[实用新型]一种用于堆石坝的复合防渗面板结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利水电面板坝混凝土面板的挡水防渗结构。尤其是一种用于堆石坝的复合防渗面板结构。

背景技术

混凝土面板作为面板堆石坝的主要防渗结构，其安全可靠性是坝工界一直关注的主要问题之一。由于混凝土材料抵抗拉伸变形的能力较弱，在水荷载及地震荷载作用下易产生贯穿面板的结构性水平拉裂缝，使该部位防渗体系失效。通过引进新型面板材料并改进面板结构形式，可以很好地解决这一工程问题。

目前，在已建面板堆石坝中，已有多座坝体采用了新型面板材料（钢纤维、聚丙烯纤维）。水布垭面板堆石坝作为已建的世界上最高的面板堆石坝，采用聚丙烯腈纤维作为一期面板混凝土的次加筋材料，在大坝三期面板的左7~左11块面板混凝土中掺加钢纤维料。洪家渡面板堆石坝面板混凝土采用C30二级配聚丙烯纤维补偿收缩混凝土，并于一块面板使用无配筋钢纤维混凝土面板。聚丙烯纤维混凝土在白溪面板坝二期面板，以及三板溪面板坝面板中得以使用。

聚丙烯纤维和钢纤维混凝土的使用虽然能从一定程度上控制裂缝的产生和发展，但是一旦开裂，聚丙烯纤维的作用即失去，这时与不掺加聚丙烯纤维的钢筋混凝土的性能基本相同。钢纤维纤延性不高，即对已形成裂缝的发展缺乏限制作用。并且钢纤维因其自身结构特点，施工过程不易振捣并容易发生结团。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，可有效提高面板抵抗拉伸变形能力，且可靠性高的用于堆石坝的复合防渗面板结构。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种用于堆石坝的复合防渗面板结构，包括混凝土面板层，混凝土面板层的上方设有超高韧性水泥基复合材料层；混凝土面板层的中部设有钢筋。

  超高韧性水泥基复合材料层的厚度为复合防渗面板的最小厚度处的0.15-0.3倍。

所述超高韧性水泥基复合材料层喷涂于所述混凝土面板层的上表面。

所述超高韧性水泥基复合材料层为自密实超高韧性水泥基复合材料层。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构简单，主要利用在混凝土面板层的上表面喷涂超高韧性水泥基复合材料层或设置自密实超高韧性水泥基复合材料层实现；由于超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）具有超强变形能力、裂缝无害化分散能力和卓越的能量耗散能力，与混凝土共同作用效果良好，该材料目前在隧洞衬砌、坝面修补、建筑物修复加固等方面有所实际应用。其良好的耐久性和抗震性能、在裂缝开展过程中表现出的应变硬化特性、以及渗透系数随龄期的增长逐渐降低等特性使其在工程应用，尤其是水工混凝土工程的应用上具有极其广阔的前景，因此本实用新型可有效提高面板抵抗拉伸变形能力，且可靠性高。 

附图说明

图1 是本实用新型的结构示意图；

图2 是本实用新型的应用范围示意图。

图中，1-混凝土面板层，2-超高韧性水泥基复合材料层，3-钢筋。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行说明：

图1 是本实用新型一种用于堆石坝的复合防渗面板结构的结构示意图。一种用于堆石坝的复合防渗面板结构，主要包括两层，即在混凝土面板层1的上表面喷涂有超高韧性水泥基复合材料层2，或在混凝土面板层1的上表面设置自密实超高韧性水泥基复合材料层，现场搅拌两次滑模成型；在混凝土面板层1的中部配设钢筋3。其中超高韧性水泥基复合材料层2的厚度为防渗面板最小厚度处的0.15-0.3倍。其中，混凝土面板层1的厚度随着坝体的高度变化，具体为0.03+0.0035H（单位为m），其中H为坝的高度。如图1所示，超高韧性水泥基复合材料层2的厚度为0.15h0~0.3h₀，其中h₀为本实用新型最小厚度处的厚度值。

本实用新型在应用于堆石坝时，将超高韧性水泥基复合材料层2靠近上游面，混凝土面板层1采用常规无轨滑模施工。应用本实用新型时需根据划定范围并结合面板分块分期施工的实际情况进行应用。图2所示是在动力荷载作用下顺坡向高拉应力区的本实用新型面板的应用范围。其中，在I区域和Ⅱ区域对应的范围内可以应用本实用新型。而在其他区域使用现有的混凝土面板。即由图2所示，I区域沿坝高方向，上边界为0.8H~0.9H，下边界为0.5H~0.6H，沿坝轴方向为0.3L左右宽近河谷处；Ⅱ区域为河谷0.1H附近，并沿周边缝向两岸以0.05H的宽度伸至0.5H左右。其中，H为坝高，L为坝轴长。

I区域的上边缘可根据实际情况延伸至坝顶。Ⅱ区域处面板静拉应力一般也较大，但考虑到施工的影响，可根据具体工程面板施工方法考虑是否选用该区域。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。