[发明专利]一种面板堆石坝防渗结构

说明书

本发明提供一种面板堆石坝防渗结构。所述面板堆石坝防渗结构包括基岩和位于所述基岩上的趾板，所述趾板下游侧设有与所述趾板平齐的防渗层，自所述防渗层向上依次设置有堆石料、过渡层、垫层料、土工膜和面板，所述趾板朝向下游的侧面为施工面；所述面板、土工膜、垫层料、过渡料、堆石料和防渗层均与所述施工面接触。与相关技术相比，本发明所提供面板堆石坝防渗结构结合了混凝土面板堆石坝和土工膜面板堆石坝的优点，将面板、土工膜、止水铜片、趾板、防渗层、防渗帷幕与基岩形成一道整体的防渗体系，提高整体受力性能，保证大坝止水效果。

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及一种面板堆石坝防渗结构。

背景技术

现有技术面板堆石坝防渗结构形式从上游到下游一般包括趾板、及位于趾板下游侧的防渗层、堆石料、面板。近年来，由于土工膜防渗性能好且适应变形能力强，已逐渐被广泛使用，形成土工膜面板堆石坝。即其采用柔性的土工膜替代面板作为防渗层，取得了一定的效果。土工膜替代面板的防渗结构通常包括上保护层、土工膜、下支撑层（通常采用挤压边墙作为支撑层）、堆石料。

无论是混凝土面板堆石坝（如专利CN105672205B公开的一种面板堆石坝防渗结构）还是土工膜面板堆石坝（如专利CN206529745U公开的一种均质土石坝与面板堆石坝的混合坝型结构；CN110042800A公开的混凝土面板堆石坝防渗结构），均存在一定的缺陷，具体如下：

1）对于混凝土面板堆石坝，由于垫层料与面板之间存在非连续变形，面板与垫层料之间容易形成接触脱离，即通常说的脱空现象，在上游水荷载作用下，面板产生变形，在空间上形成向下游的锅底形，在脱空部位面板失去支撑层，很容易产生局部破坏甚至发生面板断裂，一旦面板发生破坏，将对防渗带来严重影响，甚至危及大坝安全，国内外混凝土堆石坝发生面板破坏的情况偶有发生。

2）对于混凝土面板堆石坝，自重作用下，坝体（垫层料、过渡料、堆石料）产生由两岸向河谷变形，同时带动两岸面板向河谷中间变形，使得位于河谷中间面板产生较大挤压应力，容易在面板板间缝处发生局部挤压破坏，从而影响面板防渗功能，这类现象在面板坝中常有发生。

3）对于土工膜面板堆石坝，采用土工膜直接替代面板作为大坝防渗层，由于下支撑层（通常采用挤压边墙作为支撑层）强度及模量相对较低，且横河向不设结构缝，在坝体自重及水荷载作用下很容易产生挤压破坏及结构性裂缝，造成土工膜防渗层刺破或撕裂，形成渗漏；由于下支撑层不设结构缝，土工膜没有分区，会导致一点渗漏全坝面渗漏，发展速度较快。

4）对于土工膜面板堆石坝，在水位骤降时，库内水迅速下降，而堆石料中的水下降缓慢，这样会造成坝体内部水位高而库水位低，土工膜在水位差的作用下，易脱离下游垫层区，而发生顶托现象。

5）对于土工膜面板堆石坝，直接采用土工膜置于表面，在风吹日晒雨淋水浸的作用下，易发生老化、被漂浮物刺破、在寒冷地区结冰拉裂等现象。

6）不管是面板堆石坝还是土工膜面板堆石坝，一旦发生渗漏，运行维护不便，严重还会危机大坝安全，且增加运行成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受力性能好、止水效果好、安全性能高的面板堆石坝防渗结构。

本发明的技术方案是：一种面板堆石坝防渗结构包括基岩和位于所述基岩上的趾板，所述趾板下游侧设有与所述趾板平齐的防渗层，自所述防渗层向上依次设置有堆石料、过渡层、垫层料、土工膜和面板，所述趾板朝向下游的侧面为施工面；

所述面板、土工膜、垫层料、过渡料、堆石料和防渗层均与所述施工面接触。

上述方案中，结合了混凝土面板堆石坝和土工膜面板堆石坝的优点，将面板、土工膜、止水铜片、趾板、防渗层、防渗帷幕与基岩形成一道整体的防渗体系，提高整体受力性能；