一种适用于水利水电工程的堆石坝结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体为一种适用于水利水电工程的堆石坝结构及其施工方法，

背景技术

水利水电工程在河道内进行水力发电或防洪，通常会在河道处修建堤坝。堆石坝的主体是用石料填筑，配以防渗体建成的坝，它是土石坝的一种，这种坝的优点是可充分利用当地天然材料，能适应不同的地质条件，施工方法比较简便，抗震性能好等。

公开号为CN217078645U的中国专利公开了一种粘土心墙堆石坝结构，其包括固定于河道的粘土心墙，粘土心墙沿水流方向的两侧均铺设有由石块制成的填料层，填料层同样铺设于河道，位于所述粘土心墙上游的填料层铺设有由铅丝笼石块制成的第一护坡和由预制混凝土块制成的第二护坡，第一护坡和第二护坡均位于填料层背离粘土心墙的一侧，第二护坡位于第一护坡的上方，位于所述粘土心墙下游的填料层背离粘土心墙的一侧同样铺设有第二护坡。该专利具有提高堤坝的防渗性能的效果。

上述专利的堆石坝在实际使用过程中，无法满足河流的冲击，影响安全性，不利于长期使用；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种适用于水利水电工程的堆石坝结构及其施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于水利水电工程的堆石坝结构及其施工方法，解决了上述背景技术中提出的堆石坝在实际使用过程中，无法满足河流的冲击，影响安全性，不利于长期使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于水利水电工程的堆石坝结构，包括大坝护坡和引流底座，所述大坝护坡设置在引流底座的两侧，所述引流底座与大坝护坡之间设置有连接板；

还包括防水护坡，其设置于所述大坝护坡的一侧，所述大坝护坡和防水护坡的下端安装有防渗底板；

第一预制加固板、钢筋混凝土墙板和第二预制加固板，用于保持大坝护坡位置稳定的第一预制加固板、钢筋混凝土墙板和第二预制加固板均安装在所述保持大坝护坡的内部，且所述第一预制加固板和第二预制加固板分别设置在钢筋混凝土墙板的两侧；

所述第一预制加固板和第二预制加固板与钢筋混凝土墙板之间的夹角角度均设置为三十度，所述钢筋混凝土墙板贯穿大坝护坡延伸至防渗底板内部与防渗底板之间通过铆钉固定连接。

优选的，所述大坝护坡和防水护坡的外部均设置有一体成型的过渡护坡，所述引流底座的两侧设置有辅助护坡，所述引流底座的中间设置有一体成型的水流通道，所述水流通道用于导流和缓冲河流，所述连接板与引流底座之间设置有防水带。

优选的，所述大坝护坡与防水护坡之间连接有限位钢板，所述限位钢板与引流底座之间安装有支撑定型板，所述支撑定型板用于支撑防水护坡和引流底座。

优选的，所述大坝护坡的内部设置有混凝土固化层和堆石料层，所述混凝土固化层与堆石料层之间通过第一预制加固板和第二预制加固板分隔，所述钢筋混凝土墙板分别与第一预制加固板和第二预制加固板通过钢筋固定连接。

优选的，所述第一预制加固板的下端安装有第一钢筋柱，所述第二预制加固板的下端安装有第二钢筋柱，所述第一钢筋柱和第二钢筋柱的上端分别延伸至第一预制加固板和第二预制加固板的内部与第一预制加固板和第二预制加固板通过钢筋固定连接。

优选的，所述第一钢筋柱的下端安装有第一压浆板，所述第二钢筋柱的下端安装有第二压浆板，所述第一压浆板与支撑定型板和钢筋混凝土墙板通过钢筋固定连接，所述第二压浆板嵌入防渗底板的上端与防渗底板固定连接，所述防渗底板的上端设置有一体成型的灌浆孔，所述灌浆孔的内部安装有导流管，所述导流管用于注入砂浆至防渗底板。

优选的，所述防水护坡的下方安装有连接底座，所述连接底座用于连接引流底座和防渗底板，所述防水护坡的外部设置有一体成型的防冲击护坡，所述防冲击护坡的内部设置有缓冲石料层，所述缓冲石料层包括石子和橡胶块。

一种适用于水利水电工程的堆石坝结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制备模板至水利水电工程的河流处，在河流下方设置有模板，浇筑混凝土，在河流两侧设置防渗底板；

步骤二：将石料运输至场内后卸料，待混凝土凝结，制得引流底座，设置双层模板在引流底座的两侧，将缓冲石料层填入在模板内部，在中层模板内安装钢板，拆卸双层模板，制得防水护坡；

步骤三：通过预制支撑定型板，将支撑定型板固定在防渗底板上方，并在防渗底板中间设置模板，在模板内部贯穿钢筋和箍筋，使钢筋插入防渗底板，并在模板内浇筑混凝土，制得钢筋混凝土墙板，并在钢筋混凝土墙板的两侧设置第一压浆板和第二压浆板；

步骤四：在护坡附近预制板材，制得第一预制加固板和第二预制加固板，在钢筋混凝土墙板的两侧和防渗底板的上方铺设堆石料层，将第一预制加固板和第二预制加固板压在堆石料层上方，并通过焊接工艺连接钢筋，使第一预制加固板和第二预制加固板分别与第一压浆板和第二压浆板固定；

步骤五：在第一预制加固板、第二预制加固板与钢筋混凝土墙板之间铺筑混凝土固化层，铺设完成后，在混凝土固化层和堆石料层上方浇筑水泥砂浆，完成大坝护坡的施工。

优选的，所述步骤一中的防渗底板采用混凝土强度等级为C20，且所述防渗底板与第二压浆板之间设有伸缩缝，且伸缩缝的内部设置有遇水膨胀的橡胶止水条。

优选的，所述步骤二中的防水护坡的施工包括如下步骤：

S1：在防渗底板上方搭建双层模板；

S2：用铲车将合格的石子、砂料运输至施工区域后，加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层；

S3：混合后，通过挖掘机将缓冲石料层运输至防渗底板的上方，填满模板内部后，在中层模板内安装钢板，将双层模板拆卸，拆卸后，将钢板与缓冲石料层之间填补水泥砂浆，完成防水护坡的施工；

S4：设置防水层在防水护坡与引流底座和防渗底板之间，静置干燥后，进行后续施工，

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置防水护坡，防水护坡采用石子和橡胶组合而成的缓冲石料层制得，通过加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层，通过形状稳定的防水护坡和防冲击护坡，使大坝护坡在河流两侧长期进行辅助工作，减少冲击强度，以提高工作效果，稳定性好，以提升使用寿命，并且安全性好，可以维持大坝护坡内部防水结构的工作效果，以实现长期稳定的防护工作。

2、本发明通过在大坝护坡的内部中间安装钢筋混凝土墙板，长期工作中，钢筋混凝土墙板两侧下方的堆石料层保持大坝护坡及钢筋混凝土墙板的位置稳定，并且在堆石料层上方压合第一预制加固板和第二预制加固板，再安装第一钢筋柱和第二钢筋柱保持加固板的固定角度，使堆石料层受到挤压，保持密封效果，同时，通过密度更大的混凝土固化层进一步提高第一预制加固板和第二预制加固板的位置稳定性，工作效果更佳，通过第一压浆板和第二压浆板将防渗底板密封，以提升工作效果。

附图说明

图1为本发明前视的轴测图；

图2为本发明俯视的轴测图；

图3为本发明内部的轴测图；

图4为本发明大坝护坡的内部结构图；

图5为本发明施工工艺的步骤图；

图6为本发明防水护坡的施工工艺步骤图。

图中：1、大坝护坡；101、过渡护坡；102、限位钢板；103、支撑定型板；104、混凝土固化层；105、堆石料层；2、防水护坡；201、灌浆孔；202、导流管；203、连接底座；204、防冲击护坡；2041、缓冲石料层；3、防渗底板；4、引流底座；401、水流通道；402、辅助护坡；403、连接板；5、第一预制加固板；501、第一钢筋柱；502、第一压浆板；6、钢筋混凝土墙板；7、第二预制加固板；701、第二钢筋柱；702、第二压浆板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有的堆石坝在实际使用过程中，无法满足河流的冲击，影响安全性，不利于长期使用的问题，请参阅图1一图4，提供以下技术方案，本实施例提供以下技术方案：

一种适用于水利水电工程的堆石坝结构，包括大坝护坡1和引流底座4，大坝护坡1设置在引流底座4的两侧，引流底座4与大坝护坡1之间设置有连接板403；

还包括防水护坡2，其设置于大坝护坡1的一侧，大坝护坡1和防水护坡2的下端安装有防渗底板3；

第一预制加固板5、钢筋混凝土墙板6和第二预制加固板7，用于保持大坝护坡1位置稳定的第一预制加固板5、钢筋混凝土墙板6和第二预制加固板7均安装在保持大坝护坡1的内部，且第一预制加固板5和第二预制加固板7分别设置在钢筋混凝土墙板6的两侧；

第一预制加固板5和第二预制加固板7与钢筋混凝土墙板6之间的夹角角度均设置为三十度，钢筋混凝土墙板6贯穿大坝护坡1延伸至防渗底板3内部与防渗底板3之间通过铆钉固定连接，安全性好，可以维持大坝护坡1内部防水结构的工作效果，以实现长期稳定的防护工作。

防水护坡2的下方安装有连接底座203，连接底座203用于连接引流底座4和防渗底板3，防水护坡2的外部设置有一体成型的防冲击护坡204，防冲击护坡204的内部设置有缓冲石料层2041，缓冲石料层2041包括石子和橡胶块，防水护坡2采用石子和橡胶组合而成的缓冲石料层2041制得，通过加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层2041，通过形状稳定的防水护坡2和防冲击护坡204，使大坝护坡1在河流两侧长期进行辅助工作，减少冲击强度，以提高工作效果。

具体的，工作中，将石料运输至场内后卸料，待混凝土凝结，制得引流底座4，设置双层模板在引流底座4的两侧，将缓冲石料层2041填入在模板内部，在中层模板内安装钢板，拆卸双层模板，制得防水护坡2，通过设置防水护坡2，防水护坡2采用石子和橡胶组合而成的缓冲石料层2041制得，通过加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层2041，通过形状稳定的防水护坡2和防冲击护坡204，使大坝护坡1在河流两侧长期进行辅助工作，减少冲击强度，以提高工作效果，稳定性好，以提升使用寿命，并且安全性好，可以维持大坝护坡1内部防水结构的工作效果，以实现长期稳定的防护工作。

为了解决现有技术中，护坡结构不稳定，难以保持工作强度的技术问题，请参阅图1-图4，提供以下技术方案：

大坝护坡1的内部设置有混凝土固化层104和堆石料层105，混凝土固化层104与堆石料层105之间通过第一预制加固板5和第二预制加固板7分隔，钢筋混凝土墙板6分别与第一预制加固板5和第二预制加固板7通过钢筋固定连接。

第一预制加固板5的下端安装有第一钢筋柱501，第二预制加固板7的下端安装有第二钢筋柱701，第一钢筋柱501和第二钢筋柱701的上端分别延伸至第一预制加固板5和第二预制加固板7的内部与第一预制加固板5和第二预制加固板7通过钢筋固定连接，安装第一钢筋柱501和第二钢筋柱701保持加固板的固定角度，使堆石料层105受到挤压，保持密封效果，同时，通过密度更大的混凝土固化层104进一步提高第一预制加固板5和第二预制加固板7的位置稳定性，工作效果更佳，通过第一压浆板502和第二压浆板702将防渗底板3密封，以提升工作效果。

第一钢筋柱501的下端安装有第一压浆板502，第二钢筋柱701的下端安装有第二压浆板702，第一压浆板502与支撑定型板103和钢筋混凝土墙板6通过钢筋固定连接，第二压浆板702嵌入防渗底板3的上端与防渗底板3固定连接，防渗底板3的上端设置有一体成型的灌浆孔201，灌浆孔201的内部安装有导流管202，导流管202用于注入砂浆至防渗底板3。

具体的，在护坡附近预制板材，制得第一预制加固板5和第二预制加固板7，在钢筋混凝土墙板6的两侧和防渗底板3的上方铺设堆石料层105，将第一预制加固板5和第二预制加固板7压在堆石料层105上方，并通过焊接工艺连接钢筋，通过在大坝护坡1的内部中间安装钢筋混凝土墙板6，长期工作中，钢筋混凝土墙板6两侧下方的堆石料层105保持大坝护坡1及钢筋混凝土墙板6的位置稳定，并且在堆石料层105上方压合第一预制加固板5和第二预制加固板7，再安装第一钢筋柱501和第二钢筋柱701保持加固板的固定角度，使堆石料层105受到挤压，保持密封效果，同时，通过密度更大的混凝土固化层104进一步提高第一预制加固板5和第二预制加固板7的位置稳定性，工作效果更佳，通过第一压浆板502和第二压浆板702将防渗底板3密封，以提升工作效果。

为了解决现有技术中，护坡的防水性能差，无法长期使用的技术问题，请参阅图3-图4，提供以下技术方案：

大坝护坡1和防水护坡2的外部均设置有一体成型的过渡护坡101，引流底座4的两侧设置有辅助护坡402，引流底座4的中间设置有一体成型的水流通道401，水流通道401用于导流和缓冲河流，连接板403与引流底座4之间设置有防水带。

大坝护坡1与防水护坡2之间连接有限位钢板102，限位钢板102与引流底座4之间安装有支撑定型板103，支撑定型板103用于支撑防水护坡2和引流底座4。

具体的，长期工作中，通过引流底座4配合防渗底板3，提高大坝护坡1的防水效果，以提高工作稳定性，通过辅助护坡402与防冲击护坡204连接，进行缓冲，提高护坡的适应性，保证安全性。

一种适用于水利水电工程的堆石坝结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：制备模板至水利水电工程的河流处，在河流下方设置有模板，浇筑混凝土，在河流两侧设置防渗底板3；

步骤二：将石料运输至场内后卸料，待混凝土凝结，制得引流底座4，设置双层模板在引流底座4的两侧，将缓冲石料层2041填入在模板内部，在中层模板内安装钢板，拆卸双层模板，制得防水护坡2；

步骤三：通过预制支撑定型板103，将支撑定型板103固定在防渗底板3上方，并在防渗底板3中间设置模板，在模板内部贯穿钢筋和箍筋，使钢筋插入防渗底板3，并在模板内浇筑混凝土，制得钢筋混凝土墙板6，并在钢筋混凝土墙板6的两侧设置第一压浆板502和第二压浆板702，通过密度更大的混凝土固化层104进一步提高第一预制加固板5和第二预制加固板7的位置稳定性，工作效果更佳，通过第一压浆板502和第二压浆板702将防渗底板3密封，以提升工作效果；

步骤四：在护坡附近预制板材，制得第一预制加固板5和第二预制加固板7，在钢筋混凝土墙板6的两侧和防渗底板3的上方铺设堆石料层105，将第一预制加固板5和第二预制加固板7压在堆石料层105上方，并通过焊接工艺连接钢筋，使第一预制加固板5和第二预制加固板7分别与第一压浆板502和第二压浆板702固定；

步骤五：在第一预制加固板5、第二预制加固板7与钢筋混凝土墙板6之间铺筑混凝土固化层104，铺设完成后，在混凝土固化层104和堆石料层105上方浇筑水泥砂浆，完成大坝护坡1的施工。

步骤一中的防渗底板3采用混凝土强度等级为C20，且防渗底板3与第二压浆板702之间设有伸缩缝，且伸缩缝的内部设置有遇水膨胀的橡胶止水条，施工工艺简单，操作灵活，适应性强，具有防渗抗冲刷、施工速度快，工期短的技术优点。

步骤二中的防水护坡2的施工包括如下步骤：

S1：在防渗底板3上方搭建双层模板；

S2：用铲车将合格的石子、砂料运输至施工区域后，加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层2041；

S3：混合后，通过挖掘机将缓冲石料层2041运输至防渗底板3的上方，填满模板内部后，在中层模板内安装钢板，将双层模板拆卸，拆卸后，将钢板与缓冲石料层2041之间填补水泥砂浆，完成防水护坡2的施工；

S4：设置防水层在防水护坡2与引流底座4和防渗底板3之间，静置干燥后，进行后续施工。

通过加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层2041，通过形状稳定的防水护坡2和防冲击护坡204，使大坝护坡1在河流两侧长期进行辅助工作，减少冲击强度，以提高工作效果，稳定性好，以提升使用寿命，并且安全性好，可以维持大坝护坡1内部防水结构的工作效果，以实现长期稳定的防护工作。

工作原理：制备模板至水利水电工程的河流处，在河流下方设置有模板，浇筑混凝土，采用混凝土强度等级为C20，且防渗底板3与第二压浆板702之间设有伸缩缝，且伸缩缝的内部设置有遇水膨胀的橡胶止水条，在河流两侧设置防渗底板3，在防渗底板3上方搭建双层模板，用铲车将合格的石子、砂料运输至施工区域后，加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层2041，混合后，通过挖掘机将缓冲石料层2041运输至防渗底板3的上方，填满模板内部后，在中层模板内安装钢板，将双层模板拆卸，拆卸后，将钢板与缓冲石料层2041之间填补水泥砂浆，完成防水护坡2的施工，设置防水层在防水护坡2与引流底座4和防渗底板3之间，静置干燥后，进行后续施工，通过加入橡胶块和减震阻尼进行振动混合制得缓冲石料层2041，通过形状稳定的防水护坡2和防冲击护坡204，使大坝护坡1在河流两侧长期进行辅助工作，减少冲击强度，以提高工作效果，稳定性好，以提升使用寿命，并且安全性好，可以维持大坝护坡1内部防水结构的工作效果，以实现长期稳定的防护工作，通过预制支撑定型板103，将支撑定型板103固定在防渗底板3上方，并在防渗底板3中间设置模板，在模板内部贯穿钢筋和箍筋，使钢筋插入防渗底板3，并在模板内浇筑混凝土，制得钢筋混凝土墙板6，并在钢筋混凝土墙板6的两侧设置第一压浆板502和第二压浆板702，通过密度更大的混凝土固化层104进一步提高第一预制加固板5和第二预制加固板7的位置稳定性，工作效果更佳，通过第一压浆板502和第二压浆板702将防渗底板3密封，以提升工作效果，在护坡附近预制板材，制得第一预制加固板5和第二预制加固板7，在钢筋混凝土墙板6的两侧和防渗底板3的上方铺设堆石料层105，将第一预制加固板5和第二预制加固板7压在堆石料层105上方，并通过焊接工艺连接钢筋，使第一预制加固板5和第二预制加固板7分别与第一压浆板502和第二压浆板702固定，在第一预制加固板5、第二预制加固板7与钢筋混凝土墙板6之间铺筑混凝土固化层104，铺设完成后，在混凝土固化层104和堆石料层105上方浇筑水泥砂浆，完成大坝护坡1的施工。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。