專利名稱:碾壓混凝土或堆石水工結(jié)構(gòu)物的防水方法
本發(fā)明涉及上游側(cè)為陡坡(階式墻)的碾壓混凝土或堆石水工結(jié)構(gòu)物的一種防水方法。
為了經(jīng)濟(jì)起見，水工結(jié)構(gòu)物，例如壩，如今往往用碾壓混凝土做成。碾壓混凝土壩工建筑是許多出版物的內(nèi)容，特別是刊登在ACI Jounal(1980，July-August，PP.215-235)上關(guān)于ACI Comittee 207一則消息的議題。
然而上述的碾壓混凝土壩具有很強(qiáng)的透水性，特別是在接續(xù)層的分界面上。時(shí)間一長，就會(huì)使混凝土中的水泥受到浸蝕，尤其當(dāng)水質(zhì)具有化學(xué)腐蝕性時(shí)，對水泥的浸蝕就更加嚴(yán)重。
為了彌補(bǔ)這一缺陷，迄今已提出了許多這種結(jié)構(gòu)物與水相接觸一側(cè)的防水方法。
其中一種建議(Concrete International 1964，May，P.42，ENR 1983，24 February，P.35)是把豎向預(yù)制混凝土構(gòu)件通過螺栓擰到結(jié)構(gòu)物上，以此來復(fù)蓋結(jié)構(gòu)物與水相接觸的一側(cè)。然而這項(xiàng)技術(shù)的效果要受到固定件使用壽命的限制。另外，用該項(xiàng)技術(shù)也難于將接縫密封住，特別是水平接縫。
另一種建議(Highway & Heary Construction，1985，January，P.39)是用一層普通混凝土來復(fù)蓋結(jié)構(gòu)物與水相接觸的一側(cè)。但是這種混凝土層易產(chǎn)生裂紋，而且這種裂紋由于缺乏伸縮縫而會(huì)加劇。如果將此復(fù)蓋層做得較薄，那么該層易產(chǎn)生大梯度滲透。當(dāng)存在于水工結(jié)構(gòu)物內(nèi)的水具有化學(xué)腐蝕性時(shí)，就會(huì)引起更嚴(yán)重的破壞。
還有一種建議(Concrete International 1983，March，P.21)是用不銹鋼來復(fù)蓋該結(jié)構(gòu)物與水相接觸的一側(cè)。但這種解決方案的造價(jià)非常昂貴。
最后，曾有一種建議(出處同上，圖3)是采用連續(xù)的、增強(qiáng)的丁基橡膠膜，將它附在結(jié)構(gòu)物與水相接觸的一側(cè)，使之不透水。這種連續(xù)性膜的制造、安裝和固定都會(huì)引起嚴(yán)重的問題，并且這種方案也僅僅是為了說明目的而被提出的。
現(xiàn)在一種較為經(jīng)濟(jì)的、這種結(jié)構(gòu)物上游側(cè)的防水方法已被提出，這就是在上游側(cè)安設(shè)一種不透水的塑料制件膜。
本發(fā)明就是關(guān)于一種水工結(jié)構(gòu)物的防水方法，它是在該結(jié)構(gòu)物與水相接觸的一側(cè)設(shè)置一層不透水膜，該膜是由交錯(cuò)排列的、帶有上游面層的一組厚塑料制件制成，上述上游面層相互連接并以連續(xù)方式焊接在一起，它通過垂直固定件安裝于結(jié)構(gòu)物上，并通過一種能使該上游面層運(yùn)動(dòng)、能在結(jié)構(gòu)物中產(chǎn)生均勻分布的微小裂縫的部件與所述結(jié)構(gòu)物隔開。在本說明書中，“GEOSELLS”一詞是指一組成形的、裝配好的制件，“Scale”一詞是指上游面層。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，借助與在結(jié)構(gòu)物一側(cè)的厚連接板焊接來加強(qiáng)上游面層的對邊焊接。
塑料制件GEOSELLS可以采用任意的幾何形狀，但最好為矩形。由于涉及制造、安裝和固定等實(shí)際原因，最好是采用矩形的上游面層，其厚度為1～50毫米，最好為2～30毫米;其寬度為2～8米，最好為2～4米;其高度為1～6米，最好為1～2米。
GEOSELLS可采用任何不透水的塑料制件制成，但最好采用聚烯烴和聚乙烯基樹脂制作。聚乙烯基樹脂是指至少包含占重量的50%，從氯乙烯，最好是聚氯乙烯衍生得到的單體的聚合物和共聚物。聚烯烴是指包含占重量的50%、從每個(gè)分子包含2～8碳原子的烯烴，最好是高密度的聚乙烯衍生得到的單體的聚合物和共聚物。不難理解，用來制造GEOSELLS的材料可以包含常用的添加劑，例如穩(wěn)定劑，特別是抗紫外線劑和增強(qiáng)劑。
按照本發(fā)明的方法，最好在由塑料制件的上游面層所形成的不透水膜的后面設(shè)置排水設(shè)備，該排水設(shè)備構(gòu)成GEOSELLS的一部分。
排水設(shè)備由沿著結(jié)構(gòu)物布置的豎直管子構(gòu)成，這些管子彼此之間隔開1～2米，并最好在沿垂直方向固定上游面層的同時(shí)形成，這一點(diǎn)將在下面描述。每個(gè)管子最好分別將水排放到一個(gè)集水管中，借此可以正確地判明任何不良區(qū)域。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還可通過在結(jié)構(gòu)物和膜之間設(shè)置土工織物來提供排水，該土工織物最好裹在上游面層的豎直固定件上，這一點(diǎn)將在后面加以描述。另外土工織物也包括在“GEOSELLS”一詞中。
該土工織物具有以下三個(gè)功能-在垂直方向上將膜與結(jié)構(gòu)物隔開;
-將水和氣回收并送入管中;
-對任何作用在膜上的沖擊的彈性吸收;
該土工織物最好在施工中局部地連接到膜上，在回填以后，它使得膜和固定件與要防水的結(jié)構(gòu)物分隔開，并以雙層形式在任意灌注期間保護(hù)排水設(shè)備。
上游面層是以這樣的方式固定的，即允許不透水膜沿垂直方向移動(dòng)，并且在結(jié)構(gòu)物表面區(qū)域引起裂縫以避免用鋸入碾壓混凝結(jié)構(gòu)物的方式設(shè)置伸縮縫。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，上游面層以例如1～2米的間距沿垂直方向固定，并以這樣的方式形成，即與豎直排水管同時(shí)建成。
最后，在一個(gè)最佳的實(shí)施例中，通過正交地沿垂直方向焊接到上游面層朝向結(jié)構(gòu)物一側(cè)的板實(shí)現(xiàn)沿垂直方向的固定。所說的板插入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部，并在板處設(shè)有排水通道(塑料管沿縱向與板分開，并固定于板上，或帶孔的圓柱形部件焊接于板上等)。該板的頂端高出上游面層的頂部，而且疊合的上游面層是以這樣的方式沿垂直方向固定的，即排水通道構(gòu)成連續(xù)的排水管。本實(shí)施例另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于便于以均勻分布的方式產(chǎn)生所需要的微裂縫。
上述管形部件最好安裝在基體的上方，與上述正交板條相對，該管形部件帶有一個(gè)具有刀刃的部件以便于產(chǎn)生微裂縫，這個(gè)刀片也包括在“GEOSELLS”一詞中。
最好在板處設(shè)置管子，該管子用來對不良區(qū)域進(jìn)行灌注。板的寬度通常為100～500毫米，最好為200～400毫米。
豎直固定件最好采用和上游面層同樣的材料制成以便預(yù)先將它們，例如通過焊接安裝到上游面層上。
土工織物設(shè)在上游面層和結(jié)構(gòu)物之間，它必須以相同的厚度，并按相同的體系(土工織物組合體)包在豎直固定件外面以便消除由于水或撞擊的壓力引起任何應(yīng)力集中的危險(xiǎn)。
構(gòu)成膜的上游面層最好由水平固定件固定就位，該水平固定件至少包括一個(gè)沿水平方向焊接、朝向結(jié)構(gòu)物的凸片，并形成GEOSELLS的一個(gè)主要部份。上述凸片埋在結(jié)構(gòu)物中起剪切作用以承受GEOSELLS的重量。按通常的規(guī)則，凸片借助固定管得以保護(hù)，而后者又用來加強(qiáng)GEOSELLS。
特別是為了增強(qiáng)抵抗可能引起的，例如由漂浮物引起的撞擊，GEOSELLS與水相接觸的表面最好通過一個(gè)樹脂混凝土層(30～60毫米厚)加以保護(hù)。按照一個(gè)優(yōu)選的方法，在組成材料允許的情況下(例如在使用高密度聚乙烯的情況)砂礫、瓦片甚至木頭可在加熱狀態(tài)下貼下(然后冷卻)，從而便于支承體的局部熔化，這時(shí)便形成了部分的結(jié)合。上述整個(gè)防護(hù)體構(gòu)成了GEOSELLS的一個(gè)部分，它提高了美學(xué)效果和抗紫外線的能力。
當(dāng)制作本發(fā)明的膜時(shí)，GEOSELLS隨著結(jié)構(gòu)物的修建而安裝在接續(xù)層內(nèi)，并且最好用作一次性模板。GEOSELLS最好以作為提升模板型支承件的方式設(shè)置，它借助在本文中稱為“GEOTOOLS”的伸縮工具穿過下面已安裝好的GEOSELLS，從而使上述支承件固定于結(jié)構(gòu)物中。作為本方法所使用的上述工具在市場上是難于買到的。它們是伸縮型工具并且插入每個(gè)GEOSELLS管內(nèi)，從而便于阻擋、對中并最終定位調(diào)整新的GEOSELL。如此建造的防水結(jié)構(gòu)物就是本發(fā)明的主題。
為了能連續(xù)性地安裝上游面層及連續(xù)性地填筑碾壓混凝土，可以逐個(gè)區(qū)域地回填以形成傾斜層，或者連續(xù)地回填但帶有一個(gè)微小的坡度。當(dāng)上游側(cè)以具有很大排水能力的掩膜形成面層時(shí)，層間分界面上就不再會(huì)出現(xiàn)重大的問題。這就是本發(fā)明的新方法的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。因此分界面就具有機(jī)械特性(任意可能的臺階)，而不具有通常所需的連續(xù)和密封的功能。
下面將參照附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述。
圖1是一個(gè)碾壓混凝土結(jié)構(gòu)物的局部透視圖。該結(jié)構(gòu)物設(shè)有按本發(fā)明方法構(gòu)成的不透水膜，該膜可以通過高頻電焊或感應(yīng)加熱的方式安裝在夾雜有金屬或聚氯乙烯格的多層基板上，也可以根據(jù)所組成的材料采用任何其它的焊接方式甚至粘合劑膠合的方式安裝在基板上。
圖2是圖1中標(biāo)記A處的放大圖。
圖3是圖1中標(biāo)記B處的放大圖。
圖4是圖1中標(biāo)記B處的整體圖。
圖5是GEOTOOL的示意圖，它包括一個(gè)伸縮式凸輪機(jī)構(gòu)的水平斷面圖。
圖6是一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，它表示了一種不同的應(yīng)用方法，可應(yīng)用于巷道和其它地方的基礎(chǔ)板(擋土墻或建筑物的墻等)。
由圖1可見，在碾壓混凝土結(jié)構(gòu)物1與水相接觸的一側(cè)復(fù)蓋有由一組塑料制件GEOSELLS構(gòu)成的不透水膜2，它上面帶有土工織物隔層4。特別從圖2可見，GEOSELLS是通過位于厚連接板6上的連續(xù)焊縫5固定在一起，該厚連接層6通過深熱式點(diǎn)焊7或通過對金屬或聚氯乙烯夾附物8加熱的高頻電焊斷開地焊接在一起。
從圖2還可看出砂礫夾附物9。GEOSELLS通過位于法蘭11頂部的凸片10沿水平方向固定，法蘭11上設(shè)有定位孔12，管子13通過法蘭11連接到膜2上。
一個(gè)用于任意灌注的套筒式管可設(shè)置在14處，它受到土工織物4的雙層復(fù)蓋層15的保護(hù)。在圖1和圖4所示的一個(gè)實(shí)施例中，GEOSELLS3通過用于排水的管狀部件13沿垂直方向固定。而該管狀部件13通過與上游面層2正交的法蘭11沿垂直方向固定于上游面層2。上游面層2、法蘭11和管狀部件13是焊在一起的。管狀部件13和法蘭11隨著結(jié)構(gòu)物的建造而插入結(jié)構(gòu)物中。土工織物4將豎直固定件完全包住以便在結(jié)構(gòu)物1和由上游面層2組成的膜之間提供部分間隙。帶有刀刃的型材16卡在由土工織物4所包覆的豎直固定件的外緣。在逐一安裝GEOSELLS時(shí)，還需要在疊合的GEOSELLS之間將管狀部件13上下對準(zhǔn)以便構(gòu)成豎直排水管。
由于圖5所示的土工工具20在插入下部已固定部分時(shí)是同時(shí)對中的，所以在逐一將GEOSELLS固定的同時(shí)管狀也對中。上述操作是通過管形體17和伸縮導(dǎo)板18來完成的。伸縮導(dǎo)板18用來在分界面上對中，它固定在已建成結(jié)構(gòu)物1內(nèi)約1米處。伸縮是通過帶有2個(gè)凸輪19和復(fù)位彈簧機(jī)構(gòu)23的軸旋轉(zhuǎn)180°來實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)復(fù)位彈簧機(jī)構(gòu)23使得在堆石穩(wěn)定之后能撤出這個(gè)工具，該土工工具20具有夾擠GEOSELL的作用。排水切口21是鋸開的，它的容量是以管13的大容量為基礎(chǔ)計(jì)算得出的。在土工工具20的上部帶有2個(gè)螺栓22的機(jī)構(gòu)，當(dāng)將其安裝就位時(shí)它可以對新的GEOSELL加以調(diào)整。在法蘭11上設(shè)有孔12，它可用于各種搬運(yùn)和吊裝作業(yè)，在使用土工網(wǎng)格加強(qiáng)的堆石的情況下，該孔12能用塑料管實(shí)現(xiàn)所謂“土工網(wǎng)格”的簡單固定。在任何形式的堆石表面上需要使用土工網(wǎng)格以防止產(chǎn)生裂縫。
如圖6所示，通過使用較陡的坡同時(shí)與密封的結(jié)構(gòu)物留下充分的間隙便于減小結(jié)構(gòu)物的底寬。同樣，在柔性基礎(chǔ)上最好鋪設(shè)柔性堆石層(“TEXOL”或其它用土工網(wǎng)格加強(qiáng)的堆石層)，使用一個(gè)固定管和設(shè)在法蘭11上的孔從而代替碾壓混凝土結(jié)構(gòu)物或者與其連在一起。
本發(fā)明方法還有許多特殊的應(yīng)用實(shí)例，它們是-滑冰場的擋板(帶排氣通道);
-隧道的內(nèi)襯(排水設(shè)備，連續(xù)密封，Strickler(優(yōu)點(diǎn))，特別是在土質(zhì)不好的地區(qū)能保持不透水性等);
-用于房屋或建筑物的防震墻結(jié)構(gòu)，它以連續(xù)的方式焊接并帶有輕質(zhì)填料(泡沫聚亞胺脂，輕質(zhì)混凝土等);
-擋土墻(裝修的外表和排水設(shè)備);
-游泳池結(jié)構(gòu)，它帶有在加熱狀態(tài)下貼到GEOSELLS上的瓦形面層(與GEOSELLS相結(jié)合);
-壩與水相接觸一側(cè)的整修;
權(quán)利要求
1.水工結(jié)構(gòu)物的一種防水方法，它是將不透水膜鋪設(shè)在上述結(jié)構(gòu)物與水相接觸的一側(cè)，該膜是由一組成形的、裝配好的厚塑料制件交錯(cuò)排列制成，該塑料制件稱為GEOSELLS，它帶有上游面層，上游面層互相連接以連續(xù)的方式焊接在一起，上述上游面層通過豎直固定件固定在結(jié)構(gòu)物上，并通過一種能使上游面層運(yùn)動(dòng)、能在結(jié)構(gòu)物中產(chǎn)生均勻分布的微小裂縫的部件與所述結(jié)構(gòu)物隔開。
2.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為所說的GEOSELLS厚度為1～50毫米。
3.按照權(quán)利要求
2所述的方法，其特征為所說的GEOSELLS厚度為2～30毫米。
4.按照權(quán)利要求
1～3中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的GEOSELLS的上游面層設(shè)置在厚支承體上，當(dāng)以連續(xù)的方式相互連接時(shí)，該上游面層焊接在內(nèi)側(cè)，即朝向上述結(jié)構(gòu)物的一側(cè)。
5.按照權(quán)利要求
1～4中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的GEOSELLS由一種抗疲勞的材料制成，并通過對夾附物進(jìn)行加熱的高頻電焊的方法焊接。
6.按照權(quán)利要求
5所述的方法，其特征為所說的材料是具有高彈性強(qiáng)度的聚烯烴。
7.按照權(quán)利要求
5或6所述的方法，其特征為所說的夾附物是由金屬制成。
8.按照權(quán)利要求
5或6所述的方法，其特征為所說的夾附物是由聚氯乙烯制成。
9.按照權(quán)利要求
1～8中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的膜通過一個(gè)包含有土工織物的、厚的連續(xù)排水系統(tǒng)與所說結(jié)構(gòu)物分隔開。
10.按照權(quán)利要求
1～9中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的膜通過至少一個(gè)沿水平方向焊接在各GEOSELLS頂部的凸片沿水平方向固定。
11.按照權(quán)利要求
1～10中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的膜通過管形部件沿豎直方向固定，該管形部件通過正交固定板條沿豎直方向固定在所說GEOSELLS朝向結(jié)構(gòu)物的一側(cè)。
12.按照權(quán)利要求
10所述的方法，其特征為所說的膜通過一個(gè)工具沿豎直方向固定，該工具能伸縮以鎖定、對中和調(diào)整在每一位置上的GEOSELLS。
13.按照權(quán)利要求
11所述的方法，其特征為在所說的固定板條處設(shè)置能對不良區(qū)域進(jìn)行灌注的管子，所說的排水管形部件由于粘接于所說固定板條上的土工織物，從而不受到上述灌注的影響。
14.按照權(quán)利要求
11所述的方法，其特征為所說的管形部件由土工織物復(fù)蓋，并且在每個(gè)管形部件上設(shè)置帶有刀刃的部件。
15.按照權(quán)利要求
1～14中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的膜與水相接觸的一側(cè)設(shè)有表面復(fù)蓋層。
16.按照權(quán)利要求
15所述的方法，其特征為所說的復(fù)蓋層為樹脂混凝土。
17.按照權(quán)利要求
17所述的方法，其特征為所說的復(fù)蓋層包括在加熱狀態(tài)下貼上的砂礫。
18.按照權(quán)利要求
15所述的方法，其特征為所說的復(fù)蓋層為瓦片。
19.按照權(quán)利要求
15所述的方法，其特征為所說的復(fù)蓋層是木頭。
20.按照權(quán)利要求
1～19中任何一項(xiàng)中所述的方法，其特征為所說的GEOSELLS是在建造所說結(jié)構(gòu)物的同時(shí)設(shè)置在接續(xù)層中，并借助工具作為一次性模板使用。
21.按照權(quán)利要求
1～20中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的結(jié)構(gòu)物包括由粘合劑形成的剛性堆石，該粘合劑不是水泥或其衍生物(碾壓混凝土)，這樣所說的結(jié)構(gòu)物更適合采用柔性基礎(chǔ)。
22.按照權(quán)利要求
21所述的方法，其特征為所說的粘合劑為樹脂。
23.按照權(quán)利要求
21所述的方法，其特征為所說的粘合劑為編織物。
24.按照權(quán)利要求
21所述的方法，其特征為所說的堆石通過網(wǎng)格加強(qiáng)。
25.按照權(quán)利要求
1～9中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所說的GEOSLLS通過連續(xù)的排水管以水平或彎曲布置方式固定于結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)底板、墻或巷道內(nèi)，而無需借助工具。
26.按照權(quán)利要求
25所述的方法，其特征為使所說的管子成為連續(xù)的焊縫位于所說的結(jié)構(gòu)物的外側(cè)，即與水相接觸的一側(cè)的帶有光滑表面的厚支持體上。
專利摘要
在水工結(jié)構(gòu)物與水相接觸的一側(cè)鋪設(shè)不透水膜，該膜由一組稱為GEOSELLS的塑料制件組成。所說的GEOSELLS帶有上游面層。這些上游面層以對邊焊接方式相互連接在一起，并通過可使GEOSELLS運(yùn)動(dòng)的豎直固定件固定于結(jié)構(gòu)物上。該膜便于排水并產(chǎn)生均勻分布在結(jié)構(gòu)物內(nèi)的微裂縫。一種粒狀涂層在加熱狀態(tài)下貼到外表面上。這一方法特別適用于有或沒有粘合劑的粒狀堆石密封結(jié)構(gòu)物。
文檔編號E02B3/16GK87104677SQ87104677
公開日1987年12月16日 申請日期1987年6月2日
發(fā)明者迪迪爾·萊德爾 申請人:迪迪爾·萊德爾導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan