专利名称:碾压混凝土或堆石水工结构物的防水方法本发明涉及上游侧为陡坡(阶式墙)的碾压混凝土或堆石水工结构物的一种防水方法。为了经济起见，水工结构物，例如坝，如今往往用碾压混凝土做成。碾压混凝土坝工建筑是许多出版物的内容，特别是刊登在ACI Jounal(1980，July-August，PP.215-235)上关于ACI Comittee 207一则消息的议题。然而上述的碾压混凝土坝具有很强的透水性，特别是在接续层的分界面上。时间一长，就会使混凝土中的水泥受到浸蚀，尤其当水质具有化学腐蚀性时，对水泥的浸蚀就更加严重。为了弥补这一缺陷，迄今已提出了许多这种结构物与水相接触一侧的防水方法。其中一种建议(Concrete International 1964，May，P.42，ENR 1983，24 February，P.35)是把竖向预制混凝土构件通过螺栓拧到结构物上，以此来复盖结构物与水相接触的一侧。然而这项技术的效果要受到固定件使用寿命的限制。另外，用该项技术也难于将接缝密封住，特别是水平接缝。另一种建议(Highway & Heary Construction，1985，January，P.39)是用一层普通混凝土来复盖结构物与水相接触的一侧。但是这种混凝土层易产生裂纹，而且这种裂纹由于缺乏伸缩缝而会加剧。如果将此复盖层做得较薄，那么该层易产生大梯度渗透。当存在于水工结构物内的水具有化学腐蚀性时，就会引起更严重的破坏。还有一种建议(Concrete International 1983，March，P.21)是用不锈钢来复盖该结构物与水相接触的一侧。但这种解决方案的造价非常昂贵。最后，曾有一种建议(出处同上，图3)是采用连续的、增强的丁基橡胶膜，将它附在结构物与水相接触的一侧，使之不透水。这种连续性膜的制造、安装和固定都会引起严重的问题，并且这种方案也仅仅是为了说明目的而被提出的。现在一种较为经济的、这种结构物上游侧的防水方法已被提出，这就是在上游侧安设一种不透水的塑料制件膜。本发明就是关于一种水工结构物的防水方法，它是在该结构物与水相接触的一侧设置一层不透水膜，该膜是由交错排列的、带有上游面层的一组厚塑料制件制成，上述上游面层相互连接并以连续方式焊接在一起，它通过垂直固定件安装于结构物上，并通过一种能使该上游面层运动、能在结构物中产生均匀分布的微小裂缝的部件与所述结构物隔开。在本说明书中，“GEOSELLS”一词是指一组成形的、装配好的制件，“Scale”一词是指上游面层。
在本发明的一个优选实施例中，借助与在结构物一侧的厚连接板焊接来加强上游面层的对边焊接。
塑料制件GEOSELLS可以采用任意的几何形状，但最好为矩形。由于涉及制造、安装和固定等实际原因，最好是采用矩形的上游面层，其厚度为1～50毫米，最好为2～30毫米;其宽度为2～8米，最好为2～4米;其高度为1～6米，最好为1～2米。
GEOSELLS可采用任何不透水的塑料制件制成，但最好采用聚烯烃和聚乙烯基树脂制作。聚乙烯基树脂是指至少包含占重量的50%，从氯乙烯，最好是聚氯乙烯衍生得到的单体的聚合物和共聚物。聚烯烃是指包含占重量的50%、从每个分子包含2～8碳原子的烯烃，最好是高密度的聚乙烯衍生得到的单体的聚合物和共聚物。不难理解，用来制造GEOSELLS的材料可以包含常用的添加剂，例如稳定剂，特别是抗紫外线剂和增强剂。
按照本发明的方法，最好在由塑料制件的上游面层所形成的不透水膜的后面设置排水设备，该排水设备构成GEOSELLS的一部分。
排水设备由沿着结构物布置的竖直管子构成，这些管子彼此之间隔开1～2米，并最好在沿垂直方向固定上游面层的同时形成，这一点将在下面描述。每个管子最好分别将水排放到一个集水管中，借此可以正确地判明任何不良区域。
在一个优选的实施例中，还可通过在结构物和膜之间设置土工织物来提供排水，该土工织物最好裹在上游面层的竖直固定件上，这一点将在后面加以描述。另外土工织物也包括在“GEOSELLS”一词中。
该土工织物具有以下三个功能-在垂直方向上将膜与结构物隔开;
-将水和气回收并送入管中;
-对任何作用在膜上的冲击的弹性吸收;
该土工织物最好在施工中局部地连接到膜上，在回填以后，它使得膜和固定件与要防水的结构物分隔开，并以双层形式在任意灌注期间保护排水设备。
上游面层是以这样的方式固定的，即允许不透水膜沿垂直方向移动，并且在结构物表面区域引起裂缝以避免用锯入碾压混凝结构物的方式设置伸缩缝。
在一个优选的实施例中，上游面层以例如1～2米的间距沿垂直方向固定，并以这样的方式形成，即与竖直排水管同时建成。
最后，在一个最佳的实施例中，通过正交地沿垂直方向焊接到上游面层朝向结构物一侧的板实现沿垂直方向的固定。所说的板插入结构物内部，并在板处设有排水通道(塑料管沿纵向与板分开，并固定于板上，或带孔的圆柱形部件焊接于板上等)。该板的顶端高出上游面层的顶部，而且叠合的上游面层是以这样的方式沿垂直方向固定的，即排水通道构成连续的排水管。本实施例另一个优点在于便于以均匀分布的方式产生所需要的微裂缝。
上述管形部件最好安装在基体的上方，与上述正交板条相对，该管形部件带有一个具有刀刃的部件以便于产生微裂缝，这个刀片也包括在“GEOSELLS”一词中。
最好在板处设置管子，该管子用来对不良区域进行灌注。板的宽度通常为100～500毫米，最好为200～400毫米。
竖直固定件最好采用和上游面层同样的材料制成以便预先将它们，例如通过焊接安装到上游面层上。
土工织物设在上游面层和结构物之间，它必须以相同的厚度，并按相同的体系(土工织物组合体)包在竖直固定件外面以便消除由于水或撞击的压力引起任何应力集中的危险。
构成膜的上游面层最好由水平固定件固定就位，该水平固定件至少包括一个沿水平方向焊接、朝向结构物的凸片，并形成GEOSELLS的一个主要部份。上述凸片埋在结构物中起剪切作用以承受GEOSELLS的重量。按通常的规则，凸片借助固定管得以保护，而后者又用来加强GEOSELLS。
特别是为了增强抵抗可能引起的，例如由漂浮物引起的撞击，GEOSELLS与水相接触的表面最好通过一个树脂混凝土层(30～60毫米厚)加以保护。按照一个优选的方法，在组成材料允许的情况下(例如在使用高密度聚乙烯的情况)砂砾、瓦片甚至木头可在加热状态下贴下(然后冷却)，从而便于支承体的局部熔化，这时便形成了部分的结合。上述整个防护体构成了GEOSELLS的一个部分，它提高了美学效果和抗紫外线的能力。
当制作本发明的膜时，GEOSELLS随着结构物的修建而安装在接续层内，并且最好用作一次性模板。GEOSELLS最好以作为提升模板型支承件的方式设置，它借助在本文中称为“GEOTOOLS”的伸缩工具穿过下面已安装好的GEOSELLS，从而使上述支承件固定于结构物中。作为本方法所使用的上述工具在市场上是难于买到的。它们是伸缩型工具并且插入每个GEOSELLS管内，从而便于阻挡、对中并最终定位调整新的GEOSELL。如此建造的防水结构物就是本发明的主题。
为了能连续性地安装上游面层及连续性地填筑碾压混凝土，可以逐个区域地回填以形成倾斜层，或者连续地回填但带有一个微小的坡度。当上游侧以具有很大排水能力的掩膜形成面层时，层间分界面上就不再会出现重大的问题。这就是本发明的新方法的一个突出优点。因此分界面就具有机械特性(任意可能的台阶)，而不具有通常所需的连续和密封的功能。
下面将参照附图通过实施例对本发明进行描述。
图1是一个碾压混凝土结构物的局部透视图。该结构物设有按本发明方法构成的不透水膜，该膜可以通过高频电焊或感应加热的方式安装在夹杂有金属或聚氯乙烯格的多层基板上，也可以根据所组成的材料采用任何其它的焊接方式甚至粘合剂胶合的方式安装在基板上。
图2是图1中标记A处的放大图。
图3是图1中标记B处的放大图。
图4是图1中标记B处的整体图。
图5是GEOTOOL的示意图，它包括一个伸缩式凸轮机构的水平断面图。
图6是一个应用实例，它表示了一种不同的应用方法，可应用于巷道和其它地方的基础板(挡土墙或建筑物的墙等)。
由图1可见，在碾压混凝土结构物1与水相接触的一侧复盖有由一组塑料制件GEOSELLS构成的不透水膜2，它上面带有土工织物隔层4。特别从图2可见，GEOSELLS是通过位于厚连接板6上的连续焊缝5固定在一起，该厚连接层6通过深热式点焊7或通过对金属或聚氯乙烯夹附物8加热的高频电焊断开地焊接在一起。
从图2还可看出砂砾夹附物9。GEOSELLS通过位于法兰11顶部的凸片10沿水平方向固定，法兰11上设有定位孔12，管子13通过法兰11连接到膜2上。
一个用于任意灌注的套筒式管可设置在14处，它受到土工织物4的双层复盖层15的保护。在图1和图4所示的一个实施例中，GEOSELLS3通过用于排水的管状部件13沿垂直方向固定。而该管状部件13通过与上游面层2正交的法兰11沿垂直方向固定于上游面层2。上游面层2、法兰11和管状部件13是焊在一起的。管状部件13和法兰11随着结构物的建造而插入结构物中。土工织物4将竖直固定件完全包住以便在结构物1和由上游面层2组成的膜之间提供部分间隙。带有刀刃的型材16卡在由土工织物4所包覆的竖直固定件的外缘。在逐一安装GEOSELLS时，还需要在叠合的GEOSELLS之间将管状部件13上下对准以便构成竖直排水管。
由于图5所示的土工工具20在插入下部已固定部分时是同时对中的，所以在逐一将GEOSELLS固定的同时管状也对中。上述操作是通过管形体17和伸缩导板18来完成的。伸缩导板18用来在分界面上对中，它固定在已建成结构物1内约1米处。伸缩是通过带有2个凸轮19和复位弹簧机构23的轴旋转180°来实现的，这个复位弹簧机构23使得在堆石稳定之后能撤出这个工具，该土工工具20具有夹挤GEOSELL的作用。排水切口21是锯开的，它的容量是以管13的大容量为基础计算得出的。在土工工具20的上部带有2个螺栓22的机构，当将其安装就位时它可以对新的GEOSELL加以调整。在法兰11上设有孔12，它可用于各种搬运和吊装作业，在使用土工网格加强的堆石的情况下，该孔12能用塑料管实现所谓“土工网格”的简单固定。在任何形式的堆石表面上需要使用土工网格以防止产生裂缝。
如图6所示，通过使用较陡的坡同时与密封的结构物留下充分的间隙便于减小结构物的底宽。同样，在柔性基础上最好铺设柔性堆石层(“TEXOL”或其它用土工网格加强的堆石层)，使用一个固定管和设在法兰11上的孔从而代替碾压混凝土结构物或者与其连在一起。
本发明方法还有许多特殊的应用实例，它们是-滑冰场的挡板(带排气通道);
-隧道的内衬(排水设备，连续密封，Strickler(优点)，特别是在土质不好的地区能保持不透水性等);
-用于房屋或建筑物的防震墙结构，它以连续的方式焊接并带有轻质填料(泡沫聚亚胺脂，轻质混凝土等);
-挡土墙(装修的外表和排水设备);
-游泳池结构，它带有在加热状态下贴到GEOSELLS上的瓦形面层(与GEOSELLS相结合);
-坝与水相接触一侧的整修;


在水工结构物与水相接触的一侧铺设不透水膜，该膜由一组称为GEOSELLS的塑料制件组成。所说的GEOSELLS带有上游面层。这些上游面层以对边焊接方式相互连接在一起，并通过可使GEOSELLS运动的竖直固定件固定于结构物上。该膜便于排水并产生均匀分布在结构物内的微裂缝。一种粒状涂层在加热状态下贴到外表面上。这一方法特别适用于有或没有粘合剂的粒状堆石密封结构物。