专利名称：一种胶凝砂砾石坝的制作方法
技术领域：
本发明涉及水利工程的技术领域，特别涉及一种胶凝砂砾石坝。
技术背景
胶凝砂砾石坝是在面板坝和碾压混凝土重力坝基础上发展起来的一种新坝型，其特点是采用胶凝砂砾石材料筑坝，使用高效率的土石方运输机械和压实机械施工。由于水泥的胶凝作用增大了材料的抗剪强度，与面板坝相比可以缩小坝体断面，且在坝顶可设置溢洪道；此外由于使用了土石坝的连续施工方法，与碾压混凝土坝相比可以简化施工、缩短工期和减小费用。胶凝砂砾石坝筑坝材料获取容易、拌合简单、水泥用量少，不仅经济安全而且能充分利用施工过程中的弃料减小对周围环境的影响。胶凝砂砾石坝对筑坝材料、施工工艺以及坝基的要求较低，大施工基本实现零弃料，凸显了在适应环境、减轻环境破坏方面的优势，再加上其工期短造价低已经开始得到国际坝工界的重视。
但是，人们在对混凝土大坝耐久性的研究中发现施工缝面和结构缝面渗漏是影响坝体抗渗性的关键因素，成为渗水的主要通道。比如大坝的浇筑层面、缝面以及新老混凝土的粘结面等，这些部位在温度应力和环境等因素的影响下，往往成为抗裂、抗滑和抗渗的薄弱环节。另外，胶凝砂砾石材料骨料未经冲洗筛分，抗渗透性较差，且胶凝材料用量低，掺合料掺量较高，水化产物中Ca(OH)2含量少，因此在压力水长期渗透作用下，胶凝砂砾石筑坝材料性能会有所降低，其抗渗性能的好坏直接影响此类结构的安全性和可靠性，对整个结构的稳定、抗裂等至关重要。传统大坝的防渗结构大多是采用水泥砂浆或者抗渗性好的混凝土，这种结构耐腐蚀性和抗裂性能都有限，特别是由于施工质量和运行维护等原因可能会产生裂缝，将会不同程度地破坏其防渗功能。此外，对于胶凝砂砾石坝，施工速度快是其显著优点，而传统的防渗结构，将严重影响其施工速度。因此胶凝砂砾石坝的防渗问题成为制约其快速发展的一个关键因素。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防渗性能强的胶凝砂砾石坝。
解决上述问题的技术方案是这种胶凝砂砾石坝，在坝体的上下游面设有聚脲弹性体防渗层。
必要时，也可以在坝体的全部挡水和过流面设有聚脲弹性体防渗层。
由于聚脲是一种防水、防腐、抗冲耐磨、抗湿滑、耐热的材料，具有零V0C(Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物)、符合环保、快速固化、理化力学性能优异、施工效率高等优点，采用该防渗层会显著提高胶凝砂砾石坝的防渗性能。
图1是根据本发明的一个实施例的的防渗层的位置示意图。具体实施方案
喷涂聚脲弹性体防渗层之前，应采用角磨机、高压水枪等工具对混凝土表面进行处理。采用高压水枪冲毛，压力宜控制在5MPa 40MPa之间。
图1是根据本发明的一个实施例的防渗层的位置示意图示出了坝体与水流接触及可能接触的表面。这种胶凝砂砾石坝，在坝体的上下游表面设有防渗层3，该防渗层是采用旋喷膜工法的聚脲弹性体防渗层。该防渗层的喷涂范围贯穿左岸到右岸，喷涂高度可以在校核洪水位2向下h处到坝底高程4处。h为安全水头，其计算公式如下
β = -^7■、‘ 2 φ
其中Ow-胶凝砂砾石的抗渗强度
k_安全系数
P-水的密度
g_重力加速度
那么，坝体喷涂高度=校核洪水位-坝底高程-安全水头(如图1所示)。
此外，考虑到施工质量参差不齐，对于施工质量较差的工程，应该提高其安全系数，增大其喷涂范围，必要时可以考虑坝体全部挡水和过流面喷涂聚脲材料，即设有采用旋喷膜工法或手刮工法的聚脲弹性体防渗层。当然也可以采用一般喷涂法。
优选地，在上下游之间的表面的裂缝部位设有采用旋喷膜工法或手刮工法的聚脲弹性体。当然也可以采用一般喷涂法。对于横缝1以及已有裂缝部位厚度需要根据缝宽确定其厚度。此外，对于横缝以及其他特殊部位喷涂时需要进行特殊处理。
优选地，在溢洪道、孔口、坝体溢流面的表面设有采用旋喷膜工法或手刮工法的聚脲弹性体防渗层。当然也可以采用一般喷涂法。
优选地，在安全水头小于等于50米的情况下防渗层的厚度是2毫米，在安全水头大于50米的情况下安全水头每增加50米防渗层的厚度增加1毫米。即，如果安全水头等于100米的情况下防渗层的厚度是3毫米。
本发明的有益效果既包括胶凝砂砾石坝施工工艺简单，筑坝材料易得，充分利用弃料减轻环境破坏，水化温升低，现场质量控制容易，适合机械化施工，施工速度快，造价低等优点，配合喷涂“旋喷膜”工法的聚脲材料，在节能环保的同时，成功解决其防渗问题，并且兼备防腐、抗冲耐磨、抗湿滑、耐热等优点。“旋喷膜”工法也克服了聚脲材料和施工工艺不足导致的涂膜起鼓、基面剥离、硬化不良等问题，使得该技术的应用更有保障。本发明所确定的喷涂范围、喷涂厚度保证了该带有聚脲防渗层胶凝砂砾石坝的合理性、经济性和安全性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种胶凝砂砾石坝，其特征在于在坝体的上下游面设有聚脲弹性体防渗层。
2.根据权利要求1所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于防渗层是采用旋喷膜工法或手刮工法的聚脲弹性体防渗层。
3.根据权利要求1所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于在上下游表面的裂缝部位设有聚脲弹性体防渗层。
4.根据权利要求3所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于防渗层是采用旋喷膜工法或手刮工法的聚脲弹性体防渗层。
5.根据权利要求3所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于在溢洪道、孔口、坝体溢流面的表面设有聚脲弹性体防渗层。
6.根据权利要求5所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于防渗层是采用旋喷膜工法或手刮工法的聚脲弹性体防渗层。
7.根据权利要求1-6任一项所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于在安全水头小于等于 50米的情况下防渗层的厚度是2毫米，在安全水头大于50米的情况下安全水头每增加50 米防渗层的厚度增加1毫米。
8.一种胶凝砂砾石坝，其特征在于在坝体的全部挡水和过流面设有聚脲弹性体防渗层。
9.根据权利要求8所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于该防渗层是采用旋喷膜工法或手刮工法的聚脲弹性体防渗层。
10.根据权利要求8所述的胶凝砂砾石坝，其特征在于在安全水头小于等于50米的情况下防渗层的厚度是2毫米，在安全水头大于50米的情况下安全水头每增加50米防渗层的厚度增加1毫米。
全文摘要
公开了一种胶凝砂砾石坝，在坝体的上下游表面设有防渗层，该防渗层是采用旋喷膜工法或者其他施工方法得到的聚脲弹性体防渗层。必要时可以在坝体的全部挡水和过流面设有聚脲弹性体防渗层。聚脲是一种防水、防腐、抗冲耐磨、抗湿滑、耐热的材料，具有零VOC、符合环保、快速固化、理化力学性能优异、施工效率高等优点，采用聚脲弹性体防渗层会显著提高胶凝砂砾石坝的防渗性能。
文档编号E02B3/16GK102505667SQ20111030076
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者刘毅, 张国新, 张磊, 李炳奇, 贾金生 申请人:中国水利水电科学研究院