【发明授权】用于超高面板坝的面板防水铺盖结构_中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司_201910465254.3 

申请/专利权人:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

申请日:2019-05-30

发明/设计人:张顺高;周正军;窦向贤;何兰;王晓东;卢羽平;姜媛媛;索慧敏

公开(公告)日:2020-09-15

代理机构:武汉维盾知识产权代理事务所(普通合伙)

公开(公告)号:CN110185000B

代理人:彭永念

主分类号:E02B3/16(20060101)

地址:610072 四川省成都市青羊区浣花北路1号

分类号:E02B3/16(20060101);C09D1/00(20060101);C09D7/65(20180101);C09D7/61(20180101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.09.15#授权;2020.09.11#专利申请权的转移;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要:本发明提供一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,在混凝土面板下段的位置的表面还设有铺盖区,铺盖区之上设有压重区;所述的铺盖区从上到下分为两层,一层是砾石铺盖层,另一层是粉煤灰铺盖区和石粉铺盖区。通过采用上述的方案,铺盖设置结合辅助防渗对象有针对设置,充分利用了铺盖料的特性,铺盖的辅助防渗效果更可靠。充分利用了深窄河谷深厚覆盖层现场开挖的石粉料,大幅减少粉煤灰运输成本。铺盖区和压重区结合面板的应力变形特性设置铺盖的高程范围更科学合理。设置的防水层能够大幅提高混凝土面板的使用寿命。

主权项:1.一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:在混凝土面板(3)下段的位置的表面还设有铺盖区(1),铺盖区(1)之上设有压重区(2);所述的铺盖区(1)从上到下分为两层,一层是砾石铺盖层(11),另一层是粉煤灰铺盖区(12)和石粉铺盖区(13);砾石铺盖层(11)的砾石料级配需满足自愈及辅助防渗功能要求;砾石铺盖层(11)的砾石料采用泥洛堆积体的开挖料,砾石料渗透系数不大于1×10-5cms,大于5mm颗粒含量不大于50%,小于0.075mm颗粒含量应大于15%,最大粒径不大于100mm;压重区(2)为覆盖在铺盖区(1)上的石碴盖重体,以保护砾石铺盖层(11),防止砾石土铺盖失稳和细粒流失;压重区(2)的石碴采用枢纽区开挖弃碴填筑,石碴最大粒径不大于600mm,压实后孔隙率不大于24%;铺盖区(1)与混凝土面板(3)之间设有防水层(14);所述的防水层(14)在混凝土面板(3)的下段为聚氨酯防水层,上段为改性纳米有机硅类防水层,改性纳米有机硅类防水层喷涂在混凝土面板(3)的表面,在改性纳米有机硅类防水层的表面还包覆有砂浆;所述的改性纳米有机硅类防水层组分包括按重量份记的:高沸硅醇钠2~3份、有机无机杂化纳米树脂4~5份、纳米级二氧化硅溶胶1~3份、超疏水性二氧化硅0.1~0.6份、异丙醇0.5~1份、聚乙烯醇0.1~0.3份、抗老剂0.01~0.2份;其中聚氨酯防水层位于最低水位线之下,改性纳米有机硅类防水层位于最低水位线之上包括消落带和裸露面板表面;聚氨酯防水层与改性纳米有机硅类防水层搭接。

全文数据:用于超高面板坝的面板防水铺盖结构技术领域本发明涉及水利水电工程的堆石坝结构领域,特别是一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构。背景技术混凝土面板堆石坝有施工方便,受气候影响较小,一般工期短,工程造价相对较低等优点,是近年来在水利水电工程中发展较为迅速的新型堆石坝。随着水电建设的加速发展,面板坝建坝高度增加,河谷地形也通常较狭窄,面板铺盖一般将粉土、粉细砂、粉煤灰或其他材料覆盖在面板及周边缝上,这种单一的铺盖淤堵功效的针对性不强且施工组织不够灵活。例如中国专利文件CN203080480U一种混凝土面板堆石坝的上游铺盖结构中的记载,在面板堆石坝上游面浇筑有混凝土面板,该混凝土面板底部筑有混凝土趾板,其特征在于:紧贴混凝土面板垒筑面板压重块,所述面板压重块为内装粉土的草袋,草袋垒成的草袋堆上面覆盖粉土铺盖至设计断面,粉土铺盖上覆盖石渣护面。本发明适用于水利水电工程。传统设置范围一般由面板底部至12坝高区间铺设,未系统考虑面板运行过程中的应力变形特性,可能存在铺设范围大于实际要求,不经济。此外,可能在一期面板分缝位置也设置了铺盖,不便于运行过程中的检修。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,能够就地取材,降低敷设成本,提高铺盖的防渗效果。在优选的方案中,能够符合面板的应力变形特性。便于分缝检修。为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,在混凝土面板下段的位置的表面还设有铺盖区,铺盖区之上设有压重区;所述的铺盖区从上到下分为两层,一层是砾石铺盖层,另一层是粉煤灰铺盖区和石粉铺盖区。优选的方案中,所述的粉煤灰铺盖区位于靠近混凝土面板底部的位置,石粉铺盖区位于靠近混凝土面板,粉煤灰铺盖区和石粉铺盖区互相连接。优选的方案中,砾石铺盖层的砾石料级配需满足自愈及辅助防渗功能要求;砾石铺盖层的砾石料采用泥洛堆积体的开挖料,砾石料渗透系数不大于1×10-5cms,大于5mm颗粒含量不大于50%,小于0.075mm颗粒含量应大于15%,最大粒径不大于100mm。优选的方案中,压重区为覆盖在铺盖区上的石碴盖重体,以保护砾石铺盖层,防止砾石土铺盖失稳和细粒流失;压重区的石碴采用枢纽区开挖弃碴填筑,石碴最大粒径不大于600mm,压实后孔隙率不大于24%。优选的方案中,铺盖区与混凝土面板之间设有防水层。优选的方案中,所述的防水层为聚氨酯防水层;或者所述的防水层为改性纳米有机硅类防水层,改性纳米有机硅类防水层喷涂在混凝土面板的表面,在改性纳米有机硅类防水层的表面还包覆有砂浆。优选的方案中,所述的防水层在混凝土面板的下段为聚氨酯防水层,上段为改性纳米有机硅类防水层,改性纳米有机硅类防水层喷涂在混凝土面板的表面,在改性纳米有机硅类防水层的表面还包覆有砂浆;其中聚氨酯防水层位于最低水位线之下,改性纳米有机硅类防水层位于最低水位线之上包括消落带和裸露面板表面。聚氨酯防水层与改性纳米有机硅类防水层搭接。优选的方案中,所述的聚氨酯防水层为多层,底层为柔性,用于与混凝土结合,中层硬度高于底层,用于防水,顶层为抗老和耐腐蚀性层。优选的方案中,所述的改性纳米有机硅类防水层组分包括按重量份记的:高沸硅醇钠2~3份、有机无机杂化纳米树脂4~5份、纳米级二氧化硅溶胶1~3份、超疏水性二氧化硅0.1~0.6份、异丙醇0.5~1份、聚乙烯醇0.1~0.3份、抗老剂0.01~0.2份。优选的方案中,铺盖区和压重区的顶端低于混凝土面板的一期分缝。本发明提供的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,通过采用上述的方案,与现有技术相比具有以下的有益效果:1、铺盖设置结合辅助防渗对象有针对设置,充分利用了铺盖料的特性,铺盖的辅助防渗效果更可靠。2、通过设置面板复合铺盖结构,使铺盖料选取更灵活,能更好适应现场的施工条件。充分利用了深窄河谷深厚覆盖层现场开挖的石粉料,大幅减少粉煤灰运输成本。3、铺盖料能充分利用建筑废料和工程开挖料,经济、环保。4、铺盖区和压重区结合面板的应力变形特性设置铺盖的高程范围更科学合理。5、设置的防水层,能够保护混凝土面板,进一步提高防渗效果6、铺盖设置在混凝土面板一期分缝位置以下,便于分缝检修。附图说明下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:图1为本发明的上游-下游剖面示意图。图2为本发明中河谷地形的主视示意图。图3为本发明中铺盖区和压重区位置的局部剖面示意图。图中:铺盖区1,砾石铺盖层11,粉煤灰铺盖区12,石粉铺盖区13,防水层14,压重区2,混凝土面板3,护坡4,过渡区5,堆石区6,一期分缝7。具体实施方式本发明中的狭窄河谷地形中,坝体宽度B与高度之比为1:1.13,道路布置困难。而且在河谷中覆盖了较厚的淤泥质覆盖层,最深处达到85米。坝体最高高度达到220多米。施工难度高。如图1~3中,一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,在混凝土面板3下段的位置的表面还设有铺盖区1,铺盖区1之上设有压重区2;所述的铺盖区1从上到下分为两层,一层是砾石铺盖层11,另一层是粉煤灰铺盖区12和石粉铺盖区13。其中粉煤灰铺盖区12和石粉铺盖区13的粉煤灰和石粉在混凝土面板出现裂缝的时候,能够进入到裂缝中形成封堵。粉煤灰铺盖区12和石粉铺盖区13的厚度为0.5~1米,砾石铺盖层11的厚度为3-5米,砾石铺盖层11用于压住粉煤灰和石粉,防止被水流冲刷而流失。优选的方案中,所述的粉煤灰铺盖区12位于靠近混凝土面板3底部的位置,石粉铺盖区13位于靠近混凝土面板3,粉煤灰铺盖区12和石粉铺盖区13互相连接。石粉采用基坑开挖过程中获得的粘质粉土中筛分后的石粉。优选的方案中,砾石铺盖层11的砾石料级配需满足自愈及辅助防渗功能要求;砾石铺盖层11的砾石料采用泥洛堆积体的开挖料,砾石料渗透系数不大于1×10-5cms,大于5mm颗粒含量不大于50%,小于0.075mm颗粒含量应大于15%,最大粒径不大于100mm。优选的方案中,压重区2为覆盖在铺盖区1上的石碴盖重体,以保护砾石铺盖层11,防止砾石土铺盖失稳和细粒流失;压重区2的石碴采用枢纽区开挖弃碴填筑,石碴最大粒径不大于600mm,压实后孔隙率不大于24%。优选的方案中,铺盖区1与混凝土面板8之间设有防水层14。优选的方案中,所述的防水层14为聚氨酯防水层;或者所述的防水层14为改性纳米有机硅类防水层,改性纳米有机硅类防水层喷涂在混凝土面板3的表面,在改性纳米有机硅类防水层的表面还包覆有砂浆。另一优选的方案如图3中,所述的防水层14在混凝土面板3的下段为聚氨酯防水层,上段为改性纳米有机硅类防水层,改性纳米有机硅类防水层喷涂在混凝土面板3的表面,在改性纳米有机硅类防水层的表面还包覆有砂浆;砂浆能够避免水流对改性纳米有机硅类防水层的直接冲刷。其中聚氨酯防水层位于最低水位线之下,改性纳米有机硅类防水层位于最低水位线之上包括消落带和裸露面板表面。由此方案,由于水位线之下的温度较为恒定,采用聚氨酯防水层效果较佳,而最低水位线之上尤其是消落带的位置,温差变化较大,采用改性纳米有机硅类防水层,抗老化性、抗变形性能均较佳,能够,避免水气堆积在交界面并在冷热交替作用下生成酸腐蚀混凝土,延长了混凝土面板8的使用寿命。聚氨酯防水层与改性纳米有机硅类防水层搭接。优选的方案中,所述的聚氨酯防水层为多层,底层为柔性,用于与混凝土结合,中层硬度高于底层,用于防水,顶层为抗老和耐腐蚀性层。由此多层结构,底层柔性聚氨酯能够渗透到混凝土面板3中,与混凝土紧密结合,起到防水、填漏和附着的效果。中层聚氨酯则用于提供弹性和连接层间结构。顶层则主要用于抗紫外线,抗老化以及提供耐腐蚀性能。通过多层结构,大幅延长聚氨酯防水层的使用寿命。其中柔性聚氨酯、弹性聚氨酯和抗老化聚氨酯均为市售的产品。优选的方案中,所述的改性纳米有机硅类防水层组分包括按重量份记的:高沸硅醇钠2~3份、有机无机杂化纳米树脂4~5份、纳米级二氧化硅溶胶1~3份、超疏水性二氧化硅0.1~0.6份、异丙醇0.5~1份、聚乙烯醇0.1~0.3份、抗老剂0.01~0.2份。由此结构,纳米二氧化硅构成微观的三维结构,在提供防水效果的同时,还提供透气性能。尤其是本发明中的改性纳米有机硅类防水层为水基材料,采用直接喷涂,然后喷涂表面砂浆的施工方案即可,后继修补和维护均非常方便。优选的方案如图1中,铺盖区1和压重区2的顶端低于混凝土面板3的一期分缝7。由此结构,便于后期的分缝维护。上述的实施例仅为本发明的优选技术方案,而不应视为对于本发明的限制,本发明中记载的技术特征,在不冲突的前提下,能够互相组合使用,本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案,包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进,也在本发明的保护范围之内。

权利要求:1.一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:在混凝土面板(3)下段的位置的表面还设有铺盖区(1),铺盖区(1)之上设有压重区(2);所述的铺盖区(1)从上到下分为两层,一层是砾石铺盖层(11),另一层是粉煤灰铺盖区(12)和石粉铺盖区(13)。2.根据权利要求1所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:所述的粉煤灰铺盖区(12)位于靠近混凝土面板(3)底部的位置,石粉铺盖区(13)位于靠近混凝土面板(3),粉煤灰铺盖区(12)和石粉铺盖区(13)互相连接。3.根据权利要求1所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:砾石铺盖层(11)的砾石料级配需满足自愈及辅助防渗功能要求;砾石铺盖层(11)的砾石料采用泥洛堆积体的开挖料,砾石料渗透系数不大于1×10-5cms,大于5mm颗粒含量不大于50%,小于0.075mm颗粒含量应大于15%,最大粒径不大于100mm。4.根据权利要求1所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:压重区(2)为覆盖在铺盖区(1)上的石碴盖重体,以保护砾石铺盖层(11),防止砾石土铺盖失稳和细粒流失;压重区(2)的石碴采用枢纽区开挖弃碴填筑,石碴最大粒径不大于600mm,压实后孔隙率不大于24%。5.根据权利要求1所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:铺盖区(1)与混凝土面板(8)之间设有防水层(14)。6.根据权利要求5所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:所述的防水层(14)为聚氨酯防水层;或者所述的防水层(14)为改性纳米有机硅类防水层,改性纳米有机硅类防水层喷涂在混凝土面板(3)的表面,在改性纳米有机硅类防水层的表面还包覆有砂浆。7.根据权利要求5所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:所述的防水层(14)在混凝土面板(3)的下段为聚氨酯防水层,上段为改性纳米有机硅类防水层,改性纳米有机硅类防水层喷涂在混凝土面板(3)的表面,在改性纳米有机硅类防水层的表面还包覆有砂浆;其中聚氨酯防水层位于最低水位线之下,改性纳米有机硅类防水层位于最低水位线之上包括消落带和裸露面板表面;聚氨酯防水层与改性纳米有机硅类防水层搭接。8.根据权利要求6或7所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:所述的聚氨酯防水层为多层,底层为柔性,用于与混凝土结合,中层硬度高于底层,用于防水,顶层为抗老和耐腐蚀性层。9.根据权利要求6或7所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:所述的改性纳米有机硅类防水层组分包括按重量份记的:高沸硅醇钠2~3份、有机无机杂化纳米树脂4~5份、纳米级二氧化硅溶胶1~3份、超疏水性二氧化硅0.1~0.6份、异丙醇0.5~1份、聚乙烯醇0.1~0.3份、抗老剂0.01~0.2份。10.根据权利要求1所述的一种用于超高面板坝的面板防水铺盖结构,其特征是:铺盖区(1)和压重区(2)的顶端低于混凝土面板(3)的一期分缝(7)。

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