CN109371927B - 一种用于碾压混凝土坝体的排水管道及坝体成孔方法 - Google Patents

Abstract

一种用于碾压混凝土坝体的排水管道及坝体成孔方法，它包括:排水管本体和连接件。连接件包括“一字型”连接件和“十字型”连接件两种。“一字型”连接件的两端和“十字型”连接件的四个方向分别设置有卡块，卡块的外径与排水管本体的内径相匹配，连接件的卡块可拆卸的插合在排水管本体内。多个排水管本体通过“一字型”连接件或“十字型”连接件连接，形成排水管道或排水管道网络，既可以形成坝体垂直排水孔，也可以形成坝体水平排水孔，或形成垂直和水平排水孔网络。排水管本体与连接件的材质均为透水混凝土。透水混凝土的力学指标与大坝混凝土的力学指标一致。

Description

一种用于碾压混凝土坝体的排水管道及坝体成孔方法

技术领域

本发明涉及一种排水结构，特别是一种用于碾压混凝土坝体的排水管道(坝体排水孔)及坝体成孔方法。

背景技术

碾压混凝土坝较常态混凝土坝使用不一样的分层碾压施工方法，这种施工方法具有机械化施工程度高、施工速度快、施工费用低等优点。

碾压混凝土坝体通常在大坝上游面设置排水结构(坝体排水孔)。排水结构上部通至上层廊道或坝顶，下部通至下层排水廊道或集水井。排水结构管径一般为15cm至25cm。目前坝体排水孔成孔通常采用拔管、钻孔和预埋柔性波纹管等方法，这三种方法各自具有以下的缺陷：1、采用拔管法施工时，在混凝土摊铺前，将不同介质的管道预埋在指定位置，待混凝土碾压合格后，使用机械施加外力拔出预埋管成孔。实施过程中，需要使用专用机具进行拔管作业。同时，拔管过程中，容易出现塌孔、卡管或无法拔出等现象，甚至对碾压合格的混凝土造成局部破坏，管道成型质量不易保证。2、采用钻孔成孔法施工时，需间歇期在仓面、坝顶或廊道里钻孔形成排水管道。实施过程中，不仅施工困难大、成孔费用高，垂直度或孔斜控制难度大，还严重影响了工程进度。3、预埋柔性波纹管是将长3m左右的柔性波纹管一次预埋在成孔位置上。实施过程中，柔性波纹管分割了碾压混凝土仓面，严重妨碍了碾压混凝土的摊铺和碾压施工，额外增加了柔性波纹管周围变态混凝土施工工作量，降低了碾压混凝土施工效率，增加了工程成本。因此，如何探索一种能够解决现有技术问题的用于碾压混凝土坝体的排水管道及坝体成孔方法就成为有待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题，提出了一种用于碾压混凝土坝体的排水管道及坝体成孔方法，与现有技术相比，本发明能够有效的实现坝体排水孔的排水功能，与坝体碾压混凝土的碾压厚度和压实厚度相匹配，并能避免预埋的排水管本体受坝体碾压混凝土施工机械的振动及侧向压力影响引起的管道位移或破坏。同时，连接件及卡块设置了可剥除的覆膜保护层，便于碾压混凝土施工过程中连接件及卡块的快速清理和保证设计的透水指标。本坝体成孔方法是一种全新的坝体排水孔成孔方法，克服了目前通用的坝体排水孔成孔方法的各种弊端，工艺简单，操作方便，特别有利于碾压混凝土全仓面摊铺、碾压施工，充分发挥了碾压混凝土快速、高效、经济的优势，具有较强的实用性和推广价值。

有鉴于此，本发明提出了一种用于碾压混凝土坝体的排水管道，它包括：多个首尾分别通过连接件依次相接的排水管本体，所述的连接件包括连接块和分别设置在所述的连接块两端的卡块，所述的卡块的外径与所述的排水管本体的内径相匹配，所述的卡块可拆卸的插合在所述的排水管本体的内径中，所述的连接件与所述的排水管本体的材质均为透水混凝土。

在该技术方案中，排水管本体与连接件的材质均为透水混凝土，透水混凝土预制程序简单、预制速度快、制作成本低廉，还具有良好的透水性；多个首尾分别通过连接件依次相接的排水管本体形成排水管道，其通过插合结构增加了排水管道的整体稳定性，使排水管连接牢固。有效防止预埋的排水管本体受坝体碾压混凝土侧向压力影响发生位移造成的管道歪斜。而且，整体插合结构密闭，在具有良好透水性的同时，还避免了砂、石、混凝土等杂物进入管道内造成的管道堵塞。

在上述技术方案中，优选的，还包括十字形连接件，所述的十字形连接件包括连接块和分别设置在所述的连接块四个方向上的卡块，所述的排水管本体通过所述的十字形连接件插合形成排水管道网络。

在该技术方案中，优选的，排水管本体通过十字形连接件插合形成排水管道网络，在局部排水管不通时，能够通过排水管道网络进行导流，避免返工的同时保证了排水管的排水性能。

在上述技术方案中，优选的，所述的连接件的外表面包覆有一层可剥离的膜体，所述的膜体上开设有易撕线，所述的易撕线包括环向易撕线和纵向易撕线，所述的环向易撕线环向设置在所述的连接块的顶部边缘处，所述的纵向易撕线纵向设置在所述的连接件上。

在该技术方案中，优选的，环向易撕线以连接块顶部边缘处为分界处设置，便于将连接块底部与连接块顶部的膜体分别进行撕除。由于连接件外表面均包覆了膜体，在使用时，可简单、快速去除膜体，减少了清理难度，缩短了清理时间，加快了施工进度，保证了透水混凝土的设计指标。

在上述技术方案中，优选的，单个所述的排水管本体和单个所述的连接块的高度等于坝体碾压混凝土的单层压实厚度。

在该技术方案中，优选的，单个排水管本体和单个连接件插合后预埋在单层坝体碾压混凝土中，在碾压施工时，设备能够对摊铺的整层混凝土进行一次性碾压，整体降低了施工难度，提高了碾压质量。

在上述技术方案中，优选的，所述的膜体包括塑料覆膜。

在该技术方案中，优选的，塑料覆膜的成本较低，覆膜工艺简单，进一步的控制了覆膜成本。

在上述技术方案中，优选的，所述的透水混凝土包括纤维透水混凝土。

在该技术方案中，优选的，可以根据坝体需求，选择纤维透水混凝土，纤维透水混凝土较普通透水混凝土具有更好的透水性和抗压强度，使排水管道结构更加稳定坚固。

在上述技术方案中，优选的，所述的纤维透水混凝土内的纤维为石棉纤维、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维或碳纤维。

在该技术方案中，优选的，纤维为石棉纤维、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维或碳纤维等，可以根据不同坝体的需求，选择不同材质的纤维。

一种用于碾压混凝土坝体的排水管道的坝体成孔方法，它包括以下步骤：步骤一，在坝体排水廊道顶拱的多个预留孔内分别插设首层排水管本体，取首层连接件，分别将首层连接件环向易撕线以下的膜体去除，将去除膜体后的连接块底部卡块插合在首层排水管本体的内径中形成单层排水管；步骤二，摊铺单层混凝土，使单层混凝土的摊铺厚度高于单层排水管高度的3至5厘米；步骤三，碾压摊铺的单层混凝土，碾压后的单层混凝土高度与单层排水管高度相同；步骤四，碾压合格后，将下层混凝土层中的连接件顶部混凝土进行清理，去除下层连接块顶部及连接块顶部卡块表面的膜体，另取一层排水管本体分别插合在下层已去除膜体的连接件顶部卡块上，再取一层连接件，将环向易撕线以下的膜体去除，将去除膜体后的连接块底部卡块插合在本层排水管本体上，摊铺碾压混凝土，进行碾压作业，直至碾压合格；步骤五，重复步骤四，形成多层碾压混凝土层后进行管道透水检验，在部分管道透水度较低时，将下层混凝土中的连接件替换成十字形连接件，利用十字形连接件与排水管本体将透水度较低的管道与相邻透水性较高的管道相连；步骤六，重复步骤一至五，直至坝体混凝土整体碾压完成，形成完整的坝体排水管道。

本发明提出了一种用于碾压混凝土坝体的排水管道及坝体成孔方法，与现有技术相比，本发明能够有效的实现坝体排水孔的排水功能，与坝体碾压混凝土的碾压厚度和压实厚度相匹配，并能避免预埋的排水管本体受坝体碾压混凝土施工机械的振动及侧向压力影响引起的管道歪斜。连接件与卡块设置了可剥离的覆膜保护层，便于卡块的快速清理和保证设计的透水指标。排水管道具有良好的透水性和抗压强度，在施工时，降低了施工难度，保证了成孔质量，克服了全仓面施工的干扰，实现了全仓面快速施工，加快了施工进度，减少了施工成本，充分发挥了碾压混凝土快速、高效、经济的优势，具有较强的实用性，值得推广应用。

附图说明

图1示出了本发明第一实施例的结构示意图；

图2示出了本发明连接件的结构剖面图；

图3示出了本发明连接件的立体结构示意图；

图4示出了本发明第二实施例的结构示意图；

图5示出了本发明十字形连接件的结构剖面图；

图6示出了本发明十字形连接件的立体结构示意图；

图7示出了本发明的使用状态示意图。

图中:1排水管本体、2连接块、3卡块、4十字形连接件、5排水管道网络、6膜体、7环向易撕线、8纵向易撕线、9坝体碾压混凝土、10单层压实厚度、11排水廊道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的内容的限制。

以下结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7对本发明的技术方案作进一步说明。

第一实施例，如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种用于碾压混凝土坝体的排水管道，它包括：多个首尾分别通过连接件依次相接的排水管本体1，所述的连接件包括连接块2和分别设置在所述的连接块2两端的卡块3，所述的卡块3的外径与所述的排水管本体1的内径相匹配，所述的卡块3可拆卸的插合在所述的排水管本体1的内径中，所述的连接件与所述的排水管本体1的材质均为透水混凝土。所述的排水管本体1的高度为22cm至27cm，所述的连接块2的高度为8cm至3cm，所述的卡块3的高度为8cm至3cm；优选的，所述的排水管本体1高度为25cm，所述的连接块2的高度为5cm，所述的卡块3的高度为5cm。

所述的连接件的外表面包覆有一层可剥离的膜体6，所述的膜体6上开设有易撕线，所述的易撕线包括环向易撕线7和纵向易撕线8，所述的环向易撕线7环向设置在所述的连接块2的顶部边缘处，所述的纵向易撕线8纵向设置在所述的连接件上；单个所述的排水管本体1和单个所述的连接块2的高度等于坝体碾压混凝土9的单层压实厚度10；所述的膜体6包括塑料覆膜；所述的透水混凝土包括纤维透水混凝土；所述的纤维透水混凝土内的纤维为石棉纤维、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维或碳纤维。

连接件包括“一字型”连接件和“十字型”连接件两种。“一字型”连接件的两端和“十字型”连接件的四个方向分别设置有卡块3，卡块3的外径与排水管本体1的内径相匹配，连接件的卡块3可拆卸的插合在排水管本体1内。多个排水管本体1通过“一字型”连接件或“十字型”连接件连接，形成排水管道或排水管道网络5，既可以形成坝体垂直排水孔，也可以形成坝体水平排水孔，或形成垂直和水平排水孔网络5。排水管本体1与连接件的材质均为透水混凝土。透水混凝土的力学指标与大坝混凝土的力学指标一致。

使用过程中：在该技术方案中，排水管本体1与连接件的材质均为透水混凝土，透水混凝土的成分包括水、水泥、粉煤灰、粗骨料、石粉和外加剂等，其原材料广泛、预制程序简单、预制速度快、制作成本低廉，还具有良好的透水性；连接块2的两端分别设置有卡块3，卡块3可拆卸的插合在排水管本体1内径中，多个首尾分别通过连接件依次相接的排水管本体1形成排水管道，其通过插合结构增加了排水管道的整体稳定性，使排水管连接牢固。有效防止预埋的排水管本体1受坝体碾压混凝土9侧向压力影响发生位移造成的管道歪斜。而且，整体插合结构密闭，在具有良好透水性的同时，还避免了砂、石、混凝土等杂物进入管道内造成的管道堵塞。

进一步的，环向易撕线7以连接块2顶部边缘处为分界处设置，便于将连接块2底部与连接块2顶部的膜体6分别进行撕除。在单层混凝土碾压完成后，将连接块2顶部的混凝土进行清理，去除连接块2顶部及连接块2顶部卡块3表面的膜体6，露出新鲜的连接块2顶部及连接块2顶部的卡块3，另取一个排水管本体1插合在已去除膜体6的连接块2的顶部卡块3上，再另取一个连接件，将连接块2及连接块2底部卡块3上的膜体6去除，插合在排水管本体1上，连接块2顶部及连接块2顶部卡块3上的膜体6严禁去除，摊铺混凝土继续碾压施工，单层混凝土碾压完成后，进入下一个循环。混凝土摊铺时，应派专人进行旁站维护。

由于连接件外表面均包覆了膜体6，在使用时，可简单、快速去除膜体6，减少了清理难度，缩短了清理时间，加快了施工进度，保证了透水混凝土的设计指标。

单个排水管本体1和单个连接件插合后预埋在单层坝体碾压混凝土9中，单个排水管本体1和单个连接块2的高度等于坝体碾压混凝土9的单层压实厚度10，例如，混凝土的碾压厚度(摊铺厚度)为35cm，单个排水管本体1和单个连接块2的高度为30cm，碾压合格后，单个排水管本体1和单个连接块2的高度与坝体碾压混凝土9单层压实厚度10(30cm)相适配。塑料覆膜的成本较低，覆膜工艺简单，进一步的控制了覆膜成本。可以根据坝体需求，选择纤维透水混凝土，纤维透水混凝土较普通透水混凝土具有更好的透水性和抗压强度，使排水管道结构更加稳定坚固。纤维为石棉纤维、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维或碳纤维等，可以根据不同坝体的需求，选择不同材质的纤维。

第二实施例，与上述实施例不通的是，还包括十字形连接件4，所述的十字形连接件4包括连接块2和分别设置在所述的连接块2四个方向上的卡块3，所述的排水管本体1通过所述的十字形连接件4插合形成排水管道网络5。

使用过程中：在该技术方案中，优选的，排水管本体1通过十字形连接件4插合形成排水管道网络5，在局部排水管不通时，能够通过排水管道网络5进行导流，避免返工的同时保证了排水管的排水性能。

一种用于碾压混凝土坝体的排水管道的坝体成孔方法，它包括以下步骤：步骤一，在坝体排水廊道11顶拱的多个预留孔内分别插设首层排水管本体1，取首层连接件，分别将首层连接件环向易撕线7以下的膜体6去除，将去除膜体6后的连接块2底部卡块3插合在首层排水管本体1的内径中形成单层排水管；

步骤二，摊铺单层混凝土，使单层混凝土的摊铺厚度高于单层排水管高度的3至5厘米；

步骤三，碾压摊铺的单层混凝土，碾压后的单层混凝土高度与单层排水管高度相同；

步骤四，碾压合格后，将下层混凝土层中的连接件顶部混凝土进行清理，去除下层连接块2顶部及连接块2顶部卡块3表面的膜体6，另取一层排水管本体1分别插合在下层已去除膜体6的连接件顶部卡块3上，再取一层连接件，将环向易撕线7以下的膜体6去除，将去除膜体6后的连接块2底部卡块3插合在本层排水管本体1上，摊铺碾压混凝土，进行碾压作业，直至碾压合格；

步骤五，重复步骤四，形成多层碾压混凝土层后进行管道透水检验，在部分管道透水度较低时，将下层混凝土中的连接件替换成十字形连接件4，利用十字形连接件4与排水管本体1将透水度较低的管道与相邻透水性较高的管道相连；

步骤六，重复步骤一至五，直至坝体混凝土整体碾压完成，形成完整的坝体排水管道。

以上所述的仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于碾压混凝土坝体的排水管道，其特征在于：包括多个首尾分别通过连接件依次相接的排水管本体，所述的连接件包括连接块和分别设置在所述的连接块两端的卡块，所述的卡块的外径与所述的排水管本体的内径相匹配，所述的卡块可拆卸的插合在所述的排水管本体的内径中，所述的连接件与所述的排水管本体的材质均为透水混凝土。

2.根据权利要求1所述的用于碾压混凝土坝体的排水管道，其特征在于：还包括十字形连接件，所述的十字形连接件包括连接块和分别设置在所述的连接块四个方向上的卡块，所述的排水管本体通过所述的十字形连接件插合形成排水管道网络。

3.根据权利要求1或2所述的用于碾压混凝土坝体的排水管道，其特征在于：所述的连接件的外表面包覆有一层可剥离的膜体，所述的膜体上开设有易撕线，所述的易撕线包括环向易撕线和纵向易撕线，所述的环向易撕线环向设置在所述的连接块的顶部边缘处，所述的纵向易撕线纵向设置在所述的连接件上。

4.根据权利要求3所述的用于碾压混凝土坝体的排水管道，其特征在于：单个所述的排水管本体和单个所述的连接块的高度等于坝体碾压混凝土的单层压实厚度。

5.根据权利要求3所述的用于碾压混凝土坝体的排水管道，其特征在于：所述的膜体包括塑料覆膜。

6.根据权利要求1或5所述的用于碾压混凝土坝体的排水管道，其特征在于：所述的透水混凝土包括纤维透水混凝土。

7.根据权利要求6所述的用于碾压混凝土坝体的排水管道，其特征在于：所述的纤维透水混凝土内的纤维为石棉纤维、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维或碳纤维。

8.根据权利要求1至7任一项所述的用于碾压混凝土坝体的排水管道的坝体成孔方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一，在坝体排水廊道顶拱的多个预留孔内分别插设首层排水管本体，取首层连接件，分别将首层连接件环向易撕线以下的膜体去除，将去除膜体后的连接块底部卡块插合在首层排水管本体的内径中形成单层排水管；

步骤二，摊铺单层混凝土，使单层混凝土的摊铺厚度高于单层排水管高度的3至5厘米；

步骤三，碾压摊铺的单层混凝土，碾压后的单层混凝土高度与单层排水管高度相同；

步骤四，碾压合格后，将下层混凝土层中的连接件顶部混凝土进行清理，去除下层连接块顶部及连接块顶部卡块表面的膜体，另取一层排水管本体分别插合在下层已去除膜体的连接件顶部卡块上，再取一层连接件，将环向易撕线以下的膜体去除，将去除膜体后的连接块底部卡块插合在本层排水管本体上，摊铺碾压混凝土，进行碾压作业，直至碾压合格；

步骤五，重复步骤四，形成多层碾压混凝土层后进行管道透水检验，在部分管道透水度较低时，将下层混凝土中的连接件替换成十字形连接件，利用十字形连接件与排水管本体将透水度较低的管道与相邻透水性较高的管道相连；

步骤六，重复步骤一至五，直至坝体混凝土整体碾压完成。