一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝的制作方法

1.本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝。


背景技术：

2.在水利水电工程中，一般需要在河流上修建挡水建筑物以抬高水位，集中水头从而满足发电要求，常规挡水建筑物包括混凝土坝和土石坝。土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、碾压等方式堆筑成的挡水坝，土石坝可以充分利用施工地的天然材料，具有施工方便，成本低廉的优点，但其缺点是抗沉降能力较差。混凝土坝是用混凝土浇筑或用预制混凝土块装配而成的坝，具有结构明确、设计简便、安全可靠的优点，但也存在一些缺点，例如，坝体体积较大导致混凝土工程量较大、材料强度不能充分发挥，工程开挖料和弃渣对环境影响较大；同时，大体积混凝土内外温差较大产生的温度应力，容易导致混凝土出现裂缝，进而影响坝体的安全和使用寿命。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，以解决现有混凝土坝坝体大导致的工程量大、成本高和容易出现裂缝的技术问题。
4.本发明所采用的技术方案为：一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，包括：
5.混凝土挡墙，所述混凝土挡墙包括挡墙面板、挡墙底板和扶壁，所述挡墙面板固定设置于所述挡墙底板上，并将所述挡墙底板分割为趾板部和踵板部；多个所述扶壁间隔设置于所述挡墙底板的所述踵板部上，并与所述挡墙面板固定连接；
6.上游回填砂砾石，所述上游回填砂砾石回填于所述混凝土挡墙的上游侧，并压载于所述挡墙底板的所述趾板部上；
7.下游回填砂砾石，所述下游回填砂砾石回填于所述混凝土挡墙的下游侧，并压载于所述挡墙底板的所述踵板部上；
8.护坡，所述护坡覆盖于所述下游回填砂砾石上，用于提高所述混凝土挡墙的抗滑稳定性。
9.优选的，所述挡墙面板的上游侧面上设有防止所述挡墙面板渗水的防渗层。
10.优选的，所述防渗层为聚脲涂层。
11.优选的，所述挡墙底板的所述趾板部下方设有防止上游侧渗水向下游侧横向渗透的防渗体。
12.优选的，所述下游回填砂砾石的底部设有用于将所述下游回填砂砾石内的渗水外排的排水层，所述排水层的下方设有用于隔离渗水和地基的反滤层。
13.优选的，所述挡墙面板、挡墙底板和扶壁一体浇注成型。
14.优选的，所述挡墙面板顶部的上游侧设有防止波浪翻越所述混凝土挡墙的防浪墙。
15.优选的，所述挡墙面板顶部的下游侧设有用于形成坝顶道路的悬挑板。
16.优选的，所述挡墙面板与踵板部连接处设有第一贴角，所述扶壁与踵板部连接处设有第二贴角。
17.优选的，所述护坡为干砌石护坡，所述下游回填砂砾石顶端放坡至所述扶壁的顶部，所述干砌石护坡的坡底设有排水沟。
18.本发明的有益效果：
19.本发明中的坝体结构由上游回填砂砾石、混凝土挡墙和下游回填砂砾石构成，且上游回填砂砾石和下游回填砂砾石分别对应压载于混凝土挡墙的上游侧和下游侧，以通过回填砂砾石对混凝土挡墙的压载作用提高坝体结构的整体稳定性，并减少坝体结构的混凝土体积，不仅可以充分发挥钢筋混凝土的材料强度，还可有效降低混凝土温度应力，进而防止坝体结构出现裂纹。同时，由于砂砾石为非冻膨胀性材料，可减小坝体结构所受的冻胀力作用，使得坝体结构可适用于严寒地区。
20.本发明在坝体结构的下游侧上方设有护坡，通过护坡对下游回填砂砾石的固定作用，增强下游回填砂砾石在上游水压作用下的抗滑稳定性，确保混凝土挡墙在上游水压作用下的稳定性，进而提高整个坝体结构的稳定性。
21.本发明在混凝土挡墙的挡墙面板上涂刷有聚脲防渗层，可防止挡墙面板上游侧的流水在水压作用下渗透至挡墙面板的下游侧，以保证下游回填砂砾石的稳定；本发明在挡墙底板的趾板部下方设有反渗体，可以防止上游侧的流水从地基中向下游侧横向渗透，以保证下游侧地基和下游回填砂砾石的稳定；本发明在下游回填砂砾石下方时何有排水层和反滤层，排水层可将坝体内的渗水外排，反滤层可防止下游回填砂砾石下方的地基被外排渗水冲走，进而保证坝体结构的稳定性。
22.本发明采用土石坝和混凝土坝相结合的方式，将上游回填砂砾石和下游回填砂砾石分别压载于混凝土挡墙的挡墙底板的趾板部和踵板部上，通过回填砂砾石对挡墙底板的压载作用增强混凝土挡墙的抗滑稳定性，通过混凝土挡墙的的挡墙底板对回填砂砾石的承载作用，防止回填砂砾石的沉降，使得混合坝的坝体结构同时具有土石坝和混凝土坝的优点，实现了工程开挖料的二次利用，减少了混凝土的用量，降低了混合坝的建筑成本，同时避免了混凝坝温度应力导致的裂纹现象，提高了坝体结构的安全性和稳定性。
附图说明
23.图1为本发明的扶壁式挡墙砂砾石混合坝的结构示意图；
24.图2为本发明的混凝土挡墙的主视图；
25.图3为本发明的混凝土挡墙的俯视图；
26.图4为本发明的混凝土挡墙的右视图。
27.图中附图标记说明：
28.10、混凝土挡墙；
29.11、挡墙面板；12、挡墙底板；13、扶壁；14、第一贴角；15、第二贴角；
30.121、趾板部；122、踵板部；
31.20、上游回填砂砾石；
32.30、下游回填砂砾石；
33.40、护坡；
34.51、防渗层；52、排水层；53、反滤层；54、防渗体；55、防浪墙；56、悬挑板；57、排水沟。
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.实施例，如图1-图4所示，一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，该混合坝包括：
40.混凝土挡墙10，该混凝土挡墙10包括挡墙面板11、挡墙底板12和扶壁13，挡墙底板12水平设置于基坑中，挡墙面板11固定设置于挡墙底板12上，并将挡墙底板12分割为趾上游侧的趾板部121和下游侧的踵板部122；多个扶壁13间隔设置于挡墙底板12的踵板部122上，且扶壁13的一侧与挡墙面板11固定连接，用于对挡墙面板11进行支撑。
41.上游回填砂砾石20，该上游回填砂砾石20回填于混凝土挡墙10的上游侧的基坑中，并压载于挡墙底板12的趾板部121上，上游回填砂砾石20回填至上游原始地面位置，用于加强混凝土挡墙10在施工期的稳定性。
42.下游回填砂砾石30，该下游回填砂砾石30回填于混凝土挡墙10的下游侧的基坑中，并压载于挡墙底板12的踵板部122上，下游回填砂砾石30顶端放坡至扶壁13顶部，底端回填至下游原始地面位置。
43.护坡40，该护坡40覆盖于下游回填砂砾石30的坡面上，用于提高混凝土挡墙10的抗滑稳定性。
44.本技术中的坝体结构由上游回填砂砾石20、混凝土挡墙10和下游回填砂砾石30构成，且上游回填砂砾石20和下游回填砂砾石30分别对应压载于混凝土挡墙10的挡墙底板12的上游侧趾板部121和下游侧踵板部122上，以通过回填砂砾石对混凝土挡墙10的压载作用提高坝体结构的整体稳定性，减少坝体结构的混凝土体积，不仅可以充分发挥钢筋混凝土的材料强度，还可有效降低混凝土温度应力，进而防止坝体结构出现裂纹；并通过混凝土挡墙10的挡墙底板12对回填砂砾石的承载作用防止回填砂砾石沉降，进而保证混合坝的坝体架构的安全性和稳定性。
45.在本技术中，回填于混凝土挡墙10上游侧和下游侧的砂砾石为非冻膨胀性材料，
可减小坝体结构所受的冻胀力作用，确保坝体结构的安全，使得坝体结构可适用于严寒地区；回填于混凝土挡墙10下游侧的下游回填砂砾石30放坡至混凝土挡墙10的扶壁13的顶端，配合覆盖于下游回填砂砾石30上的护坡40，可以确保混凝土挡墙10在上游水压作用下的抗滑稳定性，进而提高整个坝体结构的稳定性。
46.在一具体实施例中，如图1所示，在挡墙面板11的上游侧面上设有一防渗层51，该防渗层51沿挡墙面板11的延伸方向设置。如此设置，是因为混合坝的上游水压较大，混凝土挡墙10浇筑不密实或存在挡墙面板11的施工缝时，容易引起挡墙面板11渗水，进而影响下游回填砂砾石30的稳定性。因此在挡墙面板11的上游侧面上设置防渗层51可有效杜绝挡墙面板11渗水现象的发生，进而保证整个坝体结构的稳定性。
47.优选的，防渗层为聚脲涂层。
48.更优选的，如图1所示，挡墙底板12的趾板部121的下方设有防渗体54。该防渗体54与挡墙底板12的趾板部121垂直连接。如此设置，是因为混凝土挡墙10的上游侧会存在大量的下渗水，在挡墙底板12的下方垂直连接有防渗体54，可有效阻止混凝土挡墙10上游侧的下渗水向横向移动至混凝土挡墙10的下游侧，以确保坝体结构的稳定性。通过防渗层51和防渗体54在混凝土挡墙10上构成完整的防渗体系，可以降低渗水对坝体结构稳定性的影响。同时，挡墙底板12下方的防渗体54可在挡墙底板12浇筑完成后开始施工，以减少坝体结构的整体施工工期。
49.在一具体实施例中，如图1所示，在下游回填砂砾石30的底部设有排水层52，排水层52的下方设有反滤层53。如此设置，是因为从护坡40下渗至下游回填砂砾石30内的渗水会汇聚在下游回填砂砾石30底部，渗水汇聚过多，会影响下游回填砂砾石30下方地基的稳定性，进而降低混凝土挡墙10的稳定性。所以需要在下游回填砂砾石30底部设置排水层52，用于将汇聚在下游回填砂砾石30底部的渗水外排，但渗水的流动容易冲走地基土壤，所以在排水层52与地基之间设有反滤层53，用于将渗水与地基隔离。
50.在一具体实施例中，如图2、图3、图4所示，挡墙面板11、挡墙底板12和扶壁13由钢筋混净土一体浇注成型。如此设置，通过挡墙面板11、挡墙底板12和扶壁13的一体成型设置，可进一步提高坝体结构的稳定性。
51.优选的，在挡墙面板11与踵板部122连接处设有第一贴角14，扶壁13与踵板部122连接处设有第二贴角15。如此设置，通过第一贴角14和第二贴角15的设置，可以避免挡墙面板11、挡墙底板12和扶壁13连接处应力集中，并使得混凝土挡墙10各处受力均匀，并通过扶壁13对挡墙面板11的支撑作用，提高挡墙面板11的抗水压能力。
52.在一具体实施例中，如图1所示，挡墙面板11顶部的上游侧设有防止波浪翻越混凝土挡墙10的防浪墙55。如此设置，在挡墙面板11的顶部设有防浪墙55，可以防止挡墙面板11上游侧的波浪翻越挡墙面板11，进而减少下游回填砂砾石30中的下渗水，以保证坝体结构的安全。
53.在一具体实施例中，如图1所示，在挡墙面板11顶部的下游侧设有用于形成坝顶道路的悬挑板56。如此设置，在挡墙面板11的顶部设有悬挑板56，使得悬挑板56上表面与挡墙面板11上表面形成坝顶路面，可以满足坝顶通行的要求。
54.在一具体实施例中，如图1所示，护坡40为干砌石护坡，在干砌石护坡的坡地设有排水沟57。如此设置，通过在下游回填砂砾石30的坡面上覆盖干砌石护坡，可以保持坡型的
下游回填砂砾石30的稳定性，进而加强坝体机构的抗滑稳定性。
55.与现有技术相比，本技术至少具有以下有益技术效果：
56.本技术中的扶壁式挡墙砂砾石混合坝，通过在钢筋混凝土扶壁式挡墙的上游侧和下游侧回填砂砾石料，从而构成完整的坝体结构，不仅满足坝体自身稳定安全的要求，还可承担上游较大的水压力，满足挡水高度较高的要求。同时砂砾石料作为非冻胀性材料，可减小坝体所受的冻胀力作用，满足坝体适用于严寒地区的要求。相比于常规混凝土坝，本技术中的扶壁式挡墙砂砾石混合坝可利用工程开挖料、减小混凝土量、充分发挥钢筋混凝土的材料强度，并可有效减小大体积混凝土温度应力。
57.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，包括：混凝土挡墙(10)，所述混凝土挡墙(10)包括挡墙面板(11)、挡墙底板(12)和扶壁(13)，所述挡墙面板(11)固定设置于所述挡墙底板(12)上，并将所述挡墙底板(12)分割为趾板部(121)和踵板部(122)；多个所述扶壁(13)间隔设置于所述挡墙底板(12)的所述踵板部(122)上，并与所述挡墙面板(11)固定连接；上游回填砂砾石(20)，所述上游回填砂砾石(20)回填于所述混凝土挡墙(10)的上游侧，并压载于所述挡墙底板(12)的所述趾板部(121)上；下游回填砂砾石(30)，所述下游回填砂砾石(30)回填于所述混凝土挡墙(10)的下游侧，并压载于所述挡墙底板(12)的所述踵板部(122)上；护坡(40)，所述护坡(40)覆盖于所述下游回填砂砾石(30)上，用于提高所述混凝土挡墙(10)的抗滑稳定性。2.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述挡墙面板(11)的上游侧面上设有防止所述挡墙面板(11)渗水的防渗层(51)。3.根据权利要求2所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述防渗层(51)为聚脲涂层。4.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述挡墙底板(12)的所述趾板部(121)下方设有防止上游侧渗水向下游侧横向渗透的防渗体(54)。5.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述下游回填砂砾石(30)的底部设有用于将所述下游回填砂砾石(30)内的渗水外排的排水层(52)，所述排水层(52)的下方设有用于隔离渗水和地基的反滤层(53)。6.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述挡墙面板(11)、挡墙底板(12)和扶壁(13)一体浇注成型。7.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述挡墙面板(11)顶部的上游侧设有防止波浪翻越所述混凝土挡墙(10)的防浪墙(55)。8.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述挡墙面板(11)顶部的下游侧设有用于形成坝顶道路的悬挑板(56)。9.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述挡墙面板(11)与踵板部(122)连接处设有第一贴角(14)，所述扶壁(13)与踵板部(122)连接处设有第二贴角(15)。10.根据权利要求1所述的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，其特征在于，所述护坡(40)为干砌石护坡，所述下游回填砂砾石(30)顶端放坡至所述扶壁(13)的顶部，所述干砌石护坡的坡底设有排水沟(57)。

技术总结
本发明公开了水利水电工程技术领域的一种扶壁式挡墙砂砾石混合坝，包括混凝土挡墙，混凝土挡墙包括两两垂直连接的挡墙面板、挡墙底板和扶壁，上游回填砂砾石，上游回填砂砾石回填于混凝土挡墙的上游侧的挡墙底板的趾板部上；下游回填砂砾石，下游回填砂砾石回填于混凝土挡墙的下游侧的挡墙底板的踵板部上；护坡，护坡覆盖于下游回填砂砾石和扶壁上。本发明采用土石坝和混凝土坝向结合的方式，通过回填砂砾石对挡墙底板的压载作用增强混凝土挡墙的抗滑稳定性，通过挡墙底板对回填砂砾石的承载作用，防止回填砂砾石的沉降，使得混合坝的坝体结构同时具有土石坝和混凝土坝的优点，并避免了混凝坝温度应力导致的裂纹现象。并避免了混凝坝温度应力导致的裂纹现象。并避免了混凝坝温度应力导致的裂纹现象。


技术研发人员：马宁 巩绪威 杨云超 闻锐
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2023/10/8