本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域，更具體地說(shuō)涉及一種高寒區(qū)土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)及其施工方法，該方法適用于在寒冷地區(qū)建設(shè)土石壩時(shí)，利用該方法土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)達(dá)到土石壩護(hù)坡防凍脹效果。

背景技術(shù)：

土石壩護(hù)坡凍脹破壞是寒區(qū)水利水電工程中普遍存在的問(wèn)題。土石壩護(hù)坡在冬季負(fù)溫作用下會(huì)產(chǎn)生凍脹變形和冰拔破壞，春季溫度上升使其融化產(chǎn)生融沉變形，春季在風(fēng)浪作用下產(chǎn)生冰推力，經(jīng)過(guò)反復(fù)凍融、冰推和風(fēng)浪作用下土石壩護(hù)坡會(huì)產(chǎn)生破壞。

現(xiàn)有技術(shù)中防滲防凍脹結(jié)構(gòu)單一，防凍脹效果差，經(jīng)過(guò)反復(fù)凍融、凍脹、冰推和冰拔作用土石壩護(hù)坡產(chǎn)生破壞。沒(méi)有從本質(zhì)解決防凍脹問(wèn)題，土石壩護(hù)坡經(jīng)過(guò)幾個(gè)凍融循環(huán)作用和冰凍害后，土石壩護(hù)坡產(chǎn)生凍脹破壞，不僅影響水庫(kù)的運(yùn)行效益而且增加了維護(hù)費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的之一是提供了一種高寒區(qū)土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)有的土石壩護(hù)坡防凍脹形式與新的土石壩護(hù)坡防凍脹結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明土石壩護(hù)坡防凍脹效果明顯，具有抑制壩體填土凍脹及護(hù)坡防凍脹等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的之二是提供了一種高寒區(qū)土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)的施工方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種高寒區(qū)土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)，在壩體上設(shè)有三個(gè)防凍脹結(jié)構(gòu)，所述三個(gè)防凍脹結(jié)構(gòu)分別為鋪設(shè)在壩底的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、澆筑埋設(shè)在壩坡處的鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)、鋪設(shè)在壩頂?shù)臐{砌石結(jié)構(gòu)，所述鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)位于所述水庫(kù)壩坡對(duì)應(yīng)的冬季蓄水位結(jié)冰區(qū)。

進(jìn)一步，所述鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土墻體，所述鋼筋混凝土墻體的頂部預(yù)埋鋼筋，所述鋼筋混凝土墻體頂部表面固定設(shè)有鍍鋅鋼板。

進(jìn)一步，所述鋼筋混凝土墻體的寬為1-3m，高為1-3m。

進(jìn)一步，所述弧形現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)包括所述壩體上依次鋪設(shè)的土工膜、砂礫石墊層、混凝土層。

進(jìn)一步，所述漿砌石結(jié)構(gòu)包括所述壩體上依次鋪設(shè)的土工膜、砂礫石墊層、漿砌石層，所述漿砌石層的間隙用無(wú)砂混凝土填實(shí)。

進(jìn)一步，所述現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、所述鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)、所述漿砌石結(jié)構(gòu)的外表面在同一個(gè)平面上。

進(jìn)一步，所述壩底為圓弧形狀。

一種高寒區(qū)土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)的施工方法，其方法步驟包括：

1)填筑壩體，將所述壩體制成圓弧狀；

2)在壩坡對(duì)應(yīng)的水庫(kù)冬季蓄水位結(jié)冰區(qū)澆筑鋼筋混凝土墻體，所述鋼筋混凝土墻體的頂部鋪設(shè)有鍍鋅鋼板；

6)在所述壩體的表面依次鋪設(shè)土工膜、砂礫石墊層至壩頂；

7)在所述砂礫石墊層上沿壩底至所述鋼筋混凝土墻體靠近所述壩底的一側(cè)澆筑混凝土層；

8)在所述3)中砂礫石墊層上沿所述鋼筋混凝土墻體的另一側(cè)至所述壩頂鋪設(shè)漿砌石。

進(jìn)一步，所述步驟2)中鋼筋混凝土墻體寬為1-3m，高為1-3m。

進(jìn)一步，所述步驟2)中所述鋼筋混凝土墻體的頂部預(yù)埋鋼筋，所述鋼筋混凝土墻體頂部表面固定設(shè)有鍍鋅鋼板。

本發(fā)明的有益效果為：

將壩底制成弧形形狀，能較好的適應(yīng)水位波動(dòng)區(qū)的凍脹、冰推和冰拔對(duì)護(hù)坡的破壞；

弧形壩底上現(xiàn)澆混凝土形成弧形混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土自重和混凝土防滲達(dá)到防凍脹效果，具有適應(yīng)不勻均變形、抗拔、防沖刷、防凍脹能力強(qiáng)的特點(diǎn)；

鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)冬天蓄水位的水結(jié)冰時(shí)，冰層分布在鍍鋅鋼板上，鍍鋅鋼板和鋼筋混凝土墻體為一體，能較好的防止凍脹、冰推和冰拔的作用，鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)的頂部鍍鋅鋼板表面光滑、均勻，鋼筋混凝土墻體避免融沉變形，從而實(shí)現(xiàn)避免凍融、冰推和風(fēng)浪作用下對(duì)壩體產(chǎn)生破壞，達(dá)到防凍防滲的作用；

漿砌石結(jié)構(gòu)利用自身重力達(dá)到防凍脹效果。

本發(fā)明利用不同結(jié)構(gòu)形式達(dá)到防凍脹效果，與常規(guī)土石壩防凍脹結(jié)構(gòu)相比具有不均勻凍脹變形小，防冰推能力強(qiáng)，防凍脹效果好的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明三個(gè)防凍脹結(jié)構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1、壩體；2、鋼筋混凝土墻體；3、鋼筋；4、土工膜；5、砂礫石墊層；6、混凝土層；7、鍍鋅鋼板；8、螺母；9、漿砌石層；10、無(wú)砂混凝土。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、圖2所示一種高寒區(qū)土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)，壩體1的由壩底、壩坡、壩頂組成，沿壩體1分布設(shè)有三個(gè)防凍脹結(jié)構(gòu)，所述三個(gè)防凍脹結(jié)構(gòu)分別為鋪設(shè)在壩底的弧形現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、澆筑埋設(shè)在壩坡處的鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)、鋪設(shè)在壩頂?shù)臐{砌石結(jié)構(gòu)，所述現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、所述鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)、所述漿砌石結(jié)構(gòu)的外表面在同一個(gè)平面上，所述鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土墻體2，鋼筋混凝土墻體2的頂部預(yù)埋鋼筋3，鋼筋混凝土墻體2頂部表面固定設(shè)有鍍鋅鋼板7，鋼筋混凝土墻體2位于所述水庫(kù)壩坡對(duì)應(yīng)的冬季蓄水位結(jié)冰區(qū)，鋼筋混凝土墻體寬為1-3m，高為1-3m，優(yōu)選地，寬為2m，高為2m，所述現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)包括垂直于壩體1的表面從里向外依次鋪設(shè)的土工膜4、砂礫石墊層5、混凝土層6，所述漿砌石結(jié)構(gòu)包括垂直于壩體1的表面從里向外依次鋪設(shè)的土工膜4、砂礫石墊層5、漿砌石層9，漿砌石層9的間隙用無(wú)砂混凝土10填實(shí)，所述壩底為圓弧形狀。

冬季蓄水位處的水會(huì)沿壩坡表面結(jié)冰蔓延，對(duì)坡體產(chǎn)生推力，通常情況下結(jié)冰面沿壩坡分布的寬度為2m左右，當(dāng)冬天蓄水位范圍的水結(jié)冰時(shí)，冰層分布在鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)上，混凝土墻體2能較好的適應(yīng)冰推力，鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)的頂部表面設(shè)有鍍鋅鋼板7，其表面光滑，當(dāng)冰面開(kāi)始融化時(shí)，融化均勻，避免融沉變形；

一種高寒區(qū)土石壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)的施工方法，其方法步驟包括：

1)填筑壩體1，將壩底澆筑成圓弧狀，弧長(zhǎng)112m，壩高40m，壩體1上游壩坡坡比1:2.75；

2)在壩坡對(duì)應(yīng)的水庫(kù)冬季蓄水位結(jié)冰區(qū)澆筑鋼筋混凝土墻體2，鋼筋混凝土墻體2寬為2m，高為2m，鋼筋混凝土墻體2為c40混凝土，鋼筋混凝土墻體2的頂部埋設(shè)預(yù)留有鋼筋3，鋼筋的直徑為0.02m，鋼筋混凝土墻體2的頂部鋪設(shè)有鍍鋅鋼板7，鍍鋅鋼板厚0.015m，鍍鋅鋼板表面光滑；

3)沿垂直于壩體的表面從里向外依次鋪設(shè)土工膜4、砂礫石墊層5至壩頂，砂礫石墊層5鋪設(shè)厚度為0.2m，其中卵石不小于0.05m；

4)在砂礫石墊層5上沿壩底至混凝土墻2體靠近所述壩底的一側(cè)澆筑混凝土層6，混凝土層6為c20混凝土，鋪設(shè)厚度為0.4m；

5)在所述3)中砂礫石墊層5上沿鋼筋混凝土墻體2的另一側(cè)至所述壩頂鋪設(shè)漿砌石，漿砌石層9厚0.4m，漿砌石層9上存在的縫隙用無(wú)砂混凝土10處理，無(wú)砂混凝土10為m5混凝土，鋪設(shè)厚度為0.2m。

所述現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、所述鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)、所述漿砌石結(jié)構(gòu)的外表面在同一個(gè)平面上，即混凝土層6、鍍鋅鋼板7、螺母8、漿砌石層9和無(wú)砂混凝土10的外表面持平。

以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。