CN106917388A - 一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝及其施工方法，拦砂坝的坝体包括由花岗岩残积土填筑压实形成的填芯、包裹填芯的包盖层，包盖层由土工格栅包裹的水泥改性土叠合而成。本发明采用以水泥改良的花岗岩残积土为主要建筑材料，结合对应的筑坝施工方法，在提高施工速度的同时大大降低了拦砂坝的建设成本和施工难度，具有施工简易、快速、造价低及防冲刷能力强等显著优势，尤其适用于对花岗岩崩岗治理。

Description

一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝及施工方法

技术领域

本发明涉及到一种拦砂坝结构，特别是涉及一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝及施工方法。

背景技术

崩岗现象是一种热带花岗岩地区的常见水土流失灾害。大雨和暴雨作用下，崩岗区的冲沟中常会发生小型稀性泥沙流灾害，泥沙冲毁坡地并直接淤埋冲沟出口区的耕地、农田、水沟及道路设施，危害农田、果园、水利及交通设施。拦沙坝是指在沟道中以拦蓄山洪及泥石流中固体物质为主要目的的拦挡建筑物，是崩岗治理中常用来拦挡冲沟中泥砂物质的主要拦排工程措施之一。

崩岗治理中常用的拦沙坝以重力坝为主，可分为土坝、干砌石坝、浆砌石坝、土石混合坝等坝型。但对于花岗岩残积土地区的崩岗治理来说，由于花岗岩残积土以砂粒土为主，修筑土坝不能直接用花岗岩残积土作为筑坝土料，需外运大量黏性土，从而使得用土坝作为拦沙坝变得不经济。此外，当修筑高度大于10m的拦砂坝时，土坝的设计宽度变得很大，使得库容大为减少，也会影响土坝的拦沙效益；而需用石料的浆砌石坝等坝型则需应用大量石料，且施工难度大，费时费力，需大量人工工资，造成该类拦砂坝的施工成本比土坝更高。目前，治理成本高，施工难度大，是造成我国大部分花岗岩地区崩岗难以采用工程方法治理的主要原因。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝及施工方法，采用花岗岩残积土土料作为筑坝材料，并能采用简易的筑坝施工方法，在提高施工速度的同时大大降低了拦砂坝的建设成本和施工难度。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝，包括坝体，其中所述坝体包括由花岗岩残积土填筑压实形成的填芯、包裹填芯的包盖层，所述的包盖层由土工格栅包裹的水泥改性土叠合而成。

上述的拦沙坝，在坝体的顶部设有倾斜设置的钢筋混凝土排水管；钢筋混凝土排水作为独立的排水系统将水排入坝外部的排水沟中，可以防止冲沟中洪水对坝顶水泥改性土的冲刷破坏。

上述的拦砂坝，在填芯的底部设有渗水排水层，该渗水排水层向外延伸至坝体坡面；由于花岗岩残积土透水性好，为防止入渗水影响坝中填芯花岗岩残积土层的抗剪强度，渗水排水层能够疏干从包盖层渗至花岗岩残积土中的地下水，确保坝体的长期稳定。渗水排水层由防渗土工布、排水板和透水土工布组成。

上述的拦砂坝，所述的水泥改性土由水泥与花岗岩残积土按8%配比路拌而成。

上述的拦砂坝，分布于坝体坝基和顶部的包盖层厚度不小于2m。

上述的拦砂坝，分布于坝体两侧的包盖层厚度不小于4m。

一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝的施工方法，其特征包括以下步骤：

1）按拦沙坝设计的宽度从冲沟底面开挖，形成开挖区；建筑拦沙坝的目的就是拦堵泥石流通过冲沟流出至路面，拦沙坝设置于冲沟路线上的某一处，拦沙坝的基础开挖是从此位置的地面开挖，即是冲沟底面；

2）在开挖区上铺满玻璃纤维的土工格栅，预留有多出来的土工格栅卷好放在开挖区的侧边；

3）按水泥与花岗岩残积土的重量比为8%的比例通过挖掘机路拌为水泥改性土，将水泥改性土铺设在开挖区上，并用挖掘机进行压实形成压实层；

4）将步骤二中卷好放在拦砂坝侧边的土工格栅打开、反包摊铺在压实层上，将水泥改性土包裹；

5）重复步骤二至步骤四形成多个土工格栅包裹的水泥改性土，将多个土工格栅包裹的水泥改性土叠合以组成坝体的坝基包盖层；

6）在坝体上方留出包边宽度，在该包边宽度范围内，参照步骤二至步骤四形成多个土工格栅包裹的水泥改性土，将多个土工格栅包裹的水泥改性土叠合，并采用单层支撑模板的方式组成坝体上部的侧边包盖层；填芯层（无土工格栅加筋）为中部，两边为包边层（有土工格栅加筋），包边层的宽度为包边宽度；而单层支撑摸板就是模板，在边坡较陡的部位施工加筋土时，如果不用模板，填土下落会无法形成陡坡面，在临空面上加一模板，以形成所需足坝上部坡面的坡率（1:0.5~1:0.25）的要求。

7）在坝体中保留坝体下方的包边宽度，在填芯的填筑宽度范围内分两次直接虚铺花岗岩残积土填料，并分别压实以完成填芯填筑的施工；

8）在坝体下方的包边宽度范围内，参照步骤2至步骤4形成多个土工格栅包裹的水泥改性土，将多个土工格栅包裹的水泥改性土叠合，并采用挖掘机挖斗反拍修坡的方式组成坝体下部的侧边包盖层；采用挖掘机挖斗反拍修坡能确保满足坝下部陡坡坡率（1:1.5~1:1）的要求。

9）在坝体顶部包盖层的宽度范围内，参照步骤2至步骤4形成多个土工格栅包裹的水泥改性土，将多个土工格栅包裹的水泥改性土叠合以组成坝体的顶部包盖层。

上述的施工方法，在步骤九中，坝体的顶部包盖层内安装有钢筋混凝土排水管。

上述的施工方法，铺设土工格栅的步骤中，每两块土工格栅之间塔接的长度不小于0.5m。

上述的施工方法，所述包边宽度不小于4m。

本发明将花岗岩残积土水泥改性土的强度高、不易开裂等特性与土工格栅加筋结构施工简易、整体性好的特性相结合，形成了一种土工格栅加筋水泥改性土的填筑层，并以此构成拦沙坝的包盖层，这种包盖层替代使用外运的黏性土，大大减少了生产成本，而该水泥改性土相对于黏性土，更具有强度高、刚度大的优点；拦沙坝的填芯可以直接由工地现成的花岗岩残积土填筑压实而成，由于填芯的填筑方量远大于包盖层的土工格栅加筋水泥改性土的填筑方量，并且花岗岩残积土填筑压实的施工简易、速度快且修筑成本低，此举可大大降低整个拦沙坝的施工建设难度和建设成本；

本发明采用土工格栅加筋水泥改性土作为包盖层，提高了坝体结构的稳定性，取代现有技术的局限性，可以将坝体修建得较陡，大为缩短整个坝体的宽度，从而节省土方用量，增大了库容量，提高了施工速度。

附图说明

图1为本发明拦沙坝的大样图；

图2为本发明拦砂坝的局部结构示意图。

图中：1为坝体 ，11为填芯 ，12为包盖层 ，12a为土工格栅 ，12b为水泥改性土 ，2为钢筋混凝土排水管 ，3为渗水排水层。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明的一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝，包括坝体1，坝体1包括由花岗岩残积土填筑压实形成的填芯11、包裹填芯11的包盖层12，包盖层12由土工格栅12a包裹的水泥改性土12b叠合而成；在坝体1的顶部设有倾斜设置的钢筋混凝土排水管2；在填芯11的底部设有渗水排水层3，该渗水排水层3向外延伸至坝体1坡面；水泥改性土12b由水泥与花岗岩残积土按8%配比路拌而成。分布于坝体坝基和顶部的包盖层12厚度不小于2m，分布于坝体两侧的包盖层12厚度不小于4m。

本发明的一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，按拦沙坝设计的宽度从冲沟底面开挖，开挖深度11不小于2m，形成开挖区；

步骤二，选取6m幅宽的玻璃纤维的土工格栅12a（极限抗拉强度不小于80kN/m）,按每块两倍拦沙坝设计宽度加1.5m的长度进行裁剪好；将单块土工格栅21a按横向往开挖区沿边一直铺设至边线，预留有多出来的土工格栅12a卷好放在开挖区的两侧；人后往纵向铺设其余各单块玻璃纤维的土工格栅12a直至整个开挖区被土工格栅12a满铺，并注意保证每两块玻璃纤维的土工格栅12a之间塔接长度不小于0.5m；

步骤三，将开挖土料洒水至软可塑状态，按水泥与花岗岩残积土的重量比为8%的比例将水泥均匀洒在洒水后的土料上，用挖掘机进行路拌施工，以路拌好的水泥改性土12b处于硬可塑状态为准；将水泥改性土12b铺设在开挖区上，虚铺厚度约为70cm，采用挖掘机进行压实形成压实层，压实遍数不少于6遍，厚度应保证不大于50cm；

步骤四，压实完成后将卷好放在开挖区两侧的玻璃纤维的土工格栅12a打开、反包摊铺满在水泥改性土12b的压实层上，反向张拉紧至坝中线后再用连接棒将其连接；

步骤五，重复步骤二至步骤四形成多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b，将多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b叠合以组成坝体的坝基包盖层12；

步骤六，在坝体1上方留出包边宽度，在该包边宽度范围内，重复参照步骤二至步骤四形成多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b，将多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b叠合，并采用单层支撑模板的方式组成坝体上部的侧边包盖层12；

步骤七，在坝体1中保留坝体下方的包边宽度，在填芯11的填筑宽度范围内分两次直接虚铺花岗岩残积土填料约35cm厚，并分两次采用挖掘机进行压实，每次压实遍数不少于6遍，总厚度应保证不大于50cm；

步骤八，在坝体1下方的包边宽度范围内，参照步骤2至步骤4形成多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b，将多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b叠合，并采用挖掘机挖斗反拍修坡的方式组成坝体下部的侧边包盖层12；

步骤九，在坝体顶部包盖层12的宽度范围内，留出坝上部的2m~3m，参照步骤2至步骤4形成多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b，将多个土工格栅12a包裹的水泥改性土12b叠合以组成坝体的顶部包盖层12；坝体的顶部包盖层12内安装有钢筋混凝土排水管2；在钢筋混凝土排水管2附近的水泥改性土填筑时用人工将其捣密，即可完成土木格栅加筋水泥改性土的包盖层填筑。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容制成实际成品，在广佛肇高速公路德庆段多次工程测试，从测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (10)

1.一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝，包括坝体（1），其特征在于：所述坝体（1）包括由花岗岩残积土填筑压实形成的填芯（11）、包裹填芯（11）的包盖层（12），所述的包盖层（12）由土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b）叠合而成。

2.根据权利要求1所述的拦沙坝，其特征在于：在坝体（1）的顶部设有倾斜设置的钢筋混凝土排水管（2）。

3.根据权利要求1所述的拦砂坝，其特征在于：在填芯（11）的底部设有渗水排水层（3），该渗水排水层（3）向外延伸至坝体（1）坡面。

4.根据权利要求1所述的拦砂坝，其特征在于：所述的水泥改性土（12b）由水泥与花岗岩残积土按8%配比路拌而成。

5.根据权利要求1所述的拦砂坝，其特征在于：分布于坝体坝基和顶部的包盖层（12）厚度不小于2m。

6.根据权利要求1所述的拦砂坝，其特征在于：分布于坝体两侧的包盖层（12）厚度不小于4m。

7.一种用土工格栅加筋水泥改性土包盖的拦沙坝的施工方法，其特征包括以下步骤：

1）按拦沙坝设计的宽度从冲沟底面开挖，形成开挖区；

2）在开挖区上铺满玻璃纤维的土工格栅（12a），预留有多出来的土工格栅（12a）卷好放在开挖区的侧边；

3）按水泥与花岗岩残积土的重量比为8%的比例通过挖掘机路拌为水泥改性土（12b），将水泥改性土（12b）铺设在开挖区上，并用挖掘机进行压实形成压实层；

4）将步骤二中卷好放在拦砂坝侧边的土工格栅（12a）打开、反包摊铺在压实层上，将水泥改性土（12b）包裹；

5）重复步骤二至步骤四形成多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b），将多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b）叠合以组成坝体的坝基包盖层（12）；

6）在坝体（1）上方留出包边宽度，在该包边宽度范围内，参照步骤二至步骤四形成多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b），将多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b）叠合，并采用单层支撑模板的方式组成坝体上部的侧边包盖层（12）；

7）在坝体（1）中保留坝体下方的包边宽度，在填芯（11）的填筑宽度范围内分两次直接虚铺花岗岩残积土填料，并分别压实以完成填芯（11）填筑的施工；

8）在坝体（1）下方的包边宽度范围内，参照步骤2至步骤4形成多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b），将多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b）叠合，并采用挖掘机挖斗反拍修坡的方式组成坝体下部的侧边包盖层（12）；

9）在坝体顶部包盖层（12）的宽度范围内，参照步骤2至步骤4形成多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b），将多个土工格栅（12a）包裹的水泥改性土（12b）叠合以组成坝体的顶部包盖层（12）。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：在步骤九中，坝体的顶部包盖层（12）内安装有钢筋混凝土排水管（2）。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：铺设土工格栅（12a）的步骤中，每两块土工格栅（12a）之间塔接的长度不小于0.5m。

10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述包边宽度不小于4m。