專利名稱：沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要適用于沿海寬河谷地區(qū)土壩和混凝土壩連接處的插入式接頭上游外包土壩部位(簡稱上游裹頭)，尤其適用于高風(fēng)速的寬河谷地區(qū)。
背景技術(shù)：
在人類抵抗大自然洪澇、干旱災(zāi)害過程中，筑壩歷史悠久。最早采用的壩型為土壩。土壩適應(yīng)地基條件良好、抗震能力也較強，但不利于布置壩身泄水建筑物。隨著筑壩技術(shù)的發(fā)展和新型筑壩材料的發(fā)明，有利于布置壩身泄水建筑物的混凝土壩成為首選壩型。但寬河谷地區(qū)大壩軸線較長，河床覆蓋層較深，采用混凝土壩一般經(jīng)濟性較差，故一般在主河床采用混凝土壩泄洪，兩側(cè)河床采用土壩擋水以節(jié)約投資，混凝土壩和土壩的連接成為大壩設(shè)計的關(guān)鍵。土壩同混凝土壩連接，一般可采取翼墻式和插入式。自70年代末廣西西津水庫成功采用工程量相對節(jié)省的插入式接頭以來，插入式接頭成為土壩和混凝土壩連接的首推型式。該種型式具體結(jié)構(gòu)是將變截面的混凝土壩插入土壩一段距離，用土壩包裹截面變小的混凝土壩，接頭處土壩上、下游壩坡保持不變，以90°圓錐將混凝土半插入段包裹住(該部分土壩簡稱裹頭)。這種結(jié)構(gòu)在低風(fēng)速的內(nèi)地峽谷地區(qū)運用情況良好。但對于沿海寬河谷地區(qū)，在臺風(fēng)季節(jié)，高風(fēng)速極易在上游裹頭側(cè)引起波能集中，產(chǎn)生很大的波浪壓力，破壞該部位土壩的護坡，從而直接淘刷土壩壩體，存在導(dǎo)致土壩上游變坡失穩(wěn)甚至跨壩的安全隱患。例如海南大廣壩水電站其河床為碾壓混凝土重力壩，左、右兩岸為均質(zhì)土壩，混凝土壩和土壩采用插入式接頭，結(jié)構(gòu)由土壩包裹混凝土壩段。土壩裹頭上游為90°圓錐裹頭。2005年，海南達維臺風(fēng)在大廣壩壩址處產(chǎn)生最大風(fēng)速達39. 3 m/s。本次臺風(fēng)對接頭的混凝土插入式壩段基本無損害，但對高程132. Om以上的均質(zhì)土壩裹頭毀壞嚴重，90°圓錐裹頭表層拋石、碎石護坡失穩(wěn)全部滑入庫區(qū)，下部土工織物全部被沖走，均質(zhì)土壩壩殼被沖毀，靠近混凝土壩面接觸區(qū)的防滲層(粘土)被沖走。水毀原因分析認為造成該次過頭破壞的主要原因為接頭裹頭部位的結(jié)構(gòu)型式不適合沿海寬河谷地區(qū)。大廣壩樞紐土壩和混凝土壩接頭部位需承受沿河道和沿壩軸線兩個方向的風(fēng)力。在內(nèi)陸地區(qū)，因河谷狹窄，兩岸山體陡竣，其沿壩軸線方向吹程較短，風(fēng)力較小，幾乎可以忽略。故原土壩設(shè)計規(guī)范未對接頭部位的波浪壓力計算做特殊規(guī)定，僅參考土壩計算波浪壓力。大廣壩樞紐地勢十分開闊，壩頂壩軸線長度將近6km，為亞洲最長壩。其沿壩軸線方向吹程接近河道吹程，沿壩軸線波浪壓力幾乎等同于河道方向產(chǎn)生的波浪壓力，在90°圓錐裹頭部位易造成波能集中，波浪壓力大于土壩其它部位的浪壓力。本次臺風(fēng)是建庫以來的最大風(fēng)速，庫區(qū)水位也是建庫以來最高，各種不利因素組合，造成裹頭高程132. Om以上拋石部位的護坡失穩(wěn)破壞。護坡破壞后，裹頭土壩極易被波浪淘刷，此時壩前波浪受防浪墻阻礙破碎后大股水流順混凝土插入式接頭上游面流下，直接沖擊裹頭和混凝土面間的防滲體(粘土 )，使得防滲體破壞更為嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩插入式接頭的上游側(cè)裹頭受高風(fēng)速影響導(dǎo)致護坡破壞的問題，本發(fā)明旨在提供一種沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭，該接頭能大大緩解波能集中，避免護坡破壞，有效地延長了土壩壩體壽命。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭，所述混凝土壩和土壩的接頭為插入式接頭，該插入式接頭具有上游側(cè)裹頭，其結(jié)構(gòu)特點是，該上游側(cè)裹頭的外輪廓線與壩軸線水平投影線的交角P為大于120°的鈍角。作為優(yōu)選方案，所述P為150°，緩解波能集中效果更好。藉由上述結(jié)構(gòu)，將混凝土壩和土壩插入式接頭的常規(guī)上游側(cè)裹頭的外輪廓線與壩軸線水平投影線的交角P由90°圓錐改變?yōu)榇笥?20°的鈍角，類似于橢圓錐，大大緩解了波能集中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明大大緩解了波能集中，避免了土壩上游變坡失穩(wěn)甚至跨壩的威脅，尤其適用于高風(fēng)速的寬河谷地區(qū)。以下結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明作進一步闡述。


圖1是本發(fā)明一種實施例的俯視 圖2是圖I的剖面 圖3是圖I的立面視 在圖中
I-上游裹頭各級坡底線；2-上游裹頭各級變坡線；
4-壩軸線水平投影線；5-上游裹頭；6_ 土壩同混凝土壩間粘土部分；
7-混凝土壩半插入段或全插入段；
^-上游裹頭外輪廓線同壩軸線水平投影線的交角。
具體實施例方式一種沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭，如圖廣3所示，所述混凝土壩和土壩接頭的上游裹頭為插入式接頭的上游側(cè)裹頭5，該上游側(cè)裹頭的外輪廓線I與壩軸線水平投影線4的0為大于120°的鈍角，優(yōu)選為150°，緩解波能集中效果更好。本發(fā)明應(yīng)用于海南大廣壩水電站達維臺風(fēng)裹頭修復(fù)時，接頭上游土壩填筑土體、粘土和排水砂帶同原設(shè)計結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新的關(guān)鍵是接頭上游裹頭。從接頭土壩起始端利用拋石的不同厚度，變裹頭外輪廓線同壩軸線水平投影線4的交角P由原設(shè)計90°為150°鈍角，消除了波能集中現(xiàn)象。修復(fù)至今，歷經(jīng)多次大臺風(fēng)考驗，接頭處土壩壩體穩(wěn)定，未見破壞現(xiàn)象。
上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā) 明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭，所述混凝土壩和土壩的接頭為插入式接頭，該插入式接頭具有上游側(cè)裹頭，其特征在于，該上游側(cè)裹頭的外輪廓線(I)與壩軸線水平投影線(4)的交角P為大于120°的鈍角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭，其特征在于，所述3 為 150。。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭，屬于混凝土壩和土壩接頭領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有插入式接頭的上游側(cè)裹頭受高風(fēng)速影響導(dǎo)致護坡破壞的問題，一種沿海寬河谷地區(qū)混凝土壩和土壩的接頭，所述混凝土壩和土壩的接頭為插入式接頭，該插入式接頭具有上游側(cè)裹頭，該上游側(cè)裹頭的外輪廓線與壩軸線水平投影線的交角β為大于120°的鈍角。本發(fā)明大大緩解了波能集中，避免了土壩上游變坡失穩(wěn)甚至跨壩的威脅，尤其適用于高風(fēng)速的寬河谷地區(qū)。
文檔編號E02B7/04GK102619196SQ20121011416
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者夏建平, 曾雪艷, 王慶祥, 趙紅敏 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設(shè)計研究院