孔深一般為庫水頭的三分之二、孔在平面上呈一排或二 排布置)，采用高壓力灌注水泥漿工藝，對大壩巖基內(nèi)的裂隙進(jìn)行填充固結(jié)處理，壓力灌注 水泥漿在巖基內(nèi)具有一定的滲透擴(kuò)散范圍，從而在大壩基礎(chǔ)的上游側(cè)形成一道一定厚度的 相對不透水的帷幕。該相對不透水帷幕可以大大折減庫水滲透壓力對壩基產(chǎn)生的揚(yáng)壓力， 以確保大壩抗傾覆穩(wěn)定。如果不對縫面3進(jìn)行處理，那么縫面3則可連通壩體的上、下游，在工程實踐中，為 保證縫面接觸灌漿的質(zhì)量，需要設(shè)置止?jié){體結(jié)構(gòu)，如圖2所示，止?jié){體6、形成一個一定面 積的封閉區(qū)域，以免水泥漿液從上、下游側(cè)流出壩外，封閉區(qū)域能在縫面形成內(nèi)壓力以提高
灌漿質(zhì)量。在目前的設(shè)計和施工方法中，混凝土大壩防滲帷幕和壩肩接觸灌漿止?jié){體結(jié)構(gòu)如 圖3所示，現(xiàn)有的止?jié){體中，梯形混凝土結(jié)構(gòu)10通過插筋11與基巖錨固，梯形混凝土結(jié) 構(gòu)10上插有金屬止?jié){片12，澆筑混凝土大壩時，金屬止?jié){片12與壩體混凝土相連，當(dāng)混凝 土大壩收縮至縫隙張開時，金屬止?jié){片12可以被拉伸不被拉斷，從而形成一個封閉的縫面 腔。該止?jié){體結(jié)構(gòu)在施工中存在如下缺陷
(1)在梯形混凝土結(jié)構(gòu)10的中間要插入金屬止?jié){片12使得施工中的模板安裝費(fèi)時， 影響施工進(jìn)度；
(2)由于梯形混凝土結(jié)構(gòu)10的尺寸不大，在本來狹小的空間內(nèi)又插入金屬止?jié){片12， 使得止?jié){體本身混凝土振搗困難，導(dǎo)致梯形混凝土結(jié)構(gòu)10易發(fā)生蜂窩、麻面等混凝土質(zhì)量缺陷，影響止?jié){、止水效果。在目前的設(shè)計和施工方法中，止?jié){體在平面布置上如圖2所示，該布置存在如下 缺陷
(1) 一個封閉區(qū)域內(nèi)包含了接觸灌漿和帷幕灌漿。如此布置，在施工中，必須先進(jìn)行接 觸灌漿后進(jìn)行帷幕灌漿，如施工順序反之則會發(fā)生帷幕灌漿的漿液進(jìn)入接觸灌漿面及管路 系統(tǒng)，使接觸灌漿提前發(fā)生，其灌漿系統(tǒng)也充滿了水泥漿液，水泥漿液硬化后管路被堵死， 失去再進(jìn)行灌漿的功能了。如此時壩體內(nèi)部溫度未達(dá)到接觸灌漿的規(guī)定條件的話，大壩還 將繼續(xù)發(fā)生降溫收縮，壩體與兩岸基巖之間的縫面還將繼續(xù)張開，由于此時接縫灌漿系統(tǒng) 已堵死，此時的縫面已無法進(jìn)行灌注了。(2)接觸灌漿施工作業(yè)耗時短，但其達(dá)到允許開始施工作業(yè)的基本條件的時間很 長，只有在壩體內(nèi)部溫度下降到一定值和縫面張開度達(dá)到要求后才能進(jìn)行，而要達(dá)到上述 基本條件往往需要等待很長的時間。而工程中帷幕灌漿的工作量大、施工作業(yè)耗時長，施工 條件不受縫面張開度和壩體內(nèi)部溫度的限制，只要混凝土覆蓋厚度達(dá)到an以上即可進(jìn)行 施工，但由于圖2的結(jié)構(gòu)布置只能先進(jìn)行接觸灌漿后進(jìn)行帷幕灌漿，無法讓帷幕灌漿早日 進(jìn)行，大量工期在等待中流逝，對工程早日蓄水投產(chǎn)發(fā)電帶來不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種易施工、質(zhì)量高的止?jié){體。本發(fā)明還提供一種止?jié){體的布置方法。本發(fā)明的一種止?jié){體，包括梯形混凝土結(jié)構(gòu)，梯形混凝土結(jié)構(gòu)的底面設(shè)有鋼筋插 筋，其特征在于梯形混凝土結(jié)構(gòu)的頂面設(shè)置了軸向的凹槽。進(jìn)一步的，梯形混凝土結(jié)構(gòu)的頂面及兩個側(cè)面均涂刷有浙青層。上述止?jié){體的一種布置方法，在大壩的陡坡平面，上游側(cè)設(shè)置第一止?jié){體，頂部設(shè) 置第二止?jié){體，下游側(cè)設(shè)置第三止?jié){體，底部設(shè)置第四止?jié){體，所有止?jié){體均通過鋼筋插筋 與基巖錨固，第一止?jié){體、第二止?jié){體、第三止?jié){體以及第四止?jié){體圍成封閉區(qū)域，其特征 在于還包括設(shè)于第一止?jié){體與第三止?jié){體之間的第五止?jié){體，第五止?jié){體的兩端分別連 接至第二止?jié){體和第四止?jié){體，從而形成兩個封閉區(qū)域，上游側(cè)為帷幕灌漿區(qū)，下游側(cè)為接 觸灌漿區(qū)，在各止?jié){體的頂面的凹槽內(nèi)設(shè)置有遇水膨脹橡膠。本發(fā)明提供了一種混凝土大壩帷幕灌漿和接觸灌漿的止?jié){體的新結(jié)構(gòu)形式以及 其布置方法。本發(fā)明中止?jié){體的新結(jié)構(gòu)形式具有易施工和質(zhì)量好的優(yōu)點；本發(fā)明中止?jié){體 的新布置方法具有可先施工帷幕灌漿后施工接觸灌漿的優(yōu)點，可大大縮短工程建設(shè)的直線 工期，實現(xiàn)工程提前投產(chǎn)發(fā)電，具有顯著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。本發(fā)明的止?jié){體的新結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點有
(1)凹槽內(nèi)填充遇水膨脹橡膠的結(jié)構(gòu)設(shè)置取代了在梯形混凝土結(jié)構(gòu)中插入金屬止?jié){ 片，有利于梯形混凝土結(jié)構(gòu)施工時的模板安裝，減小了施工難度和加快了施工進(jìn)度，利于混 凝土振搗密實，提高了止?jié){體的混凝土質(zhì)量；
(2)止?jié){體的梯形混凝土結(jié)構(gòu)的外側(cè)涂刷有浙青層，有利于壩體與止?jié){體在浙青層處 脫開形成縫面，以避免大壩發(fā)生收縮時使止?jié){體拔出鋼筋插筋而與巖基面脫開形成一道縫 面，使止?jié){體失去止?jié){作用。
本發(fā)明的止?jié){體的新布置方法的優(yōu)點有
(1)帷幕灌漿區(qū)與接觸灌漿區(qū)隔開，帷幕灌漿施工不受需后于接觸灌漿施工的限制，帷 幕灌漿提前施工對縮短工程建設(shè)直線工期意義重大；
(2)接觸灌漿可延后進(jìn)行，這樣能為壩體溫度降低和縫面張開提供更充足的時間，有利 于提高接觸灌漿的施工質(zhì)量。


圖1是大壩縱剖面示意圖2是現(xiàn)有接觸灌漿止?jié){體布置示意圖； 圖3是圖2中I - I剖面示意圖； 圖4是本發(fā)明的止?jié){體布置示意圖； 圖5是圖4中II - II剖面示意圖； 圖6是本發(fā)明的一種止?jié){體的示意圖。圖中，1 原地面線；2 大壩；3 接觸灌漿縫面；4接觸灌漿管路系統(tǒng)；5 防滲帷幕； 6 第一止?jié){體；7 第二止?jié){體；8 第三止?jié){體；9 第四止?jié){體；10 梯形混凝土結(jié)構(gòu)；11 鋼筋插筋；12 金屬止?jié){片；13 壩體；14 帷幕灌漿區(qū)；15 接觸灌漿區(qū)；16 凹槽；17 遇水 膨脹橡膠；18 浙青層。
具體實施例方式如圖6所示，一種止?jié){體的具體結(jié)構(gòu)，按圖中尺寸和縱向按每1.5m分節(jié)制作定 型鋼模板用于澆筑止?jié){體混凝土結(jié)構(gòu)10，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(一般為2 3d齡期)即 可拆除模板；止?jié){體的梯形混凝土結(jié)構(gòu)10外型尺寸高A=400mm、上底寬B=300mm、下底寬 C=500mm，止?jié){體中間凹槽16的尺寸寬度D=30mm、深度E=25mm，止?jié){體長度根據(jù)現(xiàn)場區(qū)域劃 分要求而定，在止?jié){體的梯形混凝土結(jié)構(gòu)10的頂面及兩側(cè)面涂刷2 3道浙青，形成2 3mm 厚的浙青層18。如圖5所示，在凹槽16內(nèi)嵌入寬度30mm和厚度為50mm的遇水膨脹橡膠17，遇水 膨脹橡膠嵌入凹槽內(nèi)25mm厚，外露25mm厚。圖4為止?jié){體的平面布置圖，在大壩的陡坡平面，上游側(cè)設(shè)置第一止?jié){體6，頂部 設(shè)置第二止?jié){體7，下游側(cè)設(shè)置第三止?jié){體8，底部設(shè)置第四止?jié){體9，所有止?jié){體均通過鋼 筋插筋11與基巖錨固，第一止?jié){體6、第二止?jié){體7、第三止?jié){體8以及第四止?jié){體9圍成 封閉區(qū)域，還包括設(shè)于第一止?jié){體6與第三止?jié){體8之間的第五止?jié){體13，第五止?jié){體13 的兩端分別連接至第二止?jié){體7和第四止?jié){體9，從而形成兩個封閉區(qū)域，上游側(cè)為帷幕灌 漿區(qū)14，下游側(cè)為接觸灌漿區(qū)15，在各止?jié){體的頂面的凹槽16內(nèi)設(shè)置有遇水膨脹橡膠17。 如圖4所示，帷幕灌漿區(qū)14中第一止?jié){體6與第五止?jié){體13的間距G=4000mm，防滲帷幕5 的孔中線距第五止?jié){體13的間距F=600mnT800mm。大壩壩體混凝土覆蓋基巖厚度大于^ii 時即可進(jìn)行帷幕灌漿施工，使其在接觸灌漿前進(jìn)行施工。接觸灌漿區(qū)15內(nèi)按照規(guī)范要求布 設(shè)接觸灌漿管路系統(tǒng)4，可根據(jù)壩體溫度和縫面張開度情況適時安排施工，一般安排在距水 庫蓄水前最近的低溫季節(jié)。本發(fā)明的止?jié){體的新布置方法中，采用的遇水膨脹橡膠17在大壩混凝土施工時由于混凝土內(nèi)的水分有限，此時遇水膨脹橡膠17的膨脹量并未全部發(fā)生(約達(dá)到40%)，在 對帷幕灌漿區(qū)14或接觸灌漿區(qū)15進(jìn)行灌漿時，遇水膨脹橡膠17剩余的約60%的膨脹量將 繼續(xù)產(chǎn)生，從而可確保形成封閉的灌漿區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種止?jié){體，包括梯形混凝土結(jié)構(gòu)(10)，梯形混凝土結(jié)構(gòu)(10)的底面設(shè)有鋼筋插筋 (11)，其特征在于梯形混凝土結(jié)構(gòu)(10)的頂面設(shè)置了軸向的凹槽(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的止?jié){體，其特征在于梯形混凝土結(jié)構(gòu)(10)的頂面及兩個側(cè) 面均涂刷有浙青層(18)。
3.權(quán)利要求1或2所述止?jié){體的布置方法，在大壩的陡坡平面，上游側(cè)設(shè)置第一止?jié){體 (6)，頂部設(shè)置第二止?jié){體(7)，下游側(cè)設(shè)置第三止?jié){體(8)，底部設(shè)置第四止?jié){體(9)，所有 止?jié){體均通過鋼筋插筋(11)與基巖錨固，第一止?jié){體(6)、第二止?jié){體(7)、第三止?jié){體(8) 以及第四止?jié){體(9)圍成封閉區(qū)域，其特征在于還包括設(shè)于第一止?jié){體(6)與第三止?jié){體 (8)之間的第五止?jié){體(13)，第五止?jié){體(13)的兩端分別連接至第二止?jié){體(7)和第四止 漿體(9)，從而形成兩個封閉區(qū)域，上游側(cè)為帷幕灌漿區(qū)(14)，下游側(cè)為接觸灌漿區(qū)(15)， 在各止?jié){體的頂面的凹槽(16)內(nèi)設(shè)置有遇水膨脹橡膠(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及混凝土大壩施工領(lǐng)域，公開了一種止?jié){體，其包括梯形混凝土結(jié)構(gòu)，梯形混凝土結(jié)構(gòu)的底面設(shè)有鋼筋插筋，其特征在于梯形混凝土結(jié)構(gòu)的頂面設(shè)置了軸向的凹槽。本發(fā)明還公開了一種止?jié){體的布置方法，在現(xiàn)有的布置方法上增加一條止?jié){體，從而將帷幕灌漿區(qū)和接觸灌漿區(qū)獨(dú)立出來。本發(fā)明的止?jié){體減小了施工難度和加快了施工進(jìn)度，利于混凝土振搗密實，提高了止?jié){體的混凝土質(zhì)量。本發(fā)明的止?jié){體的布置方法將帷幕灌漿區(qū)與接觸灌漿區(qū)隔開，帷幕灌漿施工不受需后于接觸灌漿施工的限制，帷幕灌漿提前施工對縮短工程建設(shè)直線工期意義重大且有利于提高接觸灌漿的施工質(zhì)量。
文檔編號E02B3/16GK102071668SQ201110047340
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者劉曉青, 徐寶松, 李同春, 武聰聰, 謝祥明 申請人:河海大學(xué)