一种变形岩体上的趾板结构的制作方法

1.本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及一种变形岩体上的趾板结构。


背景技术：

2.混凝土面板堆石坝的防渗主要包括趾板和面板，趾板通常采用一个整体的结构形式，其典型结构如图1所示(图1中m表示趾板，n表示面板，p表示筑填区域，q表示稳定和坚固的基岩，r表示边坡开挖面，s表示开挖线)。并在趾板和面板之间通过结构缝连接并设置止水。
3.在现有技术中，有一些相关专利申请公开了趾板的结构。如公开号为cn203716168u的专利公开了一种混凝土面板堆石坝深厚覆盖层趾板基础结构，包括设置在深厚覆盖层上的趾板结构，在所述深厚覆盖层上间隔设置有多个高压旋喷桩，所述趾板结构通过垫层设置在高压旋喷桩与深厚覆盖层组成的复合地基上，所述趾板结构的上游侧通过连接板与防渗墙相连，其下游侧与混凝土面板连接。又如公开号为cn110185005a的专利申请公开了一种狭窄河谷窄趾板结构及施工方法，趾板的下游端设有向下方的突出结构，突出结构的下游端与防渗板连接，突出结构与防渗板之间设有垂直缝止水；趾板的下游端上侧与钢筋混凝土面板连接，趾板与钢筋混凝土面板之间设有周边缝止水；钢筋混凝土面板与防渗板之间设有特殊垫层区。
4.上述现有技术的专利申请中，趾板通常修建在稳定和坚固的基岩上，并尽量避开不良地质体和存在严重地质缺陷的地段。若在不稳定基岩上采用上述现有技术中的趾板结构，可能由于基岩的变形引起趾板产生位移，进而引起趾板对面板的挤压、或者面板与趾板的大变形脱开，从而导致混凝土面板坝防渗体的失效，严重威胁大坝的安全。若加固基地及边坡，则工程投资巨大。水利水电工程建设的地形地质条件非常复杂，制约因素较多，若在不稳定基岩上布置现有技术中的趾板结构，需要解决趾板的稳定问题，通常可采用加固趾板边坡、挖除不稳定体及混凝土置换等措施，但投资一般都较大，甚至会影响坝型成立的问题。如何在不稳定基岩上建设混凝土面板堆石坝、设置趾板是一个急需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于针对不稳定变形基岩上布置混凝土面板堆石坝的趾板可能出现的趾板对面板的挤压、或者面板与趾板的大变形脱开的问题，提出一种变形岩体上的趾板结构。
6.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现的。
7.一种变形岩体上的趾板结构，包括趾板和面板，所述趾板包括上下相互对接的趾板上盘、趾板下盘，在所述趾板上盘与趾板下盘的对接面上均设置有防滑结构；所述面板与所述趾板上盘连接；在所述趾板上盘远离面板的端面与趾板下盘的顶面之间形成的三角区域设置有止水结构。
8.优选的，所述防滑结构为棱锥体，所述棱锥体分别阵列分布在所述趾板上盘与趾
板下盘的对接面上。
9.优选的，所述棱锥体为四棱锥，相邻两个棱锥体共用同一底边。
10.优选的，在所述趾板上盘与趾板下盘之间设置有橡胶垫。
11.优选的，所述趾板下盘安装在变形岩体上，在所述趾板下盘内设置有多根锚杆，且锚杆插设至所述变形岩体内。
12.优选的，所述止水结构包括橡胶复合板和塑性填料；所述橡胶复合板其中一长侧边固接在趾板上盘的顶面上，另一长侧边固接在趾板下盘上远离面板的端面上；所述塑性填料填充在所述趾板上盘、趾板下盘与橡胶复合板三者围成区域内。
13.优选的，所述止水结构还包括设置在塑性填料内部的止水铜片，所述止水铜片的其中一长侧边镶嵌在所述趾板上盘远离面板的端面上，另一长侧边镶嵌在趾板下盘内，所述止水铜片位于塑性填料内部的为褶皱状态。
14.优选的，所述橡胶复合板与趾板上盘的顶面、以及与趾板下盘的端面之间均通过压板、膨胀螺栓固定连接。
15.优选的，在所述变形岩体用于插设锚杆的部位进行灌浆处理。
16.优选的，所述棱锥体的底边长和高度为0.2～0.4m，所述趾板上盘与趾板下盘的厚度均为0.6～1.0m。
17.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
18.(1)在本发明中，由于趾板采用了上下相互对接的趾板上盘、趾板下盘的结构，形成分体式结构，且在对接面上均设置有防滑结构，当趾板上、下盘发生不协调变形时，若所受的力超过上、下盘之间的摩擦力则发生错动以释放不协调变形产生的力，并达到重新的平衡状态；若由于趾板下盘变形产生的力小于趾板上、下盘之间的摩擦力，则趾板上、下盘相对静止，上盘继续保持对面板的支撑作用。通过利分体式的趾板结构，能够适应边坡、趾板的协调变形，保证趾板或面板不受挤压、拉伸破坏，使岩体、趾板与面板之间的变形应力相协调或释放，从而保证大坝的防渗措施安全可靠。
19.(2)在本发明中，通过在所述趾板上盘远离面板的端面与趾板下盘的顶面之间形成的三角区域设置有止水结构，可以避免由于趾板上、下盘的相对位移而引起止水的失效，该止水结构形成了第一道防水措施。同时通过在趾板上盘与趾板下盘之间设置有橡胶垫，该橡胶垫具有一定的防渗作用，可作为第二道防水措施。通过采用两道防水措施结构，确保趾板上、下盘发生错动后防渗措施能够适应相应的变形并不至于破坏。
20.(3)本发明结构简单，易于实施，安全可靠，可在具有变形滑动边坡上布置趾板中获得广泛应用。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为现有技术中典型的趾板结构示意图；
23.图2为本发明所提供的趾板结构的立体图一(止水结构未画出)；
24.图3为本发明所提供的趾板结构的立体图二(止水结构未画出)；
25.图4为本发明所提供的趾板结构的立体图三(止水结构未画出)；
26.图5为图1中沿b-b的剖面图；
27.图6为图1中沿a-a的剖面图；
28.图7为本发明中止水结构的大样图。
29.附图标号说明：1、趾板上盘；2、趾板下盘；3、橡胶垫；4、棱锥体；5、止水结构；501、橡胶复合板；502、塑性填料；503、止水铜片；504、膨胀螺栓；505、压板；6、面板；7、变形岩体；8、锚杆。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
32.结合图2至图7所示，一种变形岩体上的趾板结构，包括趾板和面板6，所述趾板包括上下相互对接的趾板上盘1、趾板下盘2，在所述趾板上盘1与趾板下盘2的对接面上均设置有防滑结构；所述面板6与所述趾板上盘1连接；在所述趾板上盘1远离面板6的端面与趾板下盘2的顶面之间形成的三角区域设置有止水结构5。通过利用上述结构，当趾板上盘1、趾板下盘2发生不协调变形时，若所受的力超过上、下盘之间的摩擦力则发生错动以释放不协调变形产生的力，并达到重新的平衡状态；若由于趾板下盘2变形产生的力小于趾板上、下盘之间的摩擦力，则趾板上、下盘相对静止，趾板上盘1继续保持对面板6的支撑作用。进一步地，所述面板6与所述趾板上盘1的连接部位也采用止水措施，以适应趾板下盘2的不均匀变形。
33.结合图2至图4所示，所述防滑结构为棱锥体4，所述棱锥体4分别阵列分布在所述趾板上盘1与趾板下盘2的对接面上。进一步地，所述棱锥体4为四棱锥，相邻两个棱锥体4共用同一底边。趾板下盘2上的棱锥体4可以卡入到趾板上盘1上多个相邻的棱锥体4可以形成卡槽结构，同理，趾板上盘1的棱锥体4可以卡入到趾板下盘2上多个相邻的棱锥体4可以形成卡槽结构。因此，趾板上盘1、趾板下盘2上的棱锥体4可以相互卡接，起到增大趾板上、下盘之间摩擦力的作用。
34.结合图5至图7所示，在所述趾板上盘1与趾板下盘2之间设置有橡胶垫3。止水结构5形成了第一道防水措施，可以避免由于趾板上、下盘的相对位移而引起止水的失效。橡胶垫3具有一定的防渗作用，可作为第二道防水措施。通过采用两道防水措施结构，确保趾板上、下盘发生错动后防渗措施能够适应相应的变形并不至于破坏。橡胶垫3不仅起到二次防渗的效果，还有利于趾板上、下盘的受力均匀及紧密结合。
35.结合图5所示，述趾板下盘2安装在变形岩体7上，在所述趾板下盘2内设置有多根锚杆8，且锚杆8插设至所述变形岩体7内。通过利用锚杆8对趾板下盘2起到固定作用，使板
下盘2牢固地安装在变形岩体7上。另外，为了进一步保证锚杆8能够牢固第插设在变形岩体7内，在插设锚杆8的部位进行灌浆处理。
36.结合图7所示，所述止水结构5包括橡胶复合板501和塑性填料502；所述橡胶复合板501其中一长侧边固接在趾板上盘1的顶面上，另一长侧边固接在趾板下盘2上远离面板6的端面上；所述塑性填料502填充在所述趾板上盘1、趾板下盘2与橡胶复合板501三者围成区域内。由于橡胶复合板501和塑性填料502均具备弹性可以发生变形，因此，止水结构5可以避免由于趾板上、下盘的相对位移而引起止水的失效。另外，为了进一步保证止水效果，止水结构5还包括设置在塑性填料502内部的止水铜片503，所述止水铜片503的其中一长侧边镶嵌在所述趾板上盘1远离面板6的端面上，另一长侧边镶嵌在趾板下盘2内，所述止水铜片503位于塑性填料502内部的为褶皱状态。褶皱的止水铜片503可以适应沿着趾板线方向和垂直于趾板线方向的大变形。
37.结合图7所示，所述橡胶复合板501与趾板上盘1的顶面、以及与趾板下盘2的端面之间均通过压板505、膨胀螺栓504固定连接。通过利用压板505，可以将橡胶复合板501的长侧面压紧并贴合在趾板上盘1的顶面、趾板下盘2的端面上，进一步保证止水效果，且利用膨胀螺栓504安装简单方便。
38.为了保证趾板上盘1和趾板下盘2的强度，所述棱锥体4的底边长和高度为0.2～0.4m，所述趾板上盘1与趾板下盘2的厚度均为0.6～1.0m。棱锥体4与趾板上盘1、趾板下盘2分别采用一体浇筑创新结构。在实际施工过程中，趾板下盘2可采用现浇，在浇筑完趾板下盘2后进行趾板上盘1的浇筑或预制吊装。
39.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种变形岩体上的趾板结构，包括趾板和面板(6)，其特征在于：所述趾板包括上下相互对接的趾板上盘(1)、趾板下盘(2)，在所述趾板上盘(1)与趾板下盘(2)的对接面上均设置有防滑结构；所述面板(6)与所述趾板上盘(1)连接；在所述趾板上盘(1)远离面板(6)的端面与趾板下盘(2)的顶面之间形成的三角区域设置有止水结构(5)。2.如权利要求1所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：所述防滑结构为棱锥体(4)，所述棱锥体(4)分别阵列分布在所述趾板上盘(1)与趾板下盘(2)的对接面上。3.如权利要求2所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：所述棱锥体(4)为四棱锥，相邻两个棱锥体(4)共用同一底边。4.如权利要求1所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：在所述趾板上盘(1)与趾板下盘(2)之间设置有橡胶垫(3)。5.如权利要求1所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：所述趾板下盘(2)安装在变形岩体(7)上，在所述趾板下盘(2)内设置有多根锚杆(8)，且锚杆(8)插设至所述变形岩体(7)内。6.如权利要求1所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：所述止水结构(5)包括橡胶复合板(501)和塑性填料(502)；所述橡胶复合板(501)其中一长侧边固接在趾板上盘(1)的顶面上，另一长侧边固接在趾板下盘(2)上远离面板(6)的端面上；所述塑性填料(502)填充在所述趾板上盘(1)、趾板下盘(2)与橡胶复合板(501)三者围成区域内。7.如权利要求6所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：所述止水结构(5)还包括设置在塑性填料(502)内部的止水铜片(503)，所述止水铜片(503)的其中一长侧边镶嵌在所述趾板上盘(1)远离面板(6)的端面上，另一长侧边镶嵌在趾板下盘(2)内，所述止水铜片(503)位于塑性填料(502)内部的为褶皱状态。8.如权利要求6所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：所述橡胶复合板(501)与趾板上盘(1)的顶面、以及与趾板下盘(2)的端面之间均通过压板(505)、膨胀螺栓(504)固定连接。9.如权利要求5所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：在所述变形岩体(7)用于插设锚杆(8)的部位进行灌浆处理。10.如权利要求3所述的一种变形岩体上的趾板结构，其特征在于：所述棱锥体(4)的底边长和高度为0.2～0.4m，所述趾板上盘(1)与趾板下盘(2)的厚度均为0.6～1.0m。

技术总结
一种变形岩体上的趾板结构，包括趾板和面板，所述趾板包括上下相互对接的趾板上盘、趾板下盘，在所述趾板上盘与趾板下盘的对接面上均设置有防滑结构；所述面板与所述趾板上盘连接；在所述趾板上盘远离面板的端面与趾板下盘的顶面之间形成的三角区域设置有止水结构。由于趾板采用了上下相互对接的趾板上盘、趾板下盘的结构，形成分体式结构，且在对接面上均设置有防滑结构，当趾板上、下盘发生不协调变形时，若所受的力超过上、下盘之间的摩擦力则发生错动以释放不协调变形产生的力，并达到重新的平衡状态；若由于趾板下盘变形产生的力小于趾板上、下盘之间的摩擦力，则趾板上、下盘相对静止，上盘继续保持对面板的支撑作用。上盘继续保持对面板的支撑作用。上盘继续保持对面板的支撑作用。


技术研发人员：林永生 文韬 赵向涛 王小红 曹磊 路易
受保护的技术使用者：中国水利水电建设工程咨询贵阳有限公司
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/10/7