專利名稱：一種具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水利水電工程技術領域，涉及混凝土重力壩、拱壩和碾壓混凝土重力壩、拱壩的結構，提供一種具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩。
背景技術：
目前，在水利水電工程中有大量的混凝土(或碾壓混凝土)重力壩、拱壩。現有技術中，壩體混凝土直接澆筑在基巖建基面上，并在基巖內的上游側設置防滲帷幕，其后布置排水孔。為了便于防滲帷幕和排水孔的施工，在壩體的壩踵區一般設有基礎灌漿廊道。這種結構形式的弱點在于壩體與建基面之間的抗拉強度不高，而壩體承受荷載時，壩踵處存在應力集中現象，拉應力很大，從而有可能使壩體與建基面之間被拉開，一旦壩踵開裂，高壓水滲入，可能產生劈裂作用，破壞防滲帷幕與壩體的連接，進而危及大壩的安全。
發明內容
本實用新型的目的在于改進現有技術中的不足，解決混凝土壩的壩踵拉應力集中問題，提供一種在水壓作用下壩踵承受的彎矩很小、水壓與壩體自重荷載疊加后壩踵處于受壓狀態的具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩。
本實用新型的目的是這樣實現的本實用新型提供的一種具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩，在壩踵區域設有基礎灌漿廊道，基巖內壩踵的下方設置防滲帷幕，其特征在于在壩踵的基礎灌漿廊道的附近設置兩條結構縫一條橫向結構縫和一條豎向結構縫所述橫向結構縫是一條貫穿于壩體的上游面和基礎灌漿廊道的上游面之間的水平結構縫，該結構縫設在所述灌漿廊道的頂部和下部底板之間的任何位置上，所述橫向結構縫的上游端設有止水結構；所述豎向結構縫是從所述廊道的底板向下直至建基面設置的結構縫，該結構縫應設于所述防滲帷幕的下游側。
由所述橫向結構縫和豎向結構縫使壩踵區域形成了與壩體相對獨立的單體——壩踵塊。
通過在壩體的壩踵處設置所述橫向結構縫和豎向結構縫，形成的壩踵塊從壩體中相對獨立出來，從而使壩踵處的受力特性發生了變化。當沒有設置所述橫向結構縫和豎向結構縫時，在水壓力的作用下，壩體是一個受彎的懸臂梁，壩踵會產生很大的拉應力；但設置所述的結構縫后，壩踵塊承受的彎矩很小，水壓與壩體的自重荷載疊加后，壩踵塊處于受壓狀態，這樣，就可以從根本上改善混凝土壩壩踵的應力狀態，消除對大壩的一個潛在的威脅。
所述橫向結構縫位置的一個實施方案是與所述廊道的底板在同一個水平面上而與廊道下底板相接，這樣，施工比較方便。而為了便于對所述橫向結構縫的監測和維修，則所述橫向結構縫以設置在廊道底板以上1～1.5米處為好。
所述豎向結構縫可以是垂直的結構縫，也可以是略微向下游方向傾斜的結構縫，縫面與鉛直面的夾角φ一般在0-30度之間。該夾角不能過大，否則會使壩踵塊出現一個尖角，使應力情況變差；另外，也會減少下游側壩體的抗剪面積。
在水壓力的作用下，豎向結構縫的下游側壩體與建基面之間的接縫要承受絕大部分剪切應力。當下游側壩體沿建基面的抗滑穩定安全系數不滿足規范要求時，可以設置水平鋼筋穿過豎向結構縫，提高下游側壩體的抗剪能力，但鋼筋提供的總拉力不應大于壩踵塊沿建基面的抗剪能力。但是，當壩體沿建基面的抗滑穩定安全系數足夠大時，也可以不設水平鋼筋。
所述豎向結構縫不設止水，它可以增加帷幕后壩基排水的效果。
依靠橫向結構縫和豎向結構縫，壩踵塊與壩體被分割開來，形成了獨立的單體。
本實用新型提供的具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩，解決了混凝土壩壩踵處拉應力集中的問題，在水壓作用下壩踵承受很小的彎矩，與壩體自重荷載疊加后壩踵處于受壓狀態，從根本上改善混凝土壩壩踵的應力狀態，消除了對大壩的一個潛在的危險。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型提供的一種具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩的斷面示意圖；圖2為示出壩踵塊的局部放大示意圖；圖3為在豎向結構縫處設置水平鋼筋的示意圖。
具體實施方式
如
圖1和2所示，本實用新型提供的具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩，壩體1的基礎灌漿廊道2的附近設置兩條結構縫一條水平結構縫3和一條豎向結構縫4，在壩踵處形成了一塊與壩體1相對獨立的壩踵塊5。
水平結構縫3是貫穿于壩踵的上游面11和灌漿廊道2的上游面21之間，該結構縫3可以設在灌漿廊道2的頂部22和下部底板23之間的任何位置上，本實施例中的水平結構縫3設置在廊道底板23以上1～1.5米高度的位置處，也可以與廊道底板23在同一個水平面上而與廊道下底板23相接。
橫向結構縫3的上游端設有止水結構31。
橫向結構縫3結構縫水平布置，也可以略微傾斜，其結構縫與水平面的夾角最大為±30度。
在灌漿廊道2的下面向巖石層深處設有防滲帷幕6和排水孔7，豎向結構縫4是從廊道底板23向下直至建基面0設置的結構縫，豎向結構縫4應設于防滲帷幕6的下游側。因設置了水平結構縫3和豎向結構縫4，使壩踵形成與壩體相對獨立的單體——壩踵塊5。
豎向結構縫4可以是垂直的結構縫，也可以是向下游方向傾斜的結構縫。如
圖1、2、3所示的豎向結構縫4為傾斜縫，與垂直面的夾角φ為15度。
在實際施工中，在澆筑壩體時，澆筑到橫向結構縫和豎向結構縫所在位置，可以在縫面設置隔離介質，如PVC薄膜，再進行后澆塊的澆筑施工。在水平結構縫的上游端設置止水結構31。如果將橫向結構縫3設置在與廊道底板23相接的位置上，將豎向結構縫的上端部設置在廊道底板23的下游端，則施工比較方便。
在需要設置水平鋼筋8通過垂直結構縫4時，如圖3所示，該水平鋼筋8的兩端分別被澆筑在壩體和壩踵塊中。
權利要求1.一種具有獨立壩踵塊結構的混凝土壩，在壩踵區域設有基礎灌漿廊道，基巖內壩踵的下方設置防滲帷幕，其特征在于在壩踵的基礎灌漿廊道的附近設置兩條結構縫一條橫向結構縫和一條豎向結構縫所述橫向結構縫是一條貫穿于壩體上游面和灌漿廊道的上游面之間的結構縫，該結構縫設在所述灌漿廊道的頂部和底板之間的任何位置上，所述橫向結構縫的上游端設有止水結構；所述豎向結構縫是沿所述廊道的底板向下直至建基面設置的結構縫，該結構縫應設于所述防滲帷幕的下游側；由所述橫向結構縫和豎向結構縫使壩踵區域形成了與壩體相對獨立的單體——壩踵塊。
2.根據權利要求1所述的混凝土壩，其特征在于該橫向結構縫是設在所述灌漿廊道的頂部和下部底板之間的任何位置上，貫穿于壩體上游面和灌漿廊道的上游面的水平結構縫。
3.根據權利要求2所述的混凝土壩，其特征在于該橫向結構縫傾斜設置。
4.根據權利要求3所述的混凝土壩，其特征在于該橫向結構縫與水平面的夾角最大為±30度。
5.根據權利要求1所述的混凝土壩，其特征在于該橫向結構縫是與所述廊道底板在同一個水平面上，且與廊道下底板相接，該橫向結構縫水平設置或與水平面的夾角最大為±30度傾斜設置。
6.根據權利要求1所述的混凝土壩，其特征在于所述豎向結構縫是垂直的結構縫。
7.根據權利要求1所述的混凝土壩，其特征在于所述豎向結構縫是向下游方向傾斜的結構縫，該結構縫與垂直面的夾角φ在0-30度之間。
8.根據權利要求1或6或7所述的混凝土壩，其特征在于設置水平鋼筋穿過所述豎向結構縫，該水平鋼筋的兩端被分別澆筑在壩體和壩踵塊中。
9.根據權利要求1或2或3或4所述的混凝土壩，其特征在于所述橫向結構縫設置在廊道底部以上1～1.5米處。
專利摘要本實用新型公開一種具有壩踵塊的混凝土壩(包括混凝土重力壩、拱壩和碾壓混凝土重力壩、拱壩)，其特點是在壩踵的基礎灌漿廊道附近設置兩條結構縫一條橫向結構縫和一條豎向結構縫，橫向結構縫是一條貫穿于壩踵的上游面到灌漿廊道的上游面之間的水平結構縫，橫向結構縫的上游端設有止水結構；豎向結構縫是沿廊道的底板向下直至建基面設置的結構縫，該結構縫設于防滲帷幕的下游側；由橫向結構縫和豎向結構縫使壩踵形成與壩體相對獨立的單體——壩踵塊。本實用新型解決了混凝土大壩的壩踵處拉應力集中的問題，在水壓作用下，壩踵承受很小的彎矩，與壩體自重荷載疊加后，壩踵處于受壓狀態，消除大壩壩體與建基面被拉開的潛在危險。
文檔編號E02B7/02GK2672161SQ03275759
公開日2005年1月19日 申請日期2003年7月15日 優先權日2003年7月15日
發明者厲易生, 張國新, 楊波 申請人:中國水利水電科學研究院