CN108343074A - 一种锚杆式格宾拦挡结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种锚杆式格宾拦挡结构及施工方法，拦挡结构由格宾网格（5）组成的泥石流柔性拦挡结构的锚杆式格宾坝，上部为大小统一、内填卵石或块石的格宾网格（5）堆砌并相互可靠连接而成；下部为锚杆（3），通过拉索（4）和底部钢筋网片（2）与上部格宾坝体（1）相互连接；方法的步骤为：（1）预制组成上部格宾坝体（1）的格宾网格（5）；（2）预制底部钢筋网片（2）；（3）基底与坝肩开挖；（4）锚杆（3）埋置；（5）连接锚杆（3）与底部钢筋网片（2）；（6）装配上部格宾坝体（1）：分层装配格宾网格（5），并内填卵石或块石，留出溢流口（6）；上部格宾坝体（1）上部所有的格宾网格（5）顶面。

Description

一种锚杆式格宾拦挡结构及施工方法
技术领域
本发明属于泥石流拦挡结构领域，具体涉及提高抗滑移能力的重力式柔性格宾拦挡结构。
技术背景
随着我国地质灾害防治工作的不断加强，对地质灾害治理工作的要求也越来越高，而普通重力式拦挡坝被广泛采用，是泥石流灾害综合治理系统中的重要工程措施之一。重力式拦挡坝，依靠自身的重量和刚度抵御泥石流的冲击。但其也存在缺点：体积大、自重大、抗滑移能力差、对坝基要求高、在山区不利于施工、且施工周期长、易发生破坏等等。格宾坝是重力坝的一种，是利用内填块石或卵石的格宾网格（Gabion，又称铅丝笼），按照一定规则相互错开堆砌并可靠连接而成的柔性拦挡坝体。格宾坝体的结构简单，透水性好，产生的扬压力小，适应地基不均匀沉陷的性能好，对基础要求相对宽松，对施工水平的要求不高，工期受气候的影响小，损伤后易于替换或修复，内部填石可就地取材，适宜在偏远山区推广；通过在中上游沟道布置格宾坝体，能够有效拦蓄泥石流中的块石等固体物质，减弱泥石流对下游的冲击力，还能够稳定沟床，防止沟床下切和沟岸坍塌，平缓纵坡，降低泥石流流速并消减其能量。然而，格宾坝体存在基底抗滑移能力不足的问题，在满库时可能引起整体结构向下游滑移，使得结构失效破坏，严重威胁下游沟道，甚至人民生命和财产安全。因此，在不良土质地区如何有效提高格宾坝抗滑移能力成为工程界亟待解决的问题。
目前，工程上提高格宾坝整体抗滑移能力的有效方法主要有两种：第一种也即最常见的做法是通过提高坝体横断面来加大坝体质量，通过提高基底摩擦力来提升抗滑移能力，但此方法降低了格宾坝体简便易行的优点，使得坝体结构厚重，但从本质上还是普通重力式坝体；第二种方法通过加大基底开挖深度，依靠格宾坝底部与基坑边缘的接触来提高抗滑移能力，但此方法对于中上游交通不便的山区大面积大深度土方开发不利，降低了格宾坝对基础要求低的优势和经济性。因此一种可提高抗滑移能力且能方便施工、经济效益好的格宾坝和施工方法是工程界所迫切需要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种锚杆式格宾拦挡结构及施工方法。
本发明是一种锚杆式格宾拦挡结构及施工方法，锚杆式格宾拦挡结构，由格宾网格5组成的泥石流柔性拦挡结构的锚杆式格宾坝，上部为大小统一、内填卵石或块石的格宾网格5堆砌并相互可靠连接而成；下部为锚杆3，通过拉索4和底部钢筋网片2与上部格宾坝体1相互连接。
本发明的锚杆式格宾拦挡结构的施工方法，其步骤为：
（1）预制组成上部格宾坝体1的格宾网格5，根据所在沟道的设计要求确定格宾坝体横断面尺寸、溢流口位置、基底开挖深度、坝肩深度等等，以及选择格宾网格内填块石的规格、大小；
（2）预制底部钢筋网片2：根据设计得到的坝体整体与细部尺寸，用螺纹钢筋截取不同长度并沿底部格宾之间布置，并将钢筋焊接成为一体；
（3）基底与坝肩开挖：根据设计得到的基底开挖深度与宽度，以及坝肩两侧地质条件，利用人工或机械开挖；
（4）锚杆3埋置：根据设计要求，于基底地面标定的预定位置钻孔至设计深度和宽度，将锚杆插进钻孔，然后将强度等级高于C20细石混凝土灌注钻孔中，并标准养护至设计强度；
（5）连接锚杆3与底部钢筋网片2：利用拉索4将锚杆3端部与底部钢筋网片2可靠连接；
（6）装配上部格宾坝体1：分层装配格宾网格5，并内填卵石或块石，其中，底部格宾网格应与底部钢筋网片2绑扎牢固，上面各层按照格宾网格的绑扎方法严格执行，留出溢流口6；上部格宾坝体1上部所有的格宾网格5顶面，应采用强度等级为C20以上混凝土抹面，以保护过流顶面，进而完成整个结构的施工。
本发明的有益效果是：本发明通过在格宾坝体地基中设置抗拔能力较好的锚杆，利用土体、锚筋与细石混凝土之间的黏结力，提高上部格宾坝体的抗滑移性能，整体结构简单，对基础开挖要求不高，机械化程度要求较低，非常适用于偏远山区的中上游沟道的泥石流拦挡结构，实用性强。当上部格宾坝体满库时，若坝体在泥石流的冲击下发生滑移时，整个坝体会通过底部钢筋网片拉紧锚杆，通过锚杆的抗拔能力来抵抗整体结构的滑移，改善整体结构的抗滑移性能，从而提高整体结构在冲击作用下的稳定性。总之，本发明提高了格宾拦挡结构的安全性及经济性，构造及技术简单，便于应用。
附图说明
图1是本发明整体结构的正视图，图2是本发明结构（底层格宾）的示意图，图3是图1中的A-A向剖面图，图4是格宾网格。附图标记及对应名称为：上部格宾坝体1、底部钢筋网片2、锚杆3、拉索4、格宾网格5、溢流口6、原始沟道线7、开挖后沟道线8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限制本发明。在本发明原则内，所做的修改、等同替换和改进都属于本发明的保护范围。
如图1~图4所示，本发明是一种锚杆式格宾拦挡结构及施工方法，锚杆式格宾拦挡结构，由格宾网格5组成的泥石流柔性拦挡结构的锚杆式格宾坝，上部为大小统一、内填卵石或块石的格宾网格5堆砌并相互可靠连接而成；下部为锚杆3，通过拉索4和底部钢筋网片2与上部格宾坝体1相互连接。
如图1、图4所示，格宾网格5的堆砌布置遵循格宾网格5的长度方向垂直于沟道方向，按照原始沟道线7的宽度布置确定最下边一层格宾网格5的长度，同时按照上部格宾坝体1所在沟道的坡比确定上部格宾坝体1的淤埋高度，确定上部格宾坝体1的有效高度。
如图1、图4所示，上部格宾坝体1的横断面采用等腰三角形截面，迎流面与背流面的坡比为1:0.5；顶面为一排格宾网格5，其中中间空出预设长度作为溢流口6，空出长度的取值为下游沟道断面宽度；并且上部格宾坝体1中所有的格宾网格5的顶面，均应采用强度等级为C20以上混凝土抹面。
如图1~图4所示，上部格宾坝体1下部为锚杆3，底部钢筋网片2由多根螺纹钢筋焊接组成，沿上部格宾坝体1的底面格宾网格5之间布置，与底层格宾网格绑扎牢固，并在部分节点预制圆环与拉索4端部连接，拉索4另一端与锚杆3端部连接。
如图1所示，上部格宾坝体1两侧坝肩应嵌入开挖后沟道线8两侧的基岩，保证整个上部格宾坝体1的稳定性，嵌入深度应根据沟道泥石流设计冲击力大小以及坝肩处的土体或岩石性质决定。
本发明的锚杆式格宾拦挡结构的施工方法，其步骤为：
（1）预制组成上部格宾坝体1的格宾网格5，根据所在沟道的设计要求确定格宾坝体横断面尺寸、溢流口位置、基底开挖深度、坝肩深度等等，以及选择格宾网格内填块石的规格、大小；
（2）预制底部钢筋网片2：根据设计得到的坝体整体与细部尺寸，用螺纹钢筋截取不同长度并沿底部格宾之间布置，并将钢筋焊接成为一体；
（3）基底与坝肩开挖：根据设计得到的基底开挖深度与宽度，以及坝肩两侧地质条件，利用人工或机械开挖；
（4）锚杆3埋置：根据设计要求，于基底地面标定的预定位置钻孔至设计深度和宽度，将锚杆插进钻孔，然后将强度等级高于C20细石混凝土灌注钻孔中，并标准养护至设计强度；
（5）连接锚杆3与底部钢筋网片2：利用拉索4将锚杆3端部与底部钢筋网片2可靠连接；
（6）装配上部格宾坝体1：分层装配格宾网格5，并内填卵石或块石，其中，底部格宾网格应与底部钢筋网片2绑扎牢固，上面各层按照格宾网格的绑扎方法严格执行，留出溢流口6；上部格宾坝体1上部所有的格宾网格5顶面，应采用强度等级为C20以上混凝土抹面，以保护过流顶面，进而完成整个结构的施工。
如图1~图4所示，上部格宾坝体1、底部钢筋网片2、锚杆3、拉索4。上部格宾坝体1由大小规整、内填卵石或块石的多个格宾网格5相互错开堆砌、避免结构通缝，相互绑扎组合而成；底部钢筋网片2由多根螺纹钢筋焊接组成，沿上部格宾坝体1的底面格宾网格5之间布置，与底层格宾网格绑扎牢固，并在部分节点预制圆环与拉索4端部连接；锚杆3锚固于格宾坝体底部一定深度，灌注细石混凝土浆，锚杆端部通过拉索4与坝体底部的钢筋网片2可靠连接。
如图1~图4所示，上部为大小统一、内填卵石或块石的格宾网格5堆砌并相互可靠连接而成；下部为锚杆3，通过底部钢筋网片2与上部的格宾网格5可靠连接，以提高上部格宾坝体1的抗滑移性能。由于锚杆3的作用，该格宾坝体1对基础埋深要求较普通重力式坝更低，仅需在上部格宾坝体1基底设置不同数量和规格的锚杆3，并满足抗滑移验算要求即可。
如图1~图4所示，格宾网格5的堆砌布置遵循以下原则：格宾网格5的长度方向垂直于沟道方向，按照沟道宽度布置确定最下边一层格宾网格5的长度及数量，同时按照上部格宾坝体1所在沟道纵向坡比确定上部格宾坝体1的淤埋高度与有效高度。
填石要求：格宾靠墙面30cm范围内采取干砌的方式。可采用卵石、块石或片石，石料粒径以D100～300mm为宜，空隙率不超过30％，要求石料质地坚硬，强度等级MU30，遇水不易崩解和水解，抗风化。
上部格宾坝体1的横断面采用等腰三角形截面，迎流面与背流面可按1：0.5的坡比进行设计。顶面为一排格宾网格5，其中中间空出一定长度作为溢流口6，长度的取值可以近似取下游沟道断面宽度。
基底下部的锚杆3的形式，应根据锚固段岩土层的工程特性、锚杆承载力大小、锚杆材料和长度以及施工工艺等因素综合考虑；设置原则以满足整体结构在最不利工况下的抗滑移性能为准，与最下边一层格宾网格5通过拉索4与底部钢筋网片2连接，应对连接处应予以加强，以保证连接的可靠性。
上部格宾坝体1两侧坝肩应嵌入沟道两侧的基岩，保证整个上部格宾坝体1的稳定性，嵌入深度应根据沟道的泥石流设计冲击力大小以及坝肩处的土体或岩石性质决定。

Claims (6)

1.一种锚杆式格宾拦挡结构，由格宾网格（5）组成的泥石流柔性拦挡结构的锚杆式格宾坝，其特征在于，上部为大小统一、内填卵石或块石的格宾网格（5）堆砌并相互可靠连接而成；下部为锚杆（3），通过拉索（4）和底部钢筋网片（2）与上部格宾坝体（1）相互连接。
2.根据权利要求1所述的锚杆式格宾拦挡结构，其特征在于，格宾网格（5）的堆砌布置遵循格宾网格（5）的长度方向垂直于沟道方向，按照原始沟道线（7）的宽度布置确定最下边一层格宾网格（5）的长度，同时按照上部格宾坝体（1）所在沟道的坡比确定上部格宾坝体（1）的淤埋高度，确定上部格宾坝体（1）的有效高度。
3.根据权利要求1所述的锚杆式格宾拦挡结构，其特征在于，上部格宾坝体（1）的横断面采用等腰三角形截面，迎流面与背流面的坡比为1:0.5；顶面为一排格宾网格（5），其中中间空出预设长度作为溢流口（6），空出长度的取值为下游沟道断面宽度；并且上部格宾坝体（1）中所有的格宾网格（5）的顶面，均应采用强度等级为C20以上混凝土抹面。
4.根据权利要求1所述的锚杆式格宾拦挡结构，其特征在于，上部格宾坝体（1）下部为锚杆（3），底部钢筋网片（2）由多根螺纹钢筋焊接组成，沿上部格宾坝体（1）的底面格宾网格（5）之间布置，与底层格宾网格绑扎牢固，并在部分节点预制圆环与拉索（4）端部连接，拉索（4）另一端与锚杆（3）端部连接。
5.根据权利要求1所述的锚杆式格宾拦挡结构，其特征在于，上部格宾坝体（1）两侧坝肩应嵌入开挖后沟道线（8）两侧的基岩，保证整个上部格宾坝体（1）的稳定性，嵌入深度应根据沟道泥石流设计冲击力大小以及坝肩处的土体或岩石性质决定。
6.一种锚杆式格宾拦挡结构的施工方法，其特征在于，其步骤为：
（1）预制组成上部格宾坝体（1）的格宾网格（5），根据所在沟道的设计要求确定格宾坝体横断面尺寸、溢流口位置、基底开挖深度、坝肩深度，以及选择格宾网格内填块石的规格、大小；
（2）预制底部钢筋网片（2）：根据设计得到的坝体整体与细部尺寸，用螺纹钢筋截取不同长度并沿底部格宾之间布置，并将钢筋焊接成为一体；
（3）基底与坝肩开挖：根据设计得到的基底开挖深度与宽度，以及坝肩两侧地质条件，可以利用人工或机械开挖；
（4）锚杆（3）埋置：根据设计要求，于基底地面标定的预定位置钻孔至设计深度和宽度，将锚杆插进钻孔，然后将强度等级高于C20细石混凝土灌注钻孔中，并标准养护至设计强度；
（5）连接锚杆（3）与底部钢筋网片（2）：利用拉索（4）将锚杆（3）端部与底部钢筋网片（2）可靠连接；
（6）装配上部格宾坝体（1）：分层装配格宾网格（5），并内填卵石或块石，其中，底部格宾网格应与底部钢筋网片（2）绑扎牢固，上面各层按照格宾网格的绑扎方法严格执行，留出溢流口（6）；上部格宾坝体（1）上部所有的格宾网格（5）顶面，应采用强度等级为C20以上混凝土抹面，以保护过流顶面，进而完成整个结构的施工。
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