CN102296572B - 坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构及其施工方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构及其施工方法，既可有效、准确量测大坝渗流量，又保证坝后弃渣场永久排水通畅。解决该问题的技术方案是：坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，包括弃渣场以及位于其下方的透水堆石区，坝体下游坝脚处、透水堆石区内浇注混凝土挡墙，该挡墙上游侧浇注垂直于水流方向的集水箱涵，下游侧、透水堆石区内通长埋设混凝土纵向排水箱涵，挡墙内埋设连通集水箱涵和排水箱涵的排水管和排泥管，集水箱涵顶板及上游侧板预留若干个通孔，并埋设集水管，排水箱涵内设量水堰。本发明主要用于坝后设弃渣场的土石坝。
Description
技术领域
本发明涉及一种坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构及其施工方法，主要适用于坝后设弃渣场的土石坝。
背景技术
水电水利工程，尤其是抽水蓄能电站中，为了节省工程用地，常采用土石坝坝后设弃渣场的布置型式。为了保证大坝坝体及两岸山体渗水顺利排出，一般会在弃渣场底部基础铺筑一定厚度的透水堆石料，同时在下游坝脚部位埋设测压管，根据测压管读数推算坝体渗流量。
这样布置方法存在如下问题：首先，无法准确量测土石坝坝体渗流量，根据测压管读数推算值精度不高；另外，由于弃渣场底部细颗粒逐渐沉积，经年累月后，透水堆石区的排水效果也会有所降低，大坝运行存在一定的安全隐患。如何通过一定措施达到既可有效、准确量测大坝渗流量，同时又保证坝后弃渣场永久排水通畅，是坝后设有弃渣场的土石坝设计中的一项重要技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构及其施工方法，以达到既可有效、准确量测大坝渗流量，同时又保证坝后弃渣场永久排水通畅的目的。
本发明所采用的技术方案是：坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，包括弃渣场以及位于其下方的透水堆石区，其特征在于：所述坝体下游坝脚处、透水堆石区内浇注混凝土挡墙，该挡墙上游侧浇注垂直于水流方向布置的集水箱涵，下游侧、透水堆石区内通长埋设混凝土纵向排水箱涵，所述挡墙内埋设连通集水箱涵和排水箱涵的排水管和排泥管，所述集水箱涵顶板及上游侧板预留若干个通孔，并埋设集水管，排水箱涵内设置量水堰。
所述挡墙高度为3m，厚度为1-2m。
所述排水箱涵的宽度为1.8-2.0m，高度为2-2.2m，其向下游侧下倾的坡度i为1%-3%。
所述排水箱涵顶部及两侧预留有若干个进水通孔。
所述排水箱涵上方透水堆石区的厚度为2-3m。
所述排水管伸入排水箱涵内的长度为2m。
土石坝坝体渗流监测结构的施工方法，其特征在于步骤如下：
a、土石坝河床段下游坝基开挖到位，混凝土挡墙及下游排水箱涵基础开挖完成；
b、在坝基与基础的衔接处浇注钢筋混凝土集水箱涵；
c、集水箱涵下游侧浇注与之连成一体的混凝土挡墙，并在墙内预埋若干根排水管和一根排泥管；
d、混凝土挡墙下游侧、基础上方浇注混凝土排水箱涵；
e、延长排水管和排泥管，并使两者均伸入排水箱涵内，其中排水管伸入排水箱涵内的长度为2m；
f、排水管和排泥管裸露部分浇筑外包混凝土；
g、在排水箱涵内施工量水堰；
h、做好排水箱涵两侧开挖面的反滤保护，安装排水箱涵前端钢筋石笼，在挡墙周围及排水箱涵上部填筑透水堆石或干砌块石；
i、表面填筑弃渣料。
步骤d中，对于土质基础，需先铺筑碎石置换层，并浇筑C15混凝土垫层后，再进行排水箱涵的浇注；对于岩石基础，直接浇筑C15混凝土垫层后，即可进行排水箱涵的浇注。
可视需要在所述挡墙下方布置基础灌浆，以增加挡墙的稳定性。
本发明的有益效果是：本发明在土石坝坝脚浇注混凝土挡墙，并在其上游侧布置集水箱涵，收集坝基渗水，并利用挡墙内部埋管将渗水集中引至位于挡墙下游侧的排水箱涵内，通过设在排水箱涵内的量水堰可准确量测坝体渗流量；排水箱涵的尺寸需满足人员进出要求，工作人员可随时进入，实时了解土石坝渗流量情况；另外，排水箱涵同时可兼做坝体排水之用，其排水能力远强于透水堆石料，当坝体渗流量较大时，利用排水箱涵较强的排水能力可及时排出渗水，保证永久建筑物的安全运行。
附图说明
图1是本发明纵断面示意图。
图2是图1的A部放大图。
图3是图1的A-A向剖面图。
具体实施方式
如图1-图3所示，本实施例包括弃渣场10以及位于该弃渣场下方的透水堆石区9，所述土石坝坝体下游坝脚的河床最低处、透水堆石区9内浇注混凝土挡墙3，本例中，挡墙3高度为3m、厚度为1-2m，并垂直于水流方向布置；所述挡墙3上游侧浇注与之连成一体的钢筋混凝土集水箱涵2，并同样垂直于水流方向布置，所述集水箱涵2顶板及上游侧板预留若干个通孔，并埋设直径10mm的PVC集水管16（头部外包土工布保护），用于将坝基渗水集中收集至集水箱涵2内；所述挡墙3下游侧、透水堆石区9内通长埋设混凝土纵向（沿水流方向）排水箱涵4，其尺寸需保证工作人员能够正常通行，本例中排水箱涵4的宽度为1.8-2.0m，高度为2-2.2m，其向下游侧下倾的坡度i为1%-3%（尽量顺河道地形布置）；所述挡墙3内埋设连通集水箱涵2和排水箱涵4的排水管5和排泥管6，其中排泥管6数量为一根，排水管5的数量根据粗估的大坝坝基渗流量来确定，且伸入排水箱涵4内部的长度为2m，用于将集中于集水箱涵2内的渗水引至排水箱涵4内；所述排水箱涵4内设置量水堰8，监测人员进入排水箱涵4，可及时有效、准确量测坝体渗流量。
在排水箱涵4顶部及两侧预留有若干个进水通孔4-1，以便排水箱涵4周边透水堆石区9内的水能够通过该通孔进入排水箱涵4内，从而增强排水能力。
所述排水箱涵4上方透水堆石区9的厚度为2-3m。
本实施例的施工步骤如下：
a、土石坝河床段下游坝基11开挖到位，混凝土挡墙及下游排水箱涵基础1开挖完成。
b、在坝基11与基础1的衔接处浇注钢筋混凝土集水箱涵2，本例中坝基11与基础1呈台阶状布置，且坝基11略高于基础1，集水箱涵2设于基础1前端上，且其上游侧板紧贴台阶的竖直落差面布置；所述集水箱涵2顶板及上游侧板预留若干个通孔，并埋设直径10mm的PVC集水管16（头部外包土工布保护），相邻两集水管16之间的距离为100mm。
c、集水箱涵2下游侧浇注与之连成一体的混凝土挡墙3，两者之间形成一集水空腔，同时在墙内预埋2~3根排水管5（为无缝钢管，管径可根据估算的坝体渗流量，并考虑一定的安全系数确定）和一根排泥管6（为无缝钢管）；本例中排泥管6向下游侧下倾的坡度i为1%；为增加挡墙3的稳定性，可视需要在其下方布置基础灌浆17（挡墙施工过程中，达到1m厚左右盖重且混凝土具有50%以上强度时灌浆）。
d、混凝土挡墙3下游侧、基础1上方浇注混凝土排水箱涵4，其末端需沿水流方向一直延伸至弃渣场10及其下方透水堆石区9外部，施工工序可与步骤c适当交叉；对于土质基础（即基础1为较软的土基），需先铺筑厚0.4m 的碎石置换层13，并浇筑厚0.15m的C15混凝土垫层14后，再进行排水箱涵4的浇注；对于岩石基础（即基础1为较硬的岩基），直接浇筑厚0.15m的C15混凝土垫层14后，即可进行排水箱涵4的浇注。
e、延长排水管5和排泥管6，并使两者均伸入排水箱涵4内，其中排水管5伸入排水箱涵4内的长度为2m；
f、排水管5和排泥管6裸露部分浇筑外包混凝土7，保护排水管5和排泥管6的同时，可将挡墙3和排水箱涵4搭接起来；
g、在排水箱涵4内选择合适位置施工量水堰8；
h、做好排水箱涵4两侧开挖面的反滤保护，对于土质边坡，先铺设一层400g/m2的土工布，然后铺筑0.4m厚碎石防护层15即可；对于岩石边坡，则无需进行反滤保护工作，后面直接铺筑透水堆石即可；安装排水箱涵4前端钢筋石笼12，该钢筋石笼铺设于外包混凝土7上方、排水箱涵4的入口处，用于防止石块进入排水箱涵4内引起堵塞；然后在挡墙3周围及排水箱涵4上部填筑透水堆石或干砌块石，形成透水堆石区9；
i、表面填筑弃渣料，形成弃渣区10。
Claims (9)
1.一种坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，包括弃渣场（10）以及位于其下方的透水堆石区（9），其特征在于：所述坝体下游坝脚处、透水堆石区（9）内浇注混凝土挡墙（3），该挡墙上游侧浇注垂直于水流方向布置的集水箱涵（2），下游侧、透水堆石区（9）内通长埋设沿水流方向的混凝土排水箱涵（4），所述挡墙（3）内埋设连通集水箱涵（2）和排水箱涵（4）的排水管（5）和排泥管（6），所述集水箱涵（2）顶板及上游侧板预留若干个通孔，并埋设集水管（16），排水箱涵（4）内设置量水堰（8）。
2.根据权利要求1所述的坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，其特征在于：所述挡墙（3）高度为3m，厚度为1-2m。
3.根据权利要求1所述的坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，其特征在于：所述排水箱涵（4）的宽度为1.8-2.0m，高度为2-2.2m，其向下游侧下倾的坡度i为1%-3%。
4.根据权利要求1或3所述的坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，其特征在于：所述排水箱涵（4）顶部及两侧预留有若干个进水通孔（4-1）。
5.根据权利要求1所述的坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，其特征在于：所述排水箱涵（4）上方透水堆石区（9）的厚度为2-3m。
6.根据权利要求1所述的坝后设弃渣场的土石坝坝体渗流监测结构，其特征在于：所述排水管（5）伸入排水箱涵（4）内的长度为2m。
7.一种权利要求1所述土石坝坝体渗流监测结构的施工方法，其特征在于步骤如下：
a、土石坝河床段下游坝基（11）开挖到位，混凝土挡墙及下游排水箱涵基础（1）开挖完成；
b、在坝基（11）与基础（1）的衔接处浇注钢筋混凝土集水箱涵（2）；
c、集水箱涵（2）下游侧浇注与之连成一体的混凝土挡墙（3），并在墙内预埋若干根排水管（5）和一根排泥管（6）；
d、混凝土挡墙（3）下游侧、基础（1）上方浇注混凝土排水箱涵（4）；
e、延长排水管（5）和排泥管（6），并使两者均伸入排水箱涵（4）内，其中排水管（5）伸入排水箱涵（4）内的长度为2m；
f、排水管（5）和排泥管（6）裸露部分浇筑外包混凝土（7）；
g、在排水箱涵（4）内施工量水堰（8）；
h、做好排水箱涵（4）两侧开挖面的反滤保护，安装排水箱涵（4）前端钢筋石笼（12），在挡墙（3）周围及排水箱涵（4）上部填筑透水堆石或干砌块石；
i、表面填筑弃渣料。
8.根据权利要求7所述的土石坝坝体渗流监测结构的施工方法，其特征在于：步骤d中，对于土质基础，需先铺筑碎石置换层（13），并浇筑C15混凝土垫层（14）后，再进行排水箱涵（4）的浇注；对于岩石基础，直接浇筑C15混凝土垫层（14）后，即可进行排水箱涵（4）的浇注。
9.根据权利要求7所述的土石坝坝体渗流监测结构的施工方法，其特征在于：所述挡墙（3）下方布置基础灌浆（17），以增加挡墙（3）的稳定性。
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