本發(fā)明涉及一種擋水壩結構，涉及一種水利領域。

背景技術：

傳統(tǒng)的擋水壩開挖至底部再進行澆筑混凝土或者砌筑擋墻，這種方法在施工過程中容易出現(xiàn)土方坍塌現(xiàn)象。如果要順利施工要做專門的支護結構，如果不做專門的支護結構顯然會節(jié)省很多成本，還會減少工期。另外傳統(tǒng)的重力式擋水壩成本較高。因此如果采用合理的擋水壩結構既可以確保安全又可以節(jié)省造價是工程人員面對的課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種擋水壩結構，解決擋水壩在施工過程土方坍塌以及工程成本高的問題。

本發(fā)明中每隔4～6m設置混凝土柱墩，混凝土柱墩為直徑為0.9～1.5m的混凝土圓柱，相鄰混凝土柱墩之間設置混凝土拱板，混凝土拱板采用預制板，預制板相對于現(xiàn)澆板可以加快施工進度，混凝土拱板厚度為50～80mm，縱向正筋和負筋直徑相同并對稱布置，最小配筋率不小于0.2％?；炷凉鞍孱A埋t形筋，混凝土拱板每隔1.5～2m²留有泄水孔，混凝土拱板沿豎向每隔1.5～2.5m設置混凝土拱梁，混凝土拱梁高度為150～250mm，混凝土拱梁外側與混凝土拱板外側齊平，混凝土拱梁內設置抗扭筋，抗扭筋直徑為16～20mm，距離混凝土柱墩0.8～1.1m設置背襯柱，背襯柱截面寬度和長度為200～300mm，混凝土柱墩與背襯柱之間設置連墻，連墻沿豎向每隔1.5～2.5m設置混凝土連梁，混凝土連梁寬度為200～300mm，高度為200～300mm，相鄰背襯柱之間設置背襯墻，背襯墻寬度為200～300mm，背襯墻采用砌塊或者磚塊組砌，背襯柱與背襯墻之間設置拉結筋進行連結，拉結筋設置間距為500mm，背襯墻沿豎向每隔1.5～2.5m設置背襯墻梁，背襯墻與混凝土拱板之間設置多道肋墻，相鄰道肋墻間距為0.9～1.2mm，肋墻采用砌塊或者磚塊組砌，肋墻與混凝土拱板之間設置t形筋進行連結，t形筋設置間距為500mm，肋墻沿豎向每隔1.5～2.5m設置混凝土肋梁，混凝土肋梁高度為200～300mm。混凝土拱板和背襯墻之間填充砂性土或者粘土。混凝土拱板泄水孔朝向砂性土或者粘土填料方向設置濾網(wǎng)以免泄水孔堵塞。

混凝土拱板的矢高與跨度之比直接影響混凝土柱墩和混凝土拱板荷載分擔比例，這里拱墻的跨度是指相鄰混凝土柱墩之間長度，可以簡稱矢高與跨度之比為矢跨比，混凝土拱板矢跨比越大對混凝土拱板承力會減少，而混凝土柱墩承力會變大?；炷凉鞍迨缚绫雀鶕?jù)擋水壩深度進行設置，設置情況根據(jù)有限元計算結果綜合考慮確定，表1為不同深度混凝土拱板受到應力與極限應力的比值與矢跨比關系。根據(jù)經濟性和安全性考慮，混凝土拱板受到應力與極限應力的比值取值為0.7～0.8區(qū)間。對于擋水壩深度為大于5.5m，混凝土拱板矢跨比采用0.02；對于擋水壩深度為等于或小于5.5m且大于5m，混凝土拱板矢跨比采用0.018；對于擋水壩深度為等于或小于5m且大于4.5m，混凝土拱板矢跨比采用0.016；對于擋水壩深度為等于或小于4.5m且大于4m，混凝土拱板矢跨比采用0.014；對于擋水壩深度為等于或小于4m，混凝土拱板矢跨比采用0.012。

表1不同深度混凝土拱板受到應力與極限應力的比值與矢跨比關系

本發(fā)明先澆筑混凝土柱墩和背襯柱，再沿豎向進行分段澆筑混凝土拱梁、混凝土肋梁、混凝土連梁及混凝土拱板，分段施工長度為1.5～2.5m，即上段梁與下段梁距離，這些構件形成支護結構后，再進行開挖土方，有效地避免在土方開挖時施工過程中土方坍塌的現(xiàn)象。

施工步驟包括：

(1)澆筑混凝土柱墩和背襯柱；

(2)澆筑第一段混凝土拱梁、混凝土肋梁、混凝土連梁；

(3)開挖第一段土方；

(4)安裝第一段混凝土拱板；

(5)澆筑下段混凝土拱梁、混凝土肋梁、混凝土連梁；

(6)開挖下段土方；

(7)安裝下段混凝土拱板；

(8)重復步驟(5)、(6)、(7)，開挖至擋水壩底部土方標高以下15cm；

(9)做混凝土墊層；

(10)砌筑背襯墻、肋墻、連墻；

(11)在混凝土拱板泄水孔背向設置濾網(wǎng)，將砂性土或者粘土填充在混凝土拱板和背襯墻之間，砂性土或者粘土進行分層夯實，分層夯實厚度為40～50cm。

本發(fā)明與傳統(tǒng)重力式擋土墻相比，工程量能大幅度減少可降低工程造價40～55％，有較好的經濟效益。本發(fā)明結構合理、受力明確、力學性能好。

附圖說明

圖1為擋水壩頂平面示意圖，圖2為擋水壩中間平面示意圖。

各附圖中：1、混凝土柱墩，2、混凝土拱板，3、混凝土拱梁，4、混凝土肋梁，5、混凝土連梁，6、背襯墻梁，7、背襯柱，8、肋墻，9、連墻，10、背襯墻，11、t形筋，12、拉結筋。

具體實施方式

圖1為擋水壩頂平面示意圖，圖2為擋水壩中間平面示意圖。

實施例中每隔5m設置混凝土柱墩1，混凝土柱墩1為直徑為1.2m的混凝土圓柱，相鄰混凝土柱墩1之間設置混凝土拱板2，混凝土拱板2采用預制板，混凝土拱板2厚度為60mm，縱向正筋和負筋直徑相同并對稱布置，最小配筋率不小于0.2％。混凝土拱板2預埋t形筋，混凝土拱板2每隔1.8m²留有泄水孔，混凝土拱板2沿豎向每隔1.5～2.5m設置混凝土拱梁3，混凝土拱梁3高度為200mm，混凝土拱梁3外側與混凝土拱板2外側齊平，混凝土拱梁3內設置抗扭筋，抗扭筋直徑為18mm，距離混凝土柱墩11m設置背襯柱7，背襯柱7截面寬度和長度為250mm，混凝土柱墩1與背襯柱7之間設置連墻9，連墻9沿豎向每隔2.5m設置混凝土連梁5，混凝土連梁5寬度為250mm，高度為250mm，相鄰背襯柱7之間設置背襯墻10，背襯墻10寬度為250mm，背襯墻10采用砌塊或者磚塊組砌，背襯柱7與背襯墻10之間設置拉結筋12進行連結，拉結筋12設置間距為500mm，背襯墻10沿豎向每隔2.5m設置背襯墻10梁6，背襯墻10與混凝土拱板2之間設置多道肋墻8，相鄰道肋墻8間距為1mm，肋墻8采用砌塊或者磚塊組砌，肋墻8與混凝土拱板2之間設置t形筋11進行連結，t形筋11設置間距為500mm，肋墻8沿豎向每隔2.5m設置混凝土肋梁4，混凝土肋梁4高度為250mm。混凝土拱板2和背襯墻10之間填充砂性土?；炷凉鞍?泄水孔朝向砂性土填料方向設置濾網(wǎng)。擋水壩深度為4.8m，混凝土拱板矢跨比采用0.016。

本實施例先澆筑混凝土柱墩1和背襯柱7，再沿豎向進行分段澆筑混凝土拱梁3、混凝土肋梁4、混凝土連梁5及混凝土拱板2，分段施工長度為1.6m，即上段梁與下段梁距離，這些構件形成支護結構后，再進行開挖土方。

施工步驟包括：

(1)澆筑混凝土柱墩1和背襯柱7；

(2)澆筑第一段混凝土拱梁3、混凝土肋梁4、混凝土連梁5；

(3)開挖第一段土方；

(4)安裝第一段混凝土拱板2；

(5)澆筑下段混凝土拱梁3、混凝土肋梁4、混凝土連梁5；

(6)開挖下段土方；

(7)安裝下段混凝土拱板2；

(8)重復步驟(5)、(6)、(7)，開挖至擋水壩底部土方標高以下15cm；

(9)做混凝土墊層；

(10)砌筑背襯墻10、肋墻8、連墻9；

(11)在混凝土拱板2泄水孔背向設置濾網(wǎng)，將砂性土填充在混凝土拱板2和背襯墻10之間，砂性土進行分層夯實，分層夯實厚度為40～50cm。