[发明专利]面板堆石坝的预应力加筋结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种面板堆石坝的预应力加筋结构及其施工方法。该加筋结构包括弹簧筒、加筋梁、挡梁、绑扎线、土工格栅，土工格栅平铺在相邻的堆石料层之间，弹簧筒固定于堆石料层的一端，弹簧筒内设置有弹簧，弹簧的端部与加筋梁的一端固定连接，加筋梁的另一端设有挡梁孔，加筋梁上沿轴线延伸方向布置有若干个孔洞，绑扎线穿过加筋梁上的孔洞将土工格栅绑扎连接在一起，当弹簧伸长产生预应力后，在堆石料层的另一端将挡梁穿过同一堆石料层的加筋梁的挡梁孔将该层所有的加筋梁连接为整体，产生预应力嵌锁。本发明通过外部预应力装置对加筋梁施加拉力，传递到弹簧筒从而施加预应力，增强了格栅网孔和堆石料的嵌锁效应，整体性好。

技术领域

本发明涉及一种用于石坝的预应力加筋结构和施工方法，特别涉及一种用于面板堆石坝的预应力加筋结构和施工方法。

背景技术

钢筋混凝土面板堆石坝(简称面板堆石坝)具有良好的稳定性、防渗性和抗震性，在水利工程中应用广泛，其以堆石料为坝体支承结构，上游坡面现浇钢筋混凝土面板作为防渗结构，下游坡面常采用浆砌石护坡。

高面板堆石坝遭受到强震的作用时，由于鞭梢效应，受到往复地震惯性力可能会使坝顶区域的堆石料松动，从而导致上游面板和下游浆砌石出现开裂、渗漏和错台，严重威胁大坝的安全和经济效应。因此，有必要对坝顶区域采取合理的抗震加固措施，提高大坝的抗震稳定性。

坝顶堆石料中分层铺设筋材(钢塑土工格栅、钢筋网、混凝土格构梁)作为一种有效的高面板堆石坝抗震加固措施，近年来已被实际应用于筑坝水利工程中。然而不同的加筋材料组成的加筋结构有着各自的优缺点，主要体现在：(1)钢筋网、钢筋混凝土格构梁组成的此类加筋结构具有强度高、网孔与堆石料能形成牢固嵌锁效应等优点，但缺点是成本过高。(2)钢塑土工格栅虽然成本低，但是由单一的钢塑土工格栅组成的加筋结构自由铺设在堆石料上，过于柔软，其网孔无法与堆石料形成牢固的嵌锁效应，且加筋结构难以与钢筋混凝土面板连接在一起。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种面板堆石坝的预应力加筋结构及其施工方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种面板堆石坝的预应力加筋结构，所述堆石坝包括若干层堆石料，所述预应力加筋结构包括弹簧筒、加筋梁、挡梁、绑扎线、土工格栅，所述土工格栅平铺在相邻的堆石料层之间，所述弹簧筒固定于堆石料层一端的钢筋混凝土面板中，弹簧筒内设置有弹簧，所述弹簧的端部与加筋梁的一端固定连接，加筋梁的另一端设有挡梁孔，所述加筋梁上沿轴线延伸方向布置有若干个孔洞，所述绑扎线穿过加筋梁上的孔洞将所述土工格栅绑扎连接在一起，当弹簧伸长产生预应力后，在堆石料层的另一端将所述挡梁穿过同一堆石料层的加筋梁的挡梁孔将该层所有的加筋梁连接为整体，产生预应力嵌锁。

更进一步的，所述弹簧的端部连接有带肋钢筋，所述加筋梁的一端设置有套筒，所述带肋钢筋旋转固定于套筒中。

更进一步的，所述弹簧筒为中空结构，外壳为金属，内设弹簧，所述弹簧的一端与筒壁固定连接，另一端与带肋钢筋固定连接，带肋钢筋伸出筒壁的端部设有丝扣。

更进一步的，所述弹簧筒的直径为100mm～300mm，长度为面板堆石坝面板厚度的1/2～1/3。

更进一步的，所述加筋梁为中空结构，外壳为金属，加筋梁的断面为正方形，边长与弹簧筒的直径一致，梁侧孔洞对称分布，直径略大于绑扎线直径。

更进一步的，所述挡梁为现浇钢筋混凝土结构，挡梁将该平面所有的加筋梁连接为整体，所述挡梁的断面尺寸与挡梁孔露出下游坡面的尺寸一致。

更进一步的，所述土工格栅为钢塑土工格栅，其网孔为正方形，网孔边长500mm～2000mm，格栅边缘设有孔洞，直径略大于绑扎线直径。

更进一步的，所述绑扎线为钢绞线，所述绑扎线穿过钢塑土工格栅边缘的孔洞和加筋梁侧壁孔洞，将钢塑土工格栅绑扎在加筋梁上。