科创中国
一种堆石混凝土心墙胶结堆石坝及其施工方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-12-13 23:20:12
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 董娇 | 2023-12-13 23:20:12
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。因此迫切需要一种既能保持堆石料的变形能力，又能利用最少的水泥用量，最大程度提高筑坝材料强度，减小大坝体型的新型筑坝材料，同时该材料填筑的坝体兼备一定抵抗漫顶洪水的能力。为此，本发明目的在于提出堆石混凝土心墙胶结堆石坝及其施工方法。
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。
堆石混凝土是指先将满足一定粒径要求的块石(或卵石)自然堆满仓面，然后在堆石体表面浇注满足特殊要求的自密实混凝土，无需振捣，仅依靠其自重充填堆石体的空隙，所形成的完整密实的混凝土。相比于水利水电工程中较常使用的常态混凝土和碾压混凝土，堆石混凝土的水泥用量更少，骨料用量更大，具有低碳环保、低水化热、工艺简便、造价低廉、施工速度快等特点。
清华大学金峰教授团队发明的堆石混凝土筑坝技术，是近20年来中国以至全世界发展最迅猛的大坝设计与施工技术之一，该技术充分利用原材料，环境友好，通过一系列的室内和现场试验研究表明，堆石混凝土具有良好的综合性能，并在简化工艺、取消温控和提升材料抗裂性能等方面有突破性进展，成功解决了温控防裂这个混凝土坝领域百年来的核心难题。截至目前，在金峰团队的技术支持下，在祖国20余个省、市、自治区推广应用了200余个堆石混凝土工程，建成了超过150与座堆石混凝土大坝。
本成果通过专业的技术团队在大量工程实践中对工艺不断总结、优化，最终形成的具有显著优势的成果方案。在施工组织、成本投入上均优于同等其他方式，此外堆石混凝土心墙胶结堆石坝具有坝型体积小，坝身非均匀沉降小，坝基适应性强并兼有一定抵抗漫顶洪水的能力。
本成果基于国家发明专利——堆石混凝土心墙胶结堆石坝及其施工方法，通过大量工程实践总结验证具有显著优势。未来在水利工程领域，可通过专业的技术团队在涉及堆石混凝土心墙胶结堆石坝及其施工中提供技术支持。
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