用于高水头大型水闸底板的分层分块结构的制作方法

1.本实用新型属于水利水电工程领域，具体涉及一种用于高水头大型水闸底板的分层分块结构。


背景技术：

2.水头大于30m的水闸工程一般称之为高水头大型水闸工程。高水头大型水闸工程的闸室底板在顺水流向、横水流向、高度方向的长度均较大，属于大体积混凝土底板，水泥在水化凝固时热释放比较集中，内部温升快，热量散失慢，受周围结构的约束，最终产生温度应力，导致浇筑完成后的混凝土容易产生温度裂缝、甚至贯穿性裂缝以至影响结构的安全性。因此，在施工过程中，大型水闸工程的闸室底板往往不能一次浇筑成型，为降低混凝土的水化热，防止混凝土温度裂缝的产生，需要对闸室底板进行合理的分层分块。
3.然而，分层分块产生的施工缝面，将在闸室底板内形成相对薄弱面，降低混凝土结构的抗剪、抗拉强度以及抗冲刷性能，对闸室底板的正常运行不利，需采取必要的工程措施进行施工缝面处理，以确保闸室底板混凝土的结构功能。
4.目前施工中常规的处理方法是在上一层混凝土浇筑前，采用人工凿毛、风水枪或压力水等冲洗施工缝面上的浮渣、灰尘和水泥乳皮，对混凝土表面进行冲毛，再均匀铺一层水泥砂浆，然后浇筑。缝面处理的质量较依赖于冲毛的方式与效果，质量保证性相对较差，缝面结合效果难以保障，导致水闸底板的质量不稳定。在高水头大型水闸工程中，由于水头高、水压力大，对水闸底板的强度、整体性和防渗性能要求更高，常规的分层分块方式和缝面处理方法难以满足相关要求。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种用于高水头大型水闸底板的分层分块结构，旨在解决现有的水闸底板分层分块结构的缝面结合效果难以保障的问题。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：用于高水头大型水闸底板的分层分块结构，包括将水闸底板分为至少两个底板层的分层缝面，以及将底板层分为至少两个板层块的分块缝面；所述分块缝面处设有缝面处理结构，所述缝面处理结构包括连接槽、连接键和连接插筋，所述连接槽开设在分块缝面一侧的板层块上，所述连接键设置在分块缝面另一侧的板层块上并与连接槽配合相连，所述连接插筋穿过分层缝面分别伸入与分层缝面相邻的两个板层块中。
7.进一步的是，所述分层缝面为水平面，分层缝面至少为两个并沿水闸底板的高度方向间隔分布。
8.进一步的是，所述分块缝面包括垂直于水流方向的第一分块缝面和顺水流方向分布的第二分块缝面。
9.进一步的是，任意相邻的两个底板层上的第一分块缝面错位分布。
10.进一步的是，任意相邻的两个底板层上的第二分块缝面错位分布。
11.进一步的是，所述缝面处理结构至少为两个，并沿分块缝面的长度方向间隔分布。
12.进一步的是，所述连接槽为开口尺寸大于底面尺寸的梯形槽，其水平截面呈等腰梯形。
13.进一步的是，所述连接插筋在连接槽的上下两侧各设有一组，每组包括至少两根沿分块缝面的长度方向间隔分布的连接插筋。
14.进一步的是，所述连接槽上下两侧的连接插筋以该连接槽的水平中心线为对称中心呈上下对称分布。
15.本实用新型的有益效果是：该分层分块结构通过在分块缝面处设置主要由连接槽、连接键和连接插筋构成的缝面处理结构，将任意相邻的两个板层块连接在一起，由于连接槽和连接键为专门设置的配合连接结构，人为施工的质量对其配合相连的效果影响较小，因此通过在分块缝面一侧的板层块上开设连接槽，并通过在分块缝面另一侧的板层块上设置连接键并与连接槽配合相连，不仅利于使缝面处理的质量稳定，保障缝面结合效果，而且能够提高连接强度和水闸底板的整体性；同时，通过使连接插筋穿过分层缝面分别伸入与分层缝面相邻的两个板层块中进行锚固，进一步保障了缝面结合的效果以及连接强度和水闸底板的整体性，并利于提高水闸底板的防渗性能，特别适合应用在高水头大型水闸底板上，能够满足对高水头大型水闸底板的强度、整体性和防渗性能的要求。通过将任意相邻的两个底板层上的第一分块缝面错位分布，并将任意相邻的两个底板层上的第二分块缝面错位分布，能够避免在水闸底板内部形成贯通的薄弱面，提高了水闸底板的强度、整体性和防渗性能。
附图说明
16.图1是本实用新型的平面结构示意图；
17.图2是本实用新型沿水流方向的竖向剖视图；
18.图3是本实用新型中连接槽的结构示意图；
19.图4是本实用新型中缝面处理结构的剖视图；
20.图中标记为：水闸底板100、底板层110、板层块111、分层缝面210、分块缝面220、第一分块缝面221、第二分块缝面222、连接槽310、连接键320、连接插筋330；
21.图1和图2中的箭头方向表示水流方向。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
23.如图1、图2、图3和图4所示，用于高水头大型水闸底板的分层分块结构，包括将水闸底板100分为至少两个底板层110的分层缝面210，以及将底板层110分为至少两个板层块111的分块缝面220；所述分块缝面220处设有缝面处理结构，所述缝面处理结构包括连接槽310、连接键320和连接插筋330，所述连接槽310开设在分块缝面220一侧的板层块111上，所述连接键320设置在分块缝面220另一侧的板层块111上并与连接槽310配合相连，所述连接插筋330穿过分层缝面210分别伸入与分层缝面210相邻的两个板层块111中。
24.该分层分块结构通过在分块缝面220处设置主要由连接槽310、连接键320、连接插筋330构成的缝面处理结构，将任意相邻的两个板层块111连接在一起，由于连接槽310和连
接键320为专门设置的配合连接结构，人为施工的质量对其配合相连的效果影响较小，因此通过在分块缝面220一侧的板层块111上开设连接槽310，并通过在分块缝面220另一侧的板层块111上设置连接键320并与连接槽310配合相连，不仅利于使缝面处理的质量稳定，保障缝面结合效果，而且能够提高连接强度和水闸底板的整体性；同时，通过使连接插筋330穿过分层缝面210分别伸入与分层缝面210相邻的两个板层块111中进行锚固，进一步保障了缝面结合的效果以及连接强度和水闸底板的整体性，并利于提高水闸底板的防渗性能，特别适合应用在高水头大型水闸底板上。具有该分层分块结构的水闸底板100，既能满足大体积混凝土施工中对分层分块的要求，同时又能保证在较高的水压力下，水闸底板100的强度、整体性和防渗性，增强了水闸底板100在高水头下安全运行的可靠性。
25.其中，分层缝面210为将水闸底板100分隔为上下多层的缝面，其通常为水平面；分层缝面210至少为两个并沿水闸底板100的高度方向间隔分布，将水闸底板100分隔为多个底板层110，如图2所示。为了达到最佳的分层效果，保证水闸底板100的整体性并有效防止混凝土温度裂缝的产生，优选使相邻两个分层缝面210之间的间距为1m～1.5m。
26.分块缝面220为将底板层110分隔为多块的缝面，以降低混凝土的水化热，防止混凝土温度裂缝的产生；分块缝面220通常为竖直面；分块缝面220可视具体工程地形、混凝土的降温散热措施、施工条件等因素沿垂直水流方向和顺水流方向分别设置形成第一分块缝面221和第二分块缝面222，再如图1所示。
27.在上述基础上，为了避免在水闸底板100内部形成贯通的薄弱面，优选再如图1和2所示，使任意相邻的两个底板层110上的第一分块缝面221错位分布，错位分布的两相邻第一分块缝面221之间的间距通常为1m～2m；如此，能够使得任意相邻的两个底板层110上的第一分块缝面221不在同一竖直平面内，避免两个相邻的第一分块缝面221上下贯通，提高了水闸底板100的强度、整体性和防渗性能。同理，优选使任意相邻的两个底板层110上的第二分块缝面222错位分布，错位分布的两相邻第二分块缝面222之间的间距通常为1m～2m。
28.缝面处理结构为设在分块缝面220处的连接加强结构，通过设置上述的缝面处理结构，不仅利于使缝面处理的质量稳定，保障缝面结合效果，而且能够提高连接强度和水闸底板100的整体性，并利于提高水闸底板的防渗性能。为了提高缝面结合效果，优选使缝面处理结构至少为两个，并沿分块缝面220的长度方向间隔分布；为了兼顾缝面结合效果和施工成本，优选将任意相邻的两个缝面处理结构之间的水平间距控制在30cm。
29.连接槽310通常开设在板层块111的侧面上，其可以为多种结构，例如：圆形槽、矩形槽、三角形槽、球冠形槽、棱形槽等等；为了便于缝面结合并降低施工难度，结合图2、图3和图4所示，优选使连接槽310为开口尺寸大于底面尺寸的梯形槽，其水平截面呈等腰梯形。连接键320为与连接槽310相匹配的结构，其通常设置在板层块111的侧面上。
30.连接插筋330为插入板层块111中进行连接的零件，为了保证连接效果，优选采用直径28mm、长度3m的插筋作为连接插筋330，连接插筋330分别插入分块缝面200两侧的板层块111中的深度均为1.5m。
31.为了进一步提高连接的稳固性，加强水闸底板100的整体结构强度，再如图3所示，所述连接插筋330在连接槽310的上下两侧各设有一组，每组包括至少两根沿分块缝面220的长度方向间隔分布的连接插筋330。优选将每组中相邻两根连接插筋330的间距控制在0.5m。
32.优选的，结合图3和图4所示，所述连接槽310上下两侧的连接插筋330以该连接槽310的水平中心线为对称中心呈上下对称分布。对称分布在连接槽310上下两侧的连接插筋330，能够与配合相连的连接槽310和连接键320一起，达到更好的连接固定效果，不仅保证了缝面结合的有效性，而且大大增强了水闸底板100的整体结构强度和防渗性能。
33.实施例
34.某大型水闸包括三孔泄洪闸和一孔排污闸，均建在基岩上，电站利用落差为40.0m。泄洪闸型式为钢筋混凝土胸墙式平底板闸，最大闸高为49.5m。三孔泄洪闸和一孔排污闸为一个闸段，闸段总长为41.0m，闸室顺水流向长度为65.0m。
35.该大型水闸的水闸底板100包括分层缝面210、垂直水流方向的第一分块缝面221、顺水流方向的第二分块缝面222、以及第一分块缝面221和第二分块缝面222处分别设置的缝面处理结构，缝面处理结构包括连接槽310、连接键320和连接插筋330，连接槽310开设在分块缝面220一侧的板层块111上，连接键320设置在分块缝面220另一侧的板层块111上并与连接槽310配合相连，连接插筋330穿过分层缝面210分别伸入与分层缝面210相邻的两个板层块111中；
36.通过分层缝面210、第一分块缝面221和第二分块缝面222共同完成对水闸底板100的分层分块，以满足混凝土浇筑的分块长度限制和高度限制，然后通过缝面处理结构加强缝面之间的结合，提高水闸底板100的强度、整体性和防渗性，以保证在较高的水压力下，水闸底板100安全运行的可靠性。
37.该大型水闸的水闸底板100中分层缝面210为水平面，除与基岩接触的分层层间距离为1m外，其余分层的层间距离均为1.5m，即与基岩接触的底板层110厚度为1m，其余底板层110厚度为1.5m；任意相邻的两个底板层110上的第一分块缝面221错位分布，错位分布的两个相邻第一分块缝面221之间的间距通常为1m～2m；任意相邻的两个底板层110上的第二分块缝面222错位分布，错位分布的两个相邻第二分块缝面222之间的间距通常为1m～2m。
38.缝面处理结构至少为两个，并沿分块缝面220的长度方向间隔分布，且任意相邻的两个缝面处理结构之间的水平间距控制在30cm；连接槽310为开口尺寸大于底面尺寸的梯形槽，其水平截面呈等腰梯形；连接槽310的深度为30cm、槽底宽为40cm，槽顶口宽视底板层110的厚度而定，当底板层110的厚度为1m时，槽顶口宽为60cm，当底板层110的厚度为1.5m时，槽顶口宽为90cm。连接键320为与连接槽310相匹配的结构。连接插筋330在连接槽310的上下两侧各设有一组，每组包括至少两根沿分块缝面220的长度方向间隔分布的连接插筋330，连接插筋330的直径为28mm、长度为3mm，连接插筋330两端插入板层块111的深度均为1.5m，每组中相邻两根连接插筋330的间距控制在0.5m。