堆石混凝土心墙胶结堆石坝及其施工方法

发布时间: 2023-11-26

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：发明专利

行业领域：

建筑业,水利、环境和公共设施管理业

成果介绍

堆石坝是以堆石体作为支承，以黏土、混凝土或沥青混凝土等材料作为防渗体的一种坝型，防渗体的类型主要有面板和心墙两种方式。堆石体主要采用碾压施工，碾压堆积的堆石料在长期高应力作用下易发生流变，同时伴随堆石颗粒破碎，导致坝体出现非均匀沉降，引起心墙开裂或面板出现裂缝。对于混凝土面板堆石坝而言，混凝土面板是堆石坝的防渗主体结构，面板上微小的裂缝也可能对大坝的安全留下巨大隐患，混凝土面板常采用钢筋混凝土材料，面板的厚度与堆石坝的高度密切相关。依据工程经验，即使面板的浇筑厚度较薄，仅为70-80cm，面板内部温升也将达到2倍的表面温升，面板内部产生较大的温度应力，引起面板开裂。对于堆石坝而言，遇到较大的洪水时，堆石坝存在漫顶溃坝的风险，需设置溢洪道，很大程度上增加工程投资。本发明提出的堆石混凝土心墙胶结堆石坝具有坝体体积小，地基适应性强，坝身非均匀沉降小且具有一定抗漫顶洪水的能力、水泥用量少和水化热低等特点。

成果亮点

根据本发明上述实施例的堆石混凝土心墙胶结堆石坝，一方面，堆石混凝土心墙由第一自密实水泥基材料填充块石孔隙形成，不仅单位体积水泥用量低，混凝土绝热温升小，而且具有较好的密实性和较高的强度，防渗效果好；另一方面，胶结堆石料坝身由胶结堆石料骨架填充砂土材料形成，胶结堆石料骨架是采用适量自密实水泥基材料填充堆石料孔隙形成，通过水泥水化反应产生胶结物连接堆石颗粒点，形成具有一定强度、高孔隙率的骨架型胶结堆石料，待骨架达到设计强度，向骨架孔隙中填充砂土材料，形成胶结堆石料，胶结堆石料的抗剪强度和弹性模量相较堆石料得到明显提高。由此胶结堆石料坝身具有良好的抗剪强度和弹性模量、并且地基适应性强、非均匀沉降小，具有一定抗漫顶洪水的能力。此外，与现有堆石坝相比，本发明上述实施例的堆石混凝土心墙胶结堆石坝还具有坝体体积小和工程造价低的特点。

团队介绍

本团队由清华大学水利系金峰教授领衔，周虎研究员等20余人组成，团队累计获得国家发明专利20余项，目前团队在堆石混凝土核心技术问题的深入研究中也已取得阶段性的成果，这些研究与工程实践为百米级堆石混凝土大坝的设计、施工奠定了技术基础。截至目前，团队的技术成果以在150余项工程中得以应用。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”水电绿色建造技术专业科技服务团 (中国水力发电工程学会) 评价时间：2023-12-12

周虎

清华大学

水工结构实验室主任

综合评价

该成果是在我国原始创新堆石混凝土技术上的二次创新，是清华大学金峰教授的堆石混凝土研究团队和北京华石纳固科技有限公司基于清华-华石堆石混凝土技术联合研究中心的合作成果，是水利水电筑坝领域的创新。堆石混凝土心墙胶结堆石坝通过分区堆石，并对防渗层区域堆石采用堆石混凝土技术进行灌注胶结，能够简化施工、降低造价，而且对于大坝的安全和防渗具有提升效果。该成果在十四五期间的水利、抽蓄等项目建设中具有良好的推广和市场价值。

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