水利水电工程用防渗止水构件、防渗止水层及防渗堤坝的制作方法

本发明涉及水利能源产业，具体涉及水利水电，特别涉及一种水利水电工程用防渗止水构件、防渗止水层及防渗堤坝。

背景技术：

1、水利水电工程中的堤坝是一种在可到和渠道上利用坝体控制流量和调节水位的水利工程建筑物，其通过拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、水产和/或生活用水的需要。堤坝渗漏问题是在水利大坝建设中所面临的主要难题，因此，对防渗技术的研究，对于水利水电工程来说具有非常积极的意义。水利水电工程堤坝产生渗漏问题主要有两方面原因，一方面是因为施工材料的问题，具体为：在施工建设过程中，未对施工材料进行严格质检，使得某些质量不达标的材料被使用，从而使得堤坝结构的抗剪强度下降，再加上水环境的影响和堤坝自身结构的重量，非常容易使得堤坝产生下滑，最终引发渗水问题；另一方面是因为长期的水体压力，具体为：堤坝在长期的运行和使用过程中，堤坝上游水体压力大于下游，导致水分子向下游运动，当堤坝内部的抗渗能力不足以抵抗水压力时，水分子就会穿透堤坝材料，造成渗漏；而且长期的水压力作用下可能导致堤坝内部结构发生破裂或变形，进一步加剧渗漏现象。

2、为了解决水利工程堤坝的渗漏问题，现有中比较常采用的防渗方式有两种：一种是高压注浆防渗，是指在出现渗水情况后，采用高压灌浆的方式，向堤坝中注入高压的砂浆浆液，以填充裂缝，使得堤坝内部的应力趋于平衡，使得坝体的稳定性得到强化；另外一种是构造防渗墙进行防渗，是指在堤坝体的内部或者前方构筑防渗墙以对坝体进行保护，以有效防止水体对坝体的腐蚀。对于高压注浆防渗方式而言，其对施工的要求非常高，因为在施工过程中，需要预先在堤坝上打孔，在有可能进一步加大溃堤的风险。而与高压注浆技术相比，防渗墙技术具有施工价格友好、防渗效果好等特点。因此，在现有技术中，构造防渗墙的防渗方式得到广泛应用。

3、然而，现有的防渗墙技术，需要在现场进行混凝土浇筑施工，这不但需要较大的施工作业场地，而且施工作业量较大，所需材料的量也非常大，使得材料成本和人力成本均居高不小。而且，更重要地是，现有通过构筑防渗墙进行堤坝防渗的方式，是需要在堤坝修筑的过程中进行，一旦堤坝修筑完成后，再构筑防渗墙就变得不现实，这使得构筑防渗墙进行防渗的方式不再适用于现有已经使用多年的坝体，因为很难在现有已经使用多年的水坝坝体处通过拦截水流的方式进行构筑防渗墙，这很不现实；即使可以，也是一个十分巨大的工程。

4、此外，无论是高压注浆防渗，还是构筑防渗墙进行防渗，均是只能起到防渗止水的作用，其对因水体运动对坝体迎水面产生的压力(或成为荷载)不具有任何缓冲或衰减作用，或者缓冲作用十分有限，这使得坝体的迎水面直接接受水体运动的冲击压力，不但会影响到坝体的使用寿命，而且在长时间的水体冲击下，坝体的迎水面很可能会产生轻微裂缝，从而可能会逐渐的形成渗漏问题。

5、基于以上，有必要设计一种新的防渗止水构件，使其能够解决上述技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种水利水电工程用防渗止水构件，其能够通过模块化拼接的方式直接在新修或已有的水利大坝的坝体上(尤其是迎水面上)铺设形成防水层，以起到防渗止水的作用，而需要像构筑防渗墙那样需要较大的施工场地；此外，其在起到防渗止水的作用之外，还具有能够抵消水体运动对坝体所产生的冲击力的作用，以降低坝体所承受的冲击，从而提高坝体的使用寿命，并且进一步起到防渗止水的目的。

2、本发明第一方面公开了一种水利水电工程用防渗止水构件，其包括座体和弹性部件，其中座体由防水材料制成，座体具有基底和分列基底横向两侧并且成相对设置的承载体，每一所述承载体与所述基底之间分别具有允许承载体受压迫时产生活动的缓冲空间；弹性部件同样由防水材料制成，并且构造为受到水体压力时自身能够产生弹性变形；弹性部件横跨承载体之间间隙，并且弹性部件的两侧端分别以形成密封的方式支撑在对应侧的承载体上；弹性部件与座体的基底之间具有空腔，空腔内填充有吸水介质。

3、首先的，本发明的防渗止水构件能够形成模块化单元，在使用时多个防渗止水构件相互拼接即可组成防水条带或者防水层，这使得本发明的防渗止水构件能够在工厂直接预制成型，然后运输到堤坝坝体所在地进行组装使用即可，从而无需像现有技术中构筑防渗墙那样需要较大的施工场地。同时，本发明的防渗止水构件不但能够适用于修建过程中的堤坝坝体，而且也能够适用于已经完工并且已投入使用的堤坝坝体，这使得本发明具有较大的适用范围，因此具有较高的市场推广性。

4、依照本发明，防渗止水构件的主要部件座体和弹性部件均由防水材料制成，在使用时，多个防渗止水构件能够在堤坝坝体的迎水面上相互拼接成防渗止水条带和/或防渗止水层，从而对堤坝坝体形成很好的防水保护，进而达到防渗止水的目的。

5、更重要地是，在本发明中，首先弹性部件能够在受到因水体运动而产生的压力时会进行弹性变形，从而耗散因水体压力对堤坝坝体造成的冲击；当弹性部件的变形不足以完全衰减因水体运动而产生的冲击压力时，作用在在弹性部件上水体压力，能够迫使对弹性部件形成承载的承载体向缓冲空间内运动，即，向靠近基底的方向运动，从而进一步对水体运动产生的冲击压力进行缓冲。也就是说，借助于本发明的防渗止水构件的结构设计，能够形成二级缓冲，第一级为弹性部件的变形产生缓冲作用，第二级缓冲为由承载体向缓冲空间内的运动而产生缓冲作用。在一个优选的实施例中，弹性部和承载体均由弹性橡胶材料制成。在另外的实施例中，弹性部和承载体也能够由弹性金属材料制成，例如高弹性不锈钢弹簧片制成。

6、因此，借助于本发明的防渗止水构件，不但在铺设在堤坝坝体上后基于防水材料的特性形成很好的防渗止水的作用，而且借助于弹性部件和承载体的缓冲作用，能够抵消水体运动对坝体所产生的冲击力，从而降低坝体所承受的冲击，进一步提高防渗止水的效果。

7、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中还包括缓冲体，缓冲体设置在承载体与基底之间的缓冲空间内。通过缓冲体的设置，当承载体因受到压迫向缓冲空间内运动时，能够借助于缓冲体对承载体的移位进行缓冲，从而提供较好的缓冲作用。在优选的实施例中，缓冲体设置为橡胶块。

8、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中承载体包括连接部和支撑部，连接部位于基底的横向侧边缘上，并且在基底的长度方向上延伸，支撑部与连接部连接，并且在基底的横向方向上，支撑部朝向基底的横向中心靠近的方向延伸；支撑部上设置有条形凸肋，其沿基底的长度方向在支撑部上延伸；弹性部件的每一横向侧的侧端上设置有与对应侧支撑部上的条形凸肋形成夹持密封配合的夹持配合部。夹持配合部与条形凸肋的夹持配合，不但使得弹性部件与支撑体之间的连接非常稳定且牢靠，而且借助于夹持配合部与条形凸肋的夹持接触，非常好的提高了弹性部件与承载体连接处的密封性，从而最大化的防止水体进入到弹性部件与基底之间的空腔内。

9、在具体使用时，因纵向相邻的防渗止水构件相互拼接并且形成紧密抵靠，优选的，可以在纵向相邻的防渗止水构件的相邻处设置止水带，从而起到很好的防水效果。在另外优选的实施例中，也可以在每一防渗止水构件的端部处设置防水端盖，以对弹性部件与基底之间的空腔形成封闭。在这种情况下，相邻的防渗止水构件在拼接后就形成防水端盖相互抵靠或者相互搭接。

10、当然，在弹性部件因水体产生弹性变形时，或者因弹性部件的长时间使用，水体可能会进入到弹性部件与基底之间的空腔内，但由于在本发明的防渗止水构件中设置吸水介质，从而能够对进入空腔内的水分进行吸收，进而最大程度的防止水体侵入堤坝坝体内。

11、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中夹持配合部包括由弹性部件的侧边本体形成的第一夹持边、自弹性部件的侧边本体上向外延伸形成的背部、连接于背部末端第二夹持边，第二夹持边与第一夹持边相对设置并且在二者之间形成夹持空间；第一夹持边和第二夹持边能够借助于夹持空间对条形凸肋形成夹持。

12、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中第一夹持边和第二夹持边的内侧分别至少部分地与条形凸肋的表面形成面接触，以分别形成第一密封面和第二密封面。借助于夹持边和密封面的设置，不但能够使得弹性部件与承载体之间的连接配合稳定且牢靠，使得因水体运动而产生的压力能够借助于弹性部件向承载体传递，进而向缓冲体传递，而且还具有很好的密封性，防止水体进入到弹性部件与基底之间的空腔内。

13、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中夹持配合部的背部内侧与条形凸肋的顶部表面同样形成面接触，以形成第三密封面。这可以进一步提高密封防水性。

14、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中承载体还包括抵压结构，抵压结构包括延伸部和抵压部，延伸部自连接部处向远离基底方向延伸，抵压部连接于延伸部，并且在基底的横向方向上，抵压部朝向基底的横向中心靠近的方向延伸；在弹性部件的夹持配合部与相对应侧的条形凸肋形成夹持配合后，抵压部压靠在夹持配合部的背部外侧上，并且提供将夹持配合部压紧于条形凸肋上的压紧力。借助于抵压结构的设置，使得弹性部件的夹持配合部很难从承载体上脱离，从而极好的提高了弹性部件与承载体之间的连接稳定性。而且，借助于抵压部所提供的压紧力，能够使得夹持配合部的背部紧紧的贴靠在条形凸肋上，从而进一步提高防水密封性。

15、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中基底的横向侧边缘处设置有用于与横向相邻的防渗止水构件形成搭接配合的横向搭接结构；以及，基底的纵向端部处设置有用于与纵向相邻的防渗止水构件形成搭接配合的纵向搭接结构。

16、根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，其中支撑部的末端边缘上设置有承接部，承接部自支撑部的末端向背离基底的方向延伸，承接部的顶部与弹性部件的本体内侧形成接触抵靠。

17、本发明第二方面公开了一种水利水电工程用防渗止水层，包括多个能够相互拼接的防渗止水条带，每一防渗止水条带包括多个根据本发明第一方面所公开的水利水电工程用防渗止水构件，多个防渗止水构件在自身纵向方向和/或自身横向宽度方向上相互拼接形成条带结构。

18、本发明第三方面公开了一种水利水电工程用堤坝，包括堤坝本体和根据本发明第二方面所公开的水利水电工程用防渗止水层；防渗止水层的多个所述防渗止水条带以铺设的方式固定在堤坝本体上。

19、根据本发明第三方面所公开的水利水电工程用堤坝，防渗止水层设置在堤坝本体的迎水面上。

20、有益效果：在本发明的防渗止水构件中，不但在铺设在堤坝坝体上后基于防水材料的特性形成很好的防渗止水的作用，而且借助于弹性部件和承载体的缓冲作用，能够抵消水体运动对坝体所产生的冲击力，从而降低坝体所承受的冲击，进一步提高防渗止水的效果。

21、而且，本发明的防渗止水构件能够形成模块化单元，在使用时多个防渗止水构件相互拼接即可组成防水条带或者防水层，这使得本发明的防渗止水构件能够在工厂直接预制成型，然后运输到堤坝坝体所在地进行组装使用即可，从而无需像现有技术中构筑防渗墙那样需要较大的施工场地。

22、下面结合附图中所示的实施例以及附图标记详细公开本发明的水利水电工程用防渗止水构件、防渗止水层及防渗堤坝。