CN116163268A - 一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水力水电工程防渗结构，特别是一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构及方法，其包括铺设在库盆内的土工膜(12)和铺设在库岸的混凝土面板(6)，所述土工膜的面板连接端上表面均布高度不一的齿状凸起，所述齿状凸起的上端横截面积大于中部横截面积；所述土工膜的面板连接端上表面涂抹一层密封防水胶，在密封防水胶上现浇混凝土形成所述混凝土面板的土工膜连接端，且所述土工膜的面板连接端上表面的齿状凸起嵌入所述混凝土中，使所述混凝土面板的土工膜连接端经密封防水胶与所述土工膜的面板连接端连接成一体。本发明受力性能好、止水效果好、安全性能高，特别适应于库盆土工膜与库岸沥青混凝土面板的连接密封。

Description

一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构及方法

技术领域

本发明涉及水力水电工程防渗结构，特别是一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构及方法。

背景技术

现有采用混凝土面板堆石坝的水库建设中，通常在库盆中采用土工膜防渗，土工膜与混凝土面板连接处是防渗受力的关键部位，一旦发生渗漏，运行维护不便，严重还会危及大坝安全，因而必须解决库盆土工膜与混凝土面板堆石坝的连接密封问题。

现有土工膜与钢筋混凝土面板连接锚固密封通常采用嵌入式以及表面物理锚固式两种方式。这两种方式在水利工程(如水库)以及水电工程(如抽水蓄能电站)的全库盆防渗使用中较多。常用的嵌入式是直接将土工膜埋入混凝土内，将土工膜与混凝土浇筑在一起形成锚固密封结构；表面物理锚固式则是将土工膜铺设在钢筋混凝土表面，然后采用压条、橡胶垫片、螺栓等过钻孔用螺栓将土工膜固定在混凝土表面，从而形成固定密封。现有技术采用嵌入式以及表面物理锚固式进行连接锚固密封存在以下一些问题：

1.将土工膜埋入混凝土里面，一是将形成结构缝，弱化混凝土结构强度，对混凝土结构受力不利；再者，混凝土与土工膜的接触面在水压下是个薄弱面，往往会形成渗漏通道，于防渗不利；其次，埋入混凝土里面的土工膜与没有埋入混凝土的土工膜所在的赋存环境不同，老化速度不同，在分界面附近容易破坏。

2.将土工膜铺设在钢筋混凝土表面，采用压条、橡胶垫片、螺栓等过钻孔用螺栓将土工膜固定在混凝土表面的方式，一是面板在荷载作用下会产生变形，螺栓与螺栓之间的压条不会跟着面板一起协调变形，面板变形后会产生空隙形成渗漏通道，于防渗不利；二是螺栓将土工膜打穿进入混凝土里面，在水压下也会形成渗漏，于防渗不利；再者螺栓孔打入到面板结构，整排排列的螺栓孔对面板形成破坏，荷载作用下容易形成诱导裂缝产生渗漏或破坏。于防渗与结构受力不利。

近年来，随着抽水蓄能电站建设的广泛应用，在深厚覆盖层上筑堆石坝以及采用软岩筑坝情况越来越多，应工程实际需要，采用适应变形能力更强的沥青混凝土面板替代钢筋混凝土面板成为上述条件下的基本选择。但是，沥青混凝土面板一般厚度较小(通常不超过20cm)，且模量较低较软，采用螺栓锚固一是会打穿面板，且螺环很容易松动破坏，于防渗和结构都不利；如采用埋到沥青里面直接浇筑因为厚度小模量低，面板会极容易断裂和产生渗漏；采用黏结剂等化学连接方式，一是目前没有直接黏结两种材料的粘结剂，再者黏结时间久了长时间在水下极容易脱落，不可靠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前沥青混凝土面板与土工膜连接无合适连接结构的不足，本发明提供一种受力性能好、止水效果好、安全性能高的库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构，包括铺设在库盆内的土工膜和铺设在库岸的混凝土面板，其中：

所述土工膜的面板连接端上表面均布高度不一的齿状凸起，所述齿状凸起的上端横截面积大于中部横截面积；

所述土工膜的面板连接端上表面涂抹一层密封防水胶，在密封防水胶上现浇混凝土形成所述混凝土面板的土工膜连接端，且所述土工膜的面板连接端上表面的齿状凸起嵌入所述混凝土中，使所述混凝土面板的土工膜连接端经密封防水胶与所述土工膜的面板连接端连接成一体。

本发明通过在土工膜的面板连接端上表面均布高度不一的齿状凸起，所述齿状凸起的上端横截面积大于中部横截面积，并在土工膜的面板连接端涂抹密封防水胶后直接浇筑混凝土面板，通过倒钩形式的齿状凸起将土工膜与混凝土面板连接形成整体防渗体系，大大提高了土工膜与混凝土面板防渗止水效果，同时将土工膜设置在混凝土面板下，使土工膜处于受压状态，避免受拉破坏，改善了土工膜与混凝土面板整体结构的受力性能和防渗效果，提高了库岸(大坝)的安全性。

优选地，所述库岸和所述库盆修筑在基岩上。

优选地，所述库岸由堆石坝形成，其包括从外至里依次铺设的所述混凝土面板、第一垫层料、第一过渡料、排水料、堆石料。

优选地，所述库盆内从上而下依次铺设所述土工膜、复合土工织物、排水网、第二垫层料、第二过渡料、回填料。

优选地，所述库盆的回填料与所述库岸的第一垫层料、第一过渡料在库盆水平段衔接，所述土工膜的面板连接端铺设在库盆水平段的所述第一垫层料上。

优选地，所述土工膜与所述混凝土面板的连接过渡处采用沥青玛蹄脂密封。

优选地，所述混凝土面板为钢筋混凝土面板或沥青混凝土面板。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封方法，其包括：

所述库岸由堆石坝形成，其包括从外至里依次铺设的混凝土面板、第一垫层料、第一过渡料、排水料、堆石料；

所述库盆内从上而下依次铺设土工膜、复合土工织物、排水网、第二垫层料、第二过渡料、回填料；

所述库盆的回填料与所述库岸的第一垫层料、第一过渡料在库盆水平段衔接，所述土工膜的面板连接端铺设在库盆水平段的所述第一垫层料上；

所述土工膜的面板连接端的上表面均布高度不一的齿状凸起，所述齿状凸起的上端横截面积大于中部横截面积；

所述土工膜的面板连接端上表面涂抹一层密封防水胶，在密封防水胶上现浇混凝土形成所述混凝土面板的土工膜连接端，且所述土工膜的面板连接端上表面的齿状凸起嵌入所述混凝土中，并在所述土工膜与所述混凝土面板的连接过渡处采用沥青玛蹄脂密封，使所述混凝土面板的土工膜连接端经密封防水胶及沥青玛蹄脂与所述土工膜的面板连接端连接形成整体防渗体系。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在土工膜的面板连接端上表面均布高度不一的齿状凸起，所述齿状凸起的上端横截面积大于中部横截面积，并在土工膜的面板连接端涂抹密封防水胶后直接浇筑混凝土面板，在土工膜与混凝土面板的连接过渡处采用沥青玛蹄脂密封，从而通过倒钩形式的齿状凸起及沥青玛蹄脂将土工膜与混凝土面板连接形成整体防渗体系，大大提高了土工膜与混凝土面板的防渗止水效果，同时将土工膜设置在混凝土面板下，使土工膜处于受压状态，避免受拉破坏，改善了土工膜与混凝土面板整体结构的受力性能和防渗效果，提高了库岸(大坝)的安全性。

2.本发明在库盆采用土工膜防渗，在库岸采用混凝土面板防渗，土工膜的施工与混凝土面板的施工互不干扰，施工方便，提高了施工效率。

3.本发明方法避免了在混凝土面板内嵌入土工膜，或者在混凝土面板表面打孔锚固土工膜，提高了结构的防渗效果及安全性，降低了工程运行维护费用，具有较好的工程效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构的剖面图。

图2为本发明土工膜的面板连接端的剖面结构图。

图3为本发明库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构的局部放大图。

图中：1.基岩；2.堆石料；3.排水料；4.第一过渡料；5.第一垫层料；6.面板；7.回填料；8.第二过渡料；9.第二垫层料；10.排水网；11.复合土工织物；12.土工膜；13.齿状凸起；14.齿状凸起；15.沥青玛蹄脂。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

如图1－图3所示，本发明库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构一实施例包括铺设在库盆内的土工膜12和铺设在库岸的混凝土面板6。

所述库岸由堆石坝形成，其包括从外至里依次铺设的混凝土面板6、第一垫层料5、第一过渡料4、排水料3、堆石料2。

所述库盆内从上而下依次铺设土工膜12、复合土工织物11、排水网10、第二垫层料9、第二过渡料8、回填料7。

所述库岸和所述库盆都修筑在基岩1上。

所述库盆的回填料7与所述库岸的第一垫层料5、第一过渡料4在库盆水平段衔接，所述土工膜12的面板连接端铺设在库盆水平段的所述第一垫层料5上。

所述土工膜12的面板连接端上表面均布高度不一的齿状凸起13、14，所述齿状凸起13、14的上端横截面积大于中部横截面积，使所述齿状凸起13、14形成倒钩状。

所述土工膜12的面板连接端上表面涂抹一层密封防水胶(图中未示)，在密封防水胶上现浇混凝土形成所述混凝土面板6的土工膜连接端，且所述土工膜12的面板连接端上表面的齿状凸起嵌入所述混凝土中，所述土工膜12与所述混凝土面板6的连接过渡处采用沥青玛蹄脂15密封，使所述混凝土面板6的土工膜连接端经密封防水胶、齿状凸起13、14及沥青玛蹄脂15与所述土工膜12的面板连接端连接形成整体防渗体系。

上述实施例中混凝土面板6为钢筋混凝土面板或沥青混凝土面板。

本发明具体实施时，可按下述步骤进行：

S1.在库岸从外至里依次铺设混凝土面板6、第一垫层料5、第一过渡料4、排水料3、堆石料2；

S2.在库盆内从上而下依次铺设土工膜12、复合土工织物11、排水网10、第二垫层料9、第二过渡料8、回填料7；

S3.将所述库盆的回填料7与所述库岸的第一垫层料5、第一过渡料4在库盆水平段衔接，并将所述土工膜12的面板连接端铺设在库盆水平段的所述第一垫层料5上；

S4.在所述土工膜12的面板连接端的上表面均布高度不一的齿状凸起13、14，所述齿状凸起13、14的上端横截面积大于中部横截面积，使所述齿状凸起为倒钩状；

S5.所述土工膜12的面板连接端上表面涂抹一层密封防水胶，在密封防水胶上现浇混凝土形成所述混凝土面板6的土工膜连接端，且所述土工膜12的面板连接端上表面的齿状凸起13、14嵌入所述混凝土中，以通过齿状凸起13、14将土工膜12与混凝土面板6紧密锚固密封，并在所述土工膜12与所述混凝土面板6的连接过渡处采用沥青玛蹄脂15密封，防止水沿着土工膜12与混凝土面板6过渡接触处渗漏下去，最后使所述混凝土面板6的土工膜连接端经密封防水胶、齿状凸起13、14及沥青玛蹄脂15与所述土工膜12的面板连接端连接形成整体防渗体系，保证库盆及库岸整体止水效果。

显然，上述方法步骤只是一个示例，显然，本领域技术人员可根据现场情况将上述步骤重排顺序，或分区同时进行。

本发明中齿状凸起14的高度大于齿状凸起13的高度，且齿状凸起14的横截面尺寸大于齿状凸起13相应处的横截面尺寸，如此通过设置不同高度的齿状凸起13、14与混凝土面板6浇筑成一整体，增加咬合力的同时避免了在混凝土面板6内同一高度形成薄弱带。

以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构，包括铺设在库盆内的土工膜(12)和铺设在库岸的混凝土面板(6)，其特征在于：

所述土工膜的面板连接端上表面均布高度不一的齿状凸起，所述齿状凸起的上端横截面积大于中部横截面积；

所述土工膜的面板连接端上表面涂抹一层密封防水胶，在密封防水胶上现浇混凝土形成所述混凝土面板的土工膜连接端，在所述土工膜与所述混凝土面板的连接过渡处采用沥青玛蹄脂密封,且所述土工膜的面板连接端上表面的齿状凸起嵌入所述混凝土中，使所述混凝土面板的土工膜连接端经密封防水胶与所述土工膜的面板连接端连接成一体。

2.根据权利要求1所述的库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构，其特征在于，所述库岸和所述库盆修筑在基岩(1)上。

3.根据权利要求2所述的库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构，其特征在于，所述库岸由堆石坝形成，其包括从外至里依次铺设的所述混凝土面板(6)、第一垫层料(5)、第一过渡料(4)、排水料(3)、堆石料(2)。

4.根据权利要求3所述的库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构，其特征在于，所述库盆内从上而下依次铺设所述土工膜(12)、复合土工织物(11)、排水网(10)、第二垫层料(9)、第二过渡料(8)、回填料(7)。

5.根据权利要求4所述的库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构，其特征在于，所述库盆的回填料与所述库岸的第一垫层料、第一过渡料在库盆水平段衔接，所述土工膜的面板连接端铺设在库盆水平段的所述第一垫层料上。

6.根据权利要求1－5中任一项所述的库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封结构，其特征在于，所述混凝土面板为钢筋混凝土面板或沥青混凝土面板。

7.一种库盆土工膜与库岸混凝土面板连接密封方法，其特征在于：

所述库岸由堆石坝形成，其包括从外至里依次铺设的混凝土面板(6)、第一垫层料(5)、第一过渡料(4)、排水料(3)、堆石料(2)；

所述库盆内从上而下依次铺设土工膜(12)、复合土工织物(11)、排水网(10)、第二垫层料(9)、第二过渡料(8)、回填料(7)；

所述库盆的回填料与所述库岸的第一垫层料、第一过渡料在库盆水平段衔接，所述土工膜的面板连接端铺设在库盆水平段的所述第一垫层料上；

所述土工膜的面板连接端的上表面均布高度不一的齿状凸起，所述齿状凸起的上端横截面积大于中部横截面积；

所述土工膜的面板连接端上表面涂抹一层密封防水胶，在密封防水胶上现浇混凝土形成所述混凝土面板的土工膜连接端，且所述土工膜的面板连接端上表面的齿状凸起嵌入所述混凝土中，并在所述土工膜与所述混凝土面板的连接过渡处采用沥青玛蹄脂密封，使所述混凝土面板的土工膜连接端经密封防水胶及沥青玛蹄脂与所述土工膜的面板连接端连接形成整体防渗体系。

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