CN104480905A - 一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构及施工方法，其结构包括混凝土面板、混凝土趾板、挤压边墙及防浪墙，所述挤压边墙紧贴在混凝土面板下方，所述防浪墙位于混凝土面板和挤压边墙顶部，所述混凝土趾板位于混凝土面板底部与基础连接，所述挤压边墙表面顺坡面方向平行间隔设置有若干沟槽，在沟槽内埋设有回填灌浆管，所述回填灌浆管的表面铺设有防堵保护膜。本发明通过提前预埋的灌浆管进行脱空灌浆处理，灌浆采用自流式灌浆，具有前瞻性和预防作用，且不会对面板造成损伤；通过在每一块面板底部埋设多条灌浆管，满足对面板各部位的脱空进行灌浆处理的要求，且能够分时段、分次进行脱空灌浆处理。

Description

一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构及施工方法
技术领域
本发明属于水利水电工程混凝土面板堆石坝施工技术领域，具体是涉及一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构及施工方法。
背景技术
由于混凝土面板堆石坝的结构和筑坝材料决定了混凝土面板与堆石体之间极有可能出现脱空现象，已建的多数高面板堆石坝均出现过面板脱空现象，一旦面板出现大面积脱空，面板在库水压力的作用下易折断或出现水平裂缝，对水库大坝的安全运行造成危害。
目前，对于面板脱空问题常常是根据面板脱空监测数据分析或肉眼观察，当发现面板出现脱空后，才在面板上打孔或在面板顶部进行灌浆处理。然而，在面板上打孔会对面板造成损伤，且无法进行大面积处理，一旦水库蓄水后，处理就比较困难；由于是在面板顶部直接灌浆，因此处理范围有限，且无法对中，对下部面板脱空部位进行处理，只能在施工期进行处理，当坝顶防浪墙形成后，面板与防浪墙通过止水系统就形成了封闭结构，无法再行灌浆处理。对于高面板堆石坝，由于大坝堆石体存在较大的后期流变，常常在施工期进行面板脱空灌浆处理后，大坝经过一段时间的运行，面板还会再次发生脱空，需进行多次灌浆处理，而且只能先降低库水位，再在面板上进行打孔灌浆。这样，不但增加了处理难度和处理工程量，而且会减少水库的供水或发电效益。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构及施工方法。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，包括混凝土面板、挤压边墙、防浪墙及混凝土趾板，所述挤压边墙紧贴在混凝土面板下方，所述防浪墙位于混凝土面板和挤压边墙顶部，所述混凝土趾板位于混凝土面板底部与基础岩石连接，所述挤压边墙表面顺坡面方向平行间隔设置有若干沟槽，在沟槽内埋设有回填灌浆管，所述回填灌浆管的表面铺设有防堵保护膜。
所述沟槽避开混凝土面板的垂直缝，且沟槽的宽度、长度和深度与回填灌浆管相匹配。
所述回填灌浆管由多个十字型接头和直管段连接而成。
所述回填灌浆管为中空的PVC管。
所述防堵保护膜为塑料薄膜或土工膜。
所述沟槽的间距为3m～5m。
所述PVC管的直径为30mm～50mm。
所述十字型接头的间距为2m～5m。
一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构的施工方法，主要包括如下步骤：
第一步，混凝土趾板施工：当趾板基础开挖并处理完成后，施工混凝土趾板，并在混凝土趾板下游面埋设置与混凝土面板连接的周边缝铜止水；
第二步，挤压边墙及坝体堆石料填筑施工；
第三步，混凝土面板施工：混凝土面板施工前，在每一块混凝土面板底部一定高程以上的挤压边墙表面，顺坡面方向间隔3m～5m平行开挖沟槽，沟槽须避开混凝土面板的垂直缝，沟槽的宽度、长度和深度与待埋设的回填灌浆管相适应；
第四步，回填灌浆管制作：利用PVC管制作具有多个十字型接头的回填灌浆管，PVC管直径为30mm～50mm，十字型接头之间的直管段的长度为2m～5m；
第五步，回填灌浆管安装：将制作好的回填灌浆管放入开挖好的沟槽内，每个连接好后的十字型接头的两侧开口要顺坝轴线方向且水平放置，然后将回填灌浆管固定；
第六步，防堵保护膜铺设：在回填灌浆管表面铺设防堵保护膜；
第七步，进行混凝土面板的钢筋、混凝土、止水及监测仪器的施工；
第八步，确定施工期面板脱空回填灌浆：当面板混凝土浇筑完成并达到设计强度后，利用面板脱空监测仪器测得的数据对面板的脱空情况进行分析，确定是否需要进行施工期面板脱空回填灌浆、回填灌浆范围及灌浆时间；
第九步，回填灌浆前准备：当确定需进行面板脱空回填灌浆时，在已浇面板的顶部设置简易的移动式灌浆站，并制作水泥浆液，水泥浆液可为纯水泥浆或掺一定比例粉煤灰的水泥浆；
第十步，面板脱空回填灌浆处理：利用水泥浆液的自重和流动性，通过回填灌浆管的十字型接头两侧开口或顶部开口，将拌制好的水泥浆送至混凝土面板脱空部位，直至水泥浆将脱空缝隙填满，无法继续灌入水泥浆为止，水泥浆凝固后具有较高的强度，从而达到脱空处理效果；
第十一步，防浪墙及坝顶结构施工：当施工期面板脱空回填灌浆处理完成后，进行防浪墙及坝顶结构施工，并将未使用过的回填灌浆管顶部穿过防浪墙，一直连接到坝顶或防浪墙上游观测平台。
所述第六步中防堵保护膜的铺设方法是将防堵保护膜裁剪成宽约20cm的长条状，直接铺盖在回填灌浆管表面，然后将防堵保护膜两侧固定。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明通过提前预埋的灌浆管进行脱空灌浆处理，灌浆采用自流式灌浆，具有前瞻性和预防作用，且不会对面板造成损伤；通过在每一块面板底部埋设多条灌浆管，满足对面板各部位的脱空进行灌浆处理的要求，且能够分时段、分次进行脱空灌浆处理；由于预埋的特制灌浆管是具有多个十字型接头的PVC管，孔径较大，能够对面板局部和大面积的脱空进行脱空灌浆处理，且能够在施工期通过不同高程的十字型接头实现面板脱空的分期灌浆处理。从而减小面板脱空处理的难度和工程量，避免面板脱空处理减少水库的供水或发电效益，可在混凝土面板堆石坝施工技术领域广泛推广应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中单块混凝土面板的结构示意图；
图3为本发明中回填灌浆管的结构示意图。
图中：1-混凝土面板，2-挤压边墙，3-回填灌浆管，4-防堵保护膜，5-防浪墙，6-混凝土趾板，31-十字型接头，32-直管段。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图3所示，本发明所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，包括混凝土面板1、挤压边墙2、防浪墙5及混凝土趾板6，所述挤压边墙2紧贴在混凝土面板1下方，所述防浪墙5位于混凝土面板1和挤压边墙2顶部，所述混凝土趾板6位于混凝土面板底部与基础连接，所述混凝土面板1与混凝土趾板6之间设有周边缝，所述混凝土面板1与防浪墙5之间设有水平结构缝，所述混凝土面板1在坝轴线方向每隔一定距离设有垂直结构缝，所述防浪墙5在坝轴线方向每隔一定距离设有结构缝，所述挤压边墙2表面顺坡面方向平行间隔设置有若干沟槽，在沟槽内埋设有回填灌浆管3，所述回填灌浆管3的表面铺设有防堵保护膜4。本技术方案是在混凝土面板1施工前，就在挤压边墙2(或垫层料)的表面顺坡面方向平行间隔掏沟槽，然后在沟槽内埋设有回填灌浆管3，并在回填灌浆管3的表面铺设防堵保护膜4，在混凝土面板1施工后，当发现面板出现脱空现象时，就通过预埋在相应区域的回填灌浆管3进行回填灌浆处理。避免后期在面板上进行打孔灌浆而造成面板严重损伤。
所述沟槽避开混凝土面板1的垂直缝，且沟槽的宽度、长度和深度与回填灌浆管3相匹配。以满足埋设回填灌浆管3后，回填灌浆管3的表面刚好与挤压边墙2的表面齐平。
所述回填灌浆管3由多个十字型接头31和直管段32连接而成。
所述回填灌浆管3为中空的PVC管。
所述沟槽的间距为3m～5m。
所述PVC管的直径为30mm～50mm。
所述十字型接头31的间距为2m～5m。现场埋设时，由底高程向高高程逐段连接埋设，回填灌浆管3顶部一直穿过防浪墙5，连接到坝顶或上游监测平台。
所述防堵保护膜4为塑料薄膜或土工膜。主要是保护回填灌浆管3在混凝土面板1施工时不被混凝土浆液堵塞，防堵保护膜4铺设后，两侧的宽度需超出沟槽5cm～10cm，然后将防堵保护膜4固定，防止其滑动。
在上述技术方案中，其回填灌浆处理是在已浇面板的顶部或坝顶设置简易的移动式灌浆站，利用浆液的自重和流动性，通过回填灌浆管3的十字型接头31或顶部开口，将拌制好的纯水泥浆或掺有一定比例粉煤灰的水泥浆送至混凝土面板1脱空部位，直至水泥浆将脱空缝隙填满，无法继续灌入水泥浆为止，水泥浆凝固后具有较高的强度，从而达到脱空处理效果。
如图1至图3所示，本发明所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构的施工方法，主要包括如下步骤：
第一步，混凝土趾板施工：如图1所示，当趾板基础开挖并处理完成后，施工混凝土趾板6，并在混凝土趾板6下游面埋设置与混凝土面板1连接的周边缝铜止水；
第二步，挤压边墙2及坝体堆石料填筑施工；
第三步，混凝土面板1施工：如图1和图2所示，混凝土面板1施工前，在每一块混凝土面板1底部一定高程以上的挤压边墙2表面，顺坡面方向间隔3m～5m平行开挖沟槽，沟槽须避开混凝土面板1的垂直缝，沟槽的宽度、长度和深度与待埋设的回填灌浆管3相适应，以满足埋设回填灌浆管后，回填灌浆管的表面刚好与挤压边墙或垫层料表面齐平；
第四步，回填灌浆管制作：如图3所示，利用PVC管制作具有多个十字型接头31的回填灌浆管，PVC管直径为30mm～50mm，十字型接头31之间的直管段32的长度为2m～5m；
第五步，回填灌浆管安装：将制作好的回填灌浆管3放入开挖好的沟槽内，每个连接好后的十字型接头31的两侧开口要顺坝轴线方向且水平放置，然后将回填灌浆管3固定；
第六步，防堵保护膜铺设：在回填灌浆管3表面铺设防堵保护膜4，如塑料薄膜或土工膜，其方法是将防堵保护膜4裁剪成宽约20cm的长条状，直接铺盖在回填灌浆管3表面，然后将防堵保护膜4两侧固定，避免滑动；
第七步，进行混凝土面板1的钢筋、混凝土、止水及监测仪器的施工；
第八步，确定施工期面板脱空回填灌浆：当面板混凝土浇筑完成并达到设计强度后，利用面板脱空监测仪器测得的数据对面板的脱空情况进行分析，确定是否需要进行施工期面板脱空回填灌浆、回填灌浆范围、灌浆时间等；
第九步，回填灌浆前准备：当确定需进行面板脱空回填灌浆时，在已浇面板的顶部设置简易的移动式灌浆站，并制作水泥浆液，水泥浆液可为纯水泥浆或掺一定比例粉煤灰的水泥浆；
第十步，面板脱空回填灌浆处理：利用水泥浆液的自重和流动性，通过回填灌浆管3的十字型接头31两侧开口或顶部开口，将拌制好的水泥浆送至混凝土面板1脱空部位，直至水泥浆将脱空缝隙填满，无法继续灌入水泥浆为止，水泥浆凝固后具有较高的强度，从而达到脱空处理效果；
第十一步，防浪墙及坝顶结构施工：当施工期面板脱空回填灌浆处理完成后，进行防浪墙5及坝顶结构施工，并将未使用过的回填灌浆管3顶部穿过防浪墙5，一直连接到坝顶或防浪墙5上游观测平台。
第十二步，待需对面板进行脱空回填灌浆处理时，重复第九步和第十步。
以上步骤可根据面板施工的分期情况进行分期实施。沟槽、灌浆管及防堵保护膜只能在相应部位的面板混凝土施工之前完成；灌浆时间可以在施工期，也可待竣工后，也可通过部分灌浆管对每块面板进行预灌浆处理，留一部分灌浆管供后期灌浆备用，实现对面板的多次脱空灌浆处理。
综上所述，本发明主要是在面板混凝土浇筑前，就在每一块面板底部的挤压边墙或垫层料表面顺坡面方向间隔掏沟槽，并在沟槽内埋设多根自制的具有多个十字型接头的PVC回填灌浆管，回填灌浆管表面采用塑料薄膜或土工膜等防堵保护膜进行覆盖保护，在面板混凝土浇筑完成并达到设计强度后，根据面板脱空监测数据分析面板是否脱空，当面板出现脱空后，就可通过预埋的回填灌浆管对面板进行脱空灌浆处理，也可将回填灌浆管穿过防浪墙连接至防浪墙上游监测平台或坝顶，待水库运行一段时间后才进行脱空灌浆处理，或者在施工期对部分灌浆管进行灌浆，留一些灌浆管待水库运行一段时间后再次进行脱空灌浆处理。灌浆方式为自流式灌浆，灌浆材料为纯水泥浆或掺有一定比例粉煤灰的水泥浆。

Claims (10)

1.一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，包括混凝土面板(1)、挤压边墙(2)、防浪墙(5)及混凝土趾板(6)，所述挤压边墙(2)紧贴在混凝土面板(1)下方，所述防浪墙(5)位于混凝土面板(1)和挤压边墙(2)顶部，所述混凝土趾板(6)位于混凝土面板(1)底部与基础岩石连接，其特征在于：所述挤压边墙(2)表面顺坡面方向平行间隔设置有若干沟槽，在沟槽内埋设有回填灌浆管(3)，所述回填灌浆管(3)的表面铺设有防堵保护膜(4)。
2.根据权利要求1所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，其特征在于：所述沟槽避开混凝土面板(1)的垂直缝，且沟槽的宽度、长度和深度与回填灌浆管(3)相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，其特征在于：所述回填灌浆管(3)由多个十字型接头(31)和直管段(32)连接而成。
4.根据权利要求1所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，其特征在于：所述回填灌浆管(3)为中空的PVC管。
5.根据权利要求1所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，其特征在于：所述防堵保护膜(4)为塑料薄膜或土工膜。
6.根据权利要求1所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，其特征在于：所述沟槽的间距为3m～5m。
7.根据权利要求4所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，其特征在于：所述PVC管的直径为30mm～50mm。
8.根据权利要求3所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构，其特征在于：所述十字型接头(31)的间距为2m～5m。
9.一种如权利要求1至8中任意一项所述预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构的施工方法，其特征在于：主要包括如下步骤：
第一步，混凝土趾板施工：当趾板基础开挖并处理完成后，施工混凝土趾板(6)，并在混凝土趾板(6)下游面埋设置与混凝土面板(1)连接的周边缝铜止水；
第二步，挤压边墙(2)及坝体堆石料填筑施工；
第三步，混凝土面板(1)施工：混凝土面板(1)施工前，在每一块混凝土面板(1)底部一定高程以上的挤压边墙(2)表面，顺坡面方向间隔3m～5m平行开挖沟槽，沟槽须避开混凝土面板(1)的垂直缝，沟槽的宽度、长度和深度与待埋设的回填灌浆管(3)相适应；
第四步，回填灌浆管制作：利用PVC管制作具有多个十字型接头(31)的回填灌浆管(3)，PVC管直径为30mm～50mm，十字型接头(31)之间的直管段(32)的长度为2m～5m；
第五步，回填灌浆管安装：将制作好的回填灌浆管(3)放入开挖好的沟槽内，每个连接好后的十字型接头(31)的两侧开口要顺坝轴线方向且水平放置，然后将回填灌浆管(3)固定；
第六步，防堵保护膜铺设：在回填灌浆管(3)表面铺设防堵保护膜(4)；
第七步，进行混凝土面板(1)的钢筋、混凝土、止水及监测仪器的施工；
第八步，确定施工期面板脱空回填灌浆：当面板混凝土浇筑完成并达到设计强度后，利用面板脱空监测仪器测得的数据对面板的脱空情况进行分析，确定是否需要进行施工期面板脱空回填灌浆、回填灌浆范围及灌浆时间；
第九步，回填灌浆前准备：当确定需进行面板脱空回填灌浆时，在已浇面板的顶部设置简易的移动式灌浆站，并制作水泥浆液，水泥浆液可为纯水泥浆或掺一定比例粉煤灰的水泥浆；
第十步，面板脱空回填灌浆处理：利用水泥浆液的自重和流动性，通过回填灌浆管(3)的十字型接头(31)两侧开口或顶部开口，将拌制好的水泥浆送至混凝土面板(1)脱空部位，直至水泥浆将脱空缝隙填满，无法继续灌入水泥浆为止，水泥浆凝固后具有较高的强度，从而达到脱空处理效果；
第十一步，防浪墙及坝顶结构施工：当施工期面板脱空回填灌浆处理完成后，进行防浪墙(5)及坝顶结构施工，并将未使用过的回填灌浆管(3)顶部穿过防浪墙(5)，一直连接到坝顶或防浪墙(5)上游观测平台。
10.根据权利要求9所述的一种预防面板脱空的混凝土面板坝上游面结构的施工方法，其特征在于：所述第六步中防堵保护膜的铺设方法是将防堵保护膜(4)裁剪成宽约20cm的长条状，直接铺盖在回填灌浆管(3)表面，然后将防堵保护膜(4)两侧固定。
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