CN109208545A - 一种具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法 - Google Patents

一种具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于水工建筑物消能技术及城市造景领域，为了解决现有景观坝存在的因消音问题导致的工期长、造价高等问题，提供了一种具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，是采用薄型混凝土溢流坝+浆砌景观石结构，利用混凝土和浆砌景观石组成重力坝，抵抗上游水压力的水平荷载，利用浆砌景石营造自然跌水氛围形成结构具有消能效果坝体。本发明施工方法既减小了混凝土重力坝的体积，又简化了坝后消能结构构造，并且达到了良好的景观瀑布及消能效果。保证了坝体的安全运行，同时延长坝体使用寿命，节省工程投资。

Description

一种具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法
技术领域
本发明属于水工建筑物消能技术及城市造景领域，具体涉及一种适用于小型河流（蓄水高度在5米以内）、具有消能效果的人工景观溢流坝及其施工方法。
背景技术
目前随着国家对生态环境的重视越来越高，人民对居住、生活环境的不断提高，各地区、各县市在大力改善城市宜居环境，尤其对贯通城区的河流大力整治，修建各类液压坝、橡胶坝、混凝土坝等来形成城市蓄水景观工程。现有坝体消能方式主要有底流消能、面流消能、挑流消能。但上述三种消能方式对下游河道冲刷严重，且坝后需设置复杂的海曼、消力池、消力戽等水工消能建筑物。工期长、造价高，不能满足市民对河道景观的观赏需求。
发明内容
本发明为了解决现有景观坝存在的因消音问题导致的工期长、造价高等问题，进而提供了一种具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法。
本发明采用如下技术方案：
一种具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，是采用薄型混凝土溢流坝+浆砌景观石结构，利用混凝土和浆砌景观石组成重力坝，抵抗上游水压力的水平荷载，利用浆砌景石营造自然跌水氛围形成结构具有消能效果坝体。施工过程为坝基土方开挖→人工修坡及清理基坑→基坑联合验收→垫层施工→基础锚固钢筋的安装→混凝土溢流坝混凝土工程→止水、预埋件安装→植筋→浆砌景观石施工→工完场清。
所述混凝土溢流坝采用梯形实用堰，上游侧垂直设置，下游侧倾斜设置，坡度为1:0.3。
混凝土溢流坝混凝土施工采用跳仓法施工，混凝土溢流坝纵向沿坝长方向划分为七个坝段，分别为1、2、3、4、5、6、7坝段，先浇筑1、3、5、7坝段，再浇筑2、4、6坝段；混凝土溢流坝高度方向分三次浇筑，第一层浇筑至与下游消力池顶板齐平，第二层浇筑至与上游钢筋混凝土铺盖齐平，第三次浇筑至顶板标高。
基础锚固钢筋的安装：是在基础垫层面上采用梅花形布置，竖向植入锚固钢筋，锚固钢筋之间的间距不大于1.5米，锚固钢筋植入基础垫层的锚固长度不小于1米，外露长度不小于0.8米。
植筋是指在混凝土溢流坝后方（即坡度下游侧）按浆砌景石台阶高度方向植筋，植筋的竖向间距为0.6米，植入深度不小于30mm，外露长度（即埋入浆砌景观石的石灰缝长度）不小于1m。
本发明具有如下有益效果：
（1）混凝土坝底板增设锚杆，加强了坝体与地基的整体性，减小了坝体体积；
（2）坝后植筋，埋设于景观石的灰缝中，增强了坝体与景观石的联结，提高了稳定性；
（3）景观石砌筑成台阶状，形成跌水瀑布，提高了城市景观效应；
（4）景观石与混凝土薄坝结合成一个有机整体，形成了新型的重力坝结构体系，节约了投资，缩短了工期；
（5）坝后景观石砌筑成台阶状，水流通过跌水消能，减少对下游河道的冲刷。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图（箭头表示水流方向，对应箭头指向为下游，反向为上游）；
图2为混凝土溢流坝的结构示意图；
图3为现有坝体的示意图；
图中：1-混凝土溢流坝，2-浆砌景观石，3-上游钢筋混凝土铺盖，4-下游消力池，5-浆砌卵石，6-混凝土垫层，7-锚固钢筋，8-拉结筋，9-止水铜片，10-自密实混凝土。
具体实施方式
本发明是采用薄型混凝土坝+浆砌景观石，利用混凝土和浆砌景观石组成重力坝，抵抗上游水压力的水平荷载，利用浆砌景石营造自然跌水氛围形成新型结构坝体消能方式。
以某市的生态湿地工程为例，其溢流坝作为整个生态湿地的一级蓄水建筑物。溢流坝坝长147.8米，坝高2.3米，溢流坝由上游铺盖段、溢流挡墙、消力池和冲砂闸组成。该工程的结构如图2所示，溢流坝采用梯形实用堰，堰高2.5m，缺口段堰高23m，顶部宽1.5m，上游垂直，下游坡向上游1:0.3。坝踵宽度0.8m，坝趾宽度2.35m。浆砌景石营造自然跌水氛围。上游钢筋混凝土铺盖为10.7米长，30cm厚C25W4F200钢筋混凝土。下游消力池为长14m，采用50cm厚钢筋混凝土底板结构，池深0.5m。浆砌卵石：坝顶采用厚15cm厚的浆砌卵石盖顶。混凝土垫层：C15。锚固钢筋：钻孔插Φ32的长1.8米的锚固钢筋，锚固长度1米，梅花形布置，间距1.5m。拉结筋：后植Φ8的拉结钢筋，保证景观砌石与坝体结合为一体。止水铜片：分缝处安装、埋设厚2mm的铜止水片，做成企口型。自密实混凝土：浆砌石砌筑空隙采用自密实混凝土灌注。保证结构密实牢固。
该工程的整体示意图如图1所示，具体施工过程如下：
施工测量放样
本工程平面测量用方格网, 直角坐标法测量,所有定位点的位置必须事先准确计算,并经监理认可后,方可施测。根据业主提供的两个定位点坐标,用全站仪测设处坝体外边线, 并在基坑四角均设置轴线引桩。根据投测的轴线使用钢卷尺放坝体边线,及放坡开挖线,在本层放线结束后必须对坝体轴线及施工开挖线进行复测,经复测合格后方可进行下一道工序施工。
土方开挖
本工程土方采取挖掘机挖土并装车、8t自卸汽车外运,土方弃于弃土场整平成型。开挖采取“自上而下，先岸坡后河槽”的原则。达到建基面后，必须对基础进行认真的清理和处理。应将地面上的腐殖土全部清除干净。
基础联合验收
坝基土方开挖完工后进行自检，自检合格方可进行基础联合验收，经联合验收合格后进行下一道工序。
工艺流程
坝基土方开挖→人工修坡及清理基坑→基坑联合验收→垫层施工→基础锚固钢筋的安装→混凝土工程→止水、预埋件安装→植筋→浆砌景石施工→工完场清。
垫层施工
混凝土采用C15进行施工，一般从一端开始，或跳仓进行，并应连续浇筑。混凝土浇筑后，应及时振捣，在2h内必须振捣完毕，否则应按规范规定留置施工缝。浇筑完的混凝土，应在12h左右覆盖和浇水，一般养护不得少于七天。
基础锚固钢筋的安装
锚杆在基础垫层面上采用梅花形布置，间距1.5m,直径32mm；锚杆锚固长度1m，外漏长度0.8m。
混凝土工程
钢筋混凝土工程包括钢筋绑扎、模板安拆、混凝土浇筑、止水、伸缩缝处理等。
坝体混凝土纵向沿坝轴方向采用跳仓法浇筑，沿坝长方向划分为七个坝段，分别为1、2、3、4、5、6、7坝段，先浇筑1、3、5、7坝段，再浇筑2、4、6坝段。高度方向分三次浇筑，第一层浇筑至与下游消力池顶板齐平，第二层浇筑至与上游铺盖齐平，第三次浇筑至顶板标高。
止水、预埋件安装
本工程由水工溢流坝、消力池、挡土墙结构组成，主要沉降缝设止水带651型，规格280-7，要求严格按设计进行材料质量控制施工。
植筋
在坝后按浆砌景石台阶高度方向植筋，间距0.6m。植入深度30mm，埋入浆砌石灰缝长度不小于1m。采用“植筋法”进行植入施工，在植筋位置钻孔、注胶并植入钢筋，利用化学锚固胶作为钢筋与坝体混凝土的粘合剂，保证钢筋与混凝土的可靠粘结。
浆砌景石施工
浆砌景石采用起重机配合人工施工，坐浆法分层砌筑，浆砌石选用景观石材，强度等级不低于MU30，砌筑砂浆强度等级M10.0，景观石砌筑空虚用强度等级为C30混凝土灌注。山石体量与坝体景观应协调。通过前置框景、背景衬托，以及利用流水弥补山石的缺陷等手法营造景观石跌水的艺术特征。
利用本发明施工方法施工该工程，既减小了混凝土重力坝的体积，又简化了坝后消能结构构造，并且达到了良好的景观瀑布及消能效果。保证了坝体的安全运行，同时延长坝体使用寿命，节省工程投资。

Claims (6)

1.一种具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，其特征在于：是采用薄型混凝土溢流坝+浆砌景观石结构，利用混凝土和浆砌景观石组成重力坝，抵抗上游水压力的水平荷载，利用浆砌景石营造自然跌水氛围形成结构具有消能效果坝体。
2.根据权利要求1所述的具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，其特征在于，施工过程为坝基土方开挖→人工修坡及清理基坑→基坑联合验收→垫层施工→基础锚固钢筋的安装→混凝土工程→止水、预埋件安装→植筋→浆砌景观石施工→工完场清。
3.根据权利要求2所述的具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，其特征在于，所述混凝土溢流坝采用梯形实用堰，上游侧垂直设置，下游侧倾斜设置，坡度为1:0.3。
4.根据权利要求3所述的具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，其特征在于，混凝土溢流坝混凝土施工采用跳仓法施工，混凝土溢流坝纵向沿坝长方向划分为七个坝段，分别为1、2、3、4、5、6、7坝段，先浇筑1、3、5、7坝段，再浇筑2、4、6坝段；混凝土溢流坝高度方向分三次浇筑，第一层浇筑至与下游消力池顶板齐平，第二层浇筑至与上游钢筋混凝土铺盖齐平，第三次浇筑至顶板标高。
5.根据权利要求4所述的具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，其特征在于，基础锚固钢筋的安装：是在基础垫层面上采用梅花形布置，竖向植入锚固钢筋，锚固钢筋之间的间距不大于1.5米，锚固钢筋植入基础垫层的锚固长度不小于1米，外露长度不小于0.8米。
6.根据权利要求5所述的具有消能效果的人工景观溢流坝施工方法，其特征在于，植筋是指在混凝土溢流坝后方按浆砌景石台阶高度方向植筋，植筋的竖向间距为0.6米，植入深度不小于30mm，外露长度不小于1m。
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