CN109680653B - 一种土工膜心墙防渗体加固结构 - Google Patents

一种土工膜心墙防渗体加固结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种土工膜心墙防渗体加固结构，包括土石坝的坝顶；所述坝顶内钻有I序灌浆孔和II序灌浆孔，I序灌浆孔和II序灌浆孔均沿破损的土工膜的延伸方向设置；在坝顶内，在破损的土工膜的挡水侧有I序灌浆自然扩散胶结体，I序灌浆自然扩散胶结体与I序灌浆孔同轴，在破损的土工膜的背水侧有II序灌浆自然扩散胶结体，II序灌浆自然扩散胶结体与II序灌浆孔同轴；I序灌浆自然扩散胶结体和II序灌浆自然扩散胶结体长度相当且I序灌浆自然扩散胶结体和II序灌浆孔长度均大于破损的土工膜的长度。本发明能够有针对性的对集中渗漏点进行快速封堵加固，节约工程成本，缩短堵漏施工工期。

Description

一种土工膜心墙防渗体加固结构
技术领域
本发明涉及一种土工膜心墙防渗体加固结构，属于水利水电工程的土石坝除险加固技术领域。
背景技术
近年来，在水利、水电等工程的中小型土石坝和土石围堰建设中，土工膜心墙防渗结构应用渐趋广泛，因土工膜接缝质量问题或其它原因导致土工膜破损而未能在施工时及时发现补救、大坝挡水时发现渗漏严重的情况时有发生，需采用堵漏加固措施进行补救。现有技术通常通过增设一道混凝土防渗墙或者高喷防渗墙替代，增加了工程成本和施工工期。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种土工膜心墙防渗体加固结构，该土工膜心墙防渗体加固结构能够有针对性的对集中渗漏点进行快速封堵加固，节约工程成本，缩短堵漏施工工期。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种土工膜心墙防渗体加固结构，包括土石坝的坝顶；所述坝顶内钻有I序灌浆孔和II序灌浆孔，I序灌浆孔和II序灌浆孔均沿破损的土工膜的延伸方向设置；在坝顶内，在破损的土工膜的挡水侧有I序灌浆自然扩散胶结体，I序灌浆自然扩散胶结体与I序灌浆孔同轴，在破损的土工膜的背水侧有II序灌浆自然扩散胶结体，II序灌浆自然扩散胶结体与II序灌浆孔同轴；I序灌浆自然扩散胶结体和II序灌浆自然扩散胶结体长度相当且I序灌浆自然扩散胶结体和II序灌浆孔长度均大于破损的土工膜的长度；在I序灌浆自然扩散胶结体和II序灌浆自然扩散胶结体之间有I序灌浆渗流扩散胶结体将破损的土工膜包裹。
所述I序灌浆孔和破损的土工膜之间的距离、II序灌浆孔和破损的土工膜之间的距离均为0.4m。
所述I序灌浆自然扩散胶结体和II序灌浆自然扩散胶结体均通过控制性灌浆成型。
所述I序灌浆自然扩散胶结体和I序灌浆渗流扩散胶结体之间长度差为2m以上。
所述I序灌浆自然扩散胶结体的半径为I序灌浆孔和破损的土工膜之间的距离的1.2倍以上。
所述II序灌浆自然扩散胶结体的半径为II序灌浆孔和破损的土工膜之间的距离的1.2倍以上。
所述I序灌浆自然扩散胶结体和II序灌浆自然扩散胶结体的灌浆浆液渗透系数不大于10-6cm/s。
所述I序灌浆自然扩散胶结体、I序灌浆渗流扩散胶结体、II序灌浆自然扩散胶结体在成型时，按照I序灌浆渗流扩散胶结体、I序灌浆自然扩散胶结体、II序灌浆自然扩散胶结体的顺序依次灌浆成型，其中I序灌浆自然扩散胶结体和I序灌浆渗流扩散胶结体均由I序灌浆孔完成灌浆，II序灌浆自然扩散胶结体由II序灌浆孔完成灌浆。
本发明的有益效果在于：能够有针对性的对集中渗漏点进行快速封堵加固，节约工程成本，缩短堵漏施工工期。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图。
图中：1-破损的土工膜，2-完好的土工膜，3-坝顶，4-反滤层，5-I序灌浆孔，6-I序灌浆自然扩散胶结体，7-I序灌浆渗流扩散胶结体，8-II序灌浆孔，9-II序灌浆自然扩散胶结体，a-土工膜平面投影区域，b-灌浆孔到土工膜平面投影区域边界的距离，h-灌浆孔深，h1-破损的土工膜底部深度，h2-灌浆孔段，r-灌浆自然扩散半径。
具体实施方式
下面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所示的一种土工膜心墙防渗体加固结构，包括土石坝的坝顶3；所述坝顶3内钻有I序灌浆孔5和II序灌浆孔8，I序灌浆孔5和II序灌浆孔8均沿破损的土工膜1的延伸方向设置；在坝顶3内，在破损的土工膜1的挡水侧有I序灌浆自然扩散胶结体6，I序灌浆自然扩散胶结体6与I序灌浆孔5同轴，在破损的土工膜1的背水侧有II序灌浆自然扩散胶结体9，II序灌浆自然扩散胶结体9与II序灌浆孔8同轴；I序灌浆自然扩散胶结体6和II序灌浆自然扩散胶结体9长度相当且I序灌浆自然扩散胶结体6和II序灌浆孔8长度均大于破损的土工膜1的长度；在I序灌浆自然扩散胶结体6和II序灌浆自然扩散胶结体9之间有I序灌浆渗流扩散胶结体7将破损的土工膜1包裹。
所述I序灌浆孔5和破损的土工膜1之间的距离、II序灌浆孔8和破损的土工膜1之间的距离均为0.4m。
所述I序灌浆自然扩散胶结体6和II序灌浆自然扩散胶结体9均通过控制性灌浆成型。
所述I序灌浆自然扩散胶结体6和I序灌浆渗流扩散胶结体7之间长度差为2m以上。
所述I序灌浆自然扩散胶结体6的半径为I序灌浆孔5和破损的土工膜1之间的距离的1.2倍以上。
所述II序灌浆自然扩散胶结体9的半径为II序灌浆孔8和破损的土工膜1之间的距离的1.2倍以上。
所述I序灌浆自然扩散胶结体6和II序灌浆自然扩散胶结体9的灌浆浆液渗透系数不大于10-6cm/s。
所述I序灌浆自然扩散胶结体6、I序灌浆渗流扩散胶结体7、II序灌浆自然扩散胶结体9在成型时，按照I序灌浆渗流扩散胶结体7、I序灌浆自然扩散胶结体6、II序灌浆自然扩散胶结体9的顺序依次灌浆成型，其中I序灌浆自然扩散胶结体6和I序灌浆渗流扩散胶结体7均由I序灌浆孔5完成灌浆，II序灌浆自然扩散胶结体9由II序灌浆孔8完成灌浆。
一般而言：
I序灌浆孔5从土石坝顶3开孔，位于土工膜a的挡水侧，到土工膜平面投影区域a边界的安全距离b一般取0.4m，孔深h＝破损的土工膜1底边界深度h1+搭接距离d，搭接距离d一般取2m，允许孔斜率n≤孔深h×安全距离b，对灌浆孔段h2进行控制灌浆，具体灌浆参数根据填筑体材料通过试验确定。
I序灌浆自然扩散胶结体6以对I序灌浆孔5灌浆的浆液通过自然扩散与土石填筑料胶结形成，渗透系数k≤10-6cm/s，其半径r≥安全距离b×1.2。
I序灌浆渗流扩散胶结体7以对I序灌浆孔5灌浆的浆液被渗水带走与土石填筑料胶结形成，渗透系数k≤10-6cm/s。
II序灌浆孔8在I序灌浆孔5灌浆未能封堵时再实施，从土石坝顶1开孔，位于土工膜a的背水侧，到土工膜平面投影区域a边界的安全距离b一般取0.4m，孔深h＝破损的土工膜1底边界深度h1+搭接距离d，搭接距离d一般取2m，允许孔斜率n≤孔深h×安全距离b，对灌浆孔段h2进行控制灌浆，具体灌浆参数根据填筑体材料通过试验确定。
II序灌浆渗流自然扩散胶结体9以对II序灌浆孔7灌浆的浆液通过自然扩散与土石填筑料胶结形成，渗透系数k≤10-6cm/s，其半径r≥安全距离b×1.2。
本发明的实际施工时，一般按照如下步骤：
1、渗漏点检测：①在坝顶沿防渗轴线及其上下游侧分别布置1条测线；②采用两种及以上电磁法仪器进行综合探测；③根据探测结果分析确定集中渗漏区域。
2、控制灌浆封堵：①确定灌浆范围，一般在渗漏区范围四周扩大2m；②确定灌浆孔布置，间距根据土体特性通过试验确定、一般可选为1m，沿防渗轴线方向两端的灌浆孔应布置在渗漏区域2m，沿垂直轴线方向两端的灌浆孔布置土工膜平面投影区域以外50cm，内部按间排距控制；③钻孔灌浆，迎水侧土工膜以外第一排作为灌浆I序排孔，背水侧土工膜以外第一排作为灌浆II序排孔，灌浆压力0.2～0.8MPa，I序孔耗浆量一般500～800kg/m，II序孔耗浆量一般500～600kg/m，灌浆过程中根据耗浆异常情况采取加砂、加速凝剂、降低压力等处理措施；④观察I序排孔灌浆后的封堵效果，如果未能完全封堵则进行II序排孔灌浆，再根据II序排孔灌浆封堵效果确定是否在I序和II序排孔之间增加灌浆孔排数，增加排的灌浆孔须灌浆至大坝(围堰)顶部，依此循环直到完全封堵为止。

Claims (6)

1.一种土工膜心墙防渗体加固结构，包括土石坝的坝顶（3），其特征在于：所述坝顶（3）内钻有I序灌浆孔（5）和II序灌浆孔（8），I序灌浆孔（5）和II序灌浆孔（8）均沿破损的土工膜（1）的延伸方向设置；在坝顶（3）内，在破损的土工膜（1）的挡水侧有I序灌浆自然扩散胶结体（6），I序灌浆自然扩散胶结体（6）与I序灌浆孔（5）同轴，在破损的土工膜（1）的背水侧有II序灌浆自然扩散胶结体（9），II序灌浆自然扩散胶结体（9）与II序灌浆孔（8）同轴；I序灌浆自然扩散胶结体（6）和II序灌浆自然扩散胶结体（9）长度相当且I序灌浆自然扩散胶结体（6）和II序灌浆孔（8）长度均大于破损的土工膜（1）的长度；在I序灌浆自然扩散胶结体（6）和II序灌浆自然扩散胶结体（9）之间有I序灌浆渗流扩散胶结体（7）将破损的土工膜（1）包裹；
所述I序灌浆自然扩散胶结体（6）和II序灌浆自然扩散胶结体（9）均通过控制性灌浆成型；所述I序灌浆自然扩散胶结体（6）的半径为I序灌浆孔（5）和破损的土工膜（1）之间的距离的1.2倍以上。
2.如权利要求1所述的土工膜心墙防渗体加固结构，其特征在于：所述I序灌浆孔（5）和破损的土工膜（1）之间的距离、II序灌浆孔（8）和破损的土工膜（1）之间的距离均为0.4m。
3.如权利要求1所述的土工膜心墙防渗体加固结构，其特征在于：所述I序灌浆自然扩散胶结体（6）和I序灌浆渗流扩散胶结体（7）之间长度差为2m以上。
4.如权利要求1所述的土工膜心墙防渗体加固结构，其特征在于：所述II序灌浆自然扩散胶结体（9）的半径为II序灌浆孔（8）和破损的土工膜（1）之间的距离的1.2倍以上。
5.如权利要求1所述的土工膜心墙防渗体加固结构，其特征在于：所述I序灌浆自然扩散胶结体（6）和II序灌浆自然扩散胶结体（9）的灌浆浆液渗透系数不大于10-6cm/s。
6.如权利要求1所述的土工膜心墙防渗体加固结构，其特征在于：所述I序灌浆自然扩散胶结体（6）、I序灌浆渗流扩散胶结体（7）、II序灌浆自然扩散胶结体（9）在成型时，按照I序灌浆渗流扩散胶结体（7）、I序灌浆自然扩散胶结体（6）、II序灌浆自然扩散胶结体（9）的顺序依次灌浆成型，其中I序灌浆自然扩散胶结体（6）和I序灌浆渗流扩散胶结体（7）均由I序灌浆孔（5）完成灌浆，II序灌浆自然扩散胶结体（9）由II序灌浆孔（8）完成灌浆。
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