CN112252281B - 一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构及施工方法，用于封堵横穿堤坝的涵管，涵管两端搭设涵管现浇端板对涵管进行封堵，涵管现浇端板模板包括外环模、内环模、外侧模、内侧模，外侧模连接于外环模外侧的环边，内侧模连接于内环模外侧的环边，外环模、内环模通过内外模对拉螺杆连接固定，从外环模上开设的注浆孔灌注混凝土。为了更好地对整段涵管进行封堵，在涵管的径向方向上设隔板，隔板将涵管分隔成至少两段区域，涵管内设有沿隔板轴向布置的注浆管，通过注浆管向涵管内的区域依次灌注C20水泥砂浆。提高了涵管封堵的施工效率。

Description

一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构及施工 方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，更具体地涉及一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构及施工方法。

背景技术

土石堤坝上设置有各种横穿堤坝的输水涵管，由于运行时间长、缺乏必要的管护，穿坝涵管存在设施老化、开裂、管壁严重漏水等问题，成为影响大坝安全的主要隐患之一。

现有技术通过封堵旧涵管来消除“穿坝涵管”这一安全隐患，但是一些大坝实行旧涵管封堵后，封堵效果并不理想。例如：1、一些水库仅在旧涵管进口处浇混凝土堵头或封堵一小段，封堵效果差，且没对管壁、管周进行回填灌浆截渗，容易形成新的渗漏水通道，涵管的安全反而隐患日益严重。2、部分已出现问题的涵管，长时间漏水导致管壁有裂缝，甚至形成塌腔，在封堵涵管时，未对管周水体进行导排，因此很难进行有效的涵管封堵，且未对管壁和管周回填灌浆、未对塌腔点进行处理，所以涵管封堵后不但无法解决管壁渗漏问题，随时间的推移还会出现管线位的内坡塌坑现象。

因此，为了提高土石堤坝穿坝涵管封堵效果，避免涵管继续漏水，目前亟待发明一种现场施工效率高，涵管封堵效果、防渗效果好的土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构及施工方法。

发明内容

基于此，基于此，本申请提供土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构及施工方法，用以解决相关技术中涵管封堵的施工效率低，封堵效果、防渗效果差的问题。

第一方面，本申请提供一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一、涵管导排水：将涵管的淤泥及杂物清除并用水冲洗干净，在涵管底面预埋排水管一进行排水，在涵管周围埋设底部带滤管的抽水管，并通过坝顶的水泵排水；

步骤二、灌浆孔钻孔：在涵管两侧各钻一排孔并布设灌浆孔，钻孔偏离涵管外边线约0.5m；

步骤三、塌腔点钻孔灌浆：针对涵管的塌腔点灌浆，在涵管的塌腔点布置至少两个灌浆孔，通过灌浆孔向涵管的塌腔点的管内及管周灌注泡沫混凝土进行封堵；

步骤四、管周灌浆：通过灌浆孔进行管壁外回填灌浆，填实涵管管壁外局部空洞或松散部位；

步骤五、涵管内隔板架设：在涵管的径向方向上布设隔板，隔板将涵管分隔成至少两段区域，在涵管内沿隔板的轴向方向布置注浆管；

步骤六、涵管现浇端板浇筑：在涵管两端搭设涵管现浇端板，涵管现浇端板模板包括外环模、内环模、外侧模、内侧模，外侧模连接于外环模外侧的环边，内侧模连接于内环模外侧的环边，将外环模、内环模通过内外模对拉螺杆）连接固定，在外环模上开设用于灌注的注浆孔；

步骤七、涵管内充填灌浆：通过注浆管向涵管内分段灌注水泥砂浆；

步骤八、注浆孔封孔：灌浆结束后对注浆孔封孔。

在一种可能的实现方式中，步骤五中，在隔板上预设注浆孔，注浆管配合在注浆孔内，在隔板上焊接注浆管外包钢管支撑注浆管。

在一种可能的实现方式中，步骤五中，隔板包括多块平行设置的隔板钢面板，相邻的两块隔板钢面板之间通过隔板支撑钢管焊接固定，隔板钢面板与隔板支撑钢管之间设置钢支撑进行加固，隔板钢面板与涵管接触面设置隔板垫片。

在一种可能的实现方式中，步骤六中，在外环模下沿布设临时托架，临时托架通过预埋的锚固桩支撑。

在一种可能的实现方式中，临时托架包括弧形托架板以及支撑弧形托架板的托底，锚固桩连接于托底的底部，在弧形托架板与外环模接触面设抗震垫片。

在一种可能的实现方式中，在涵管的管周外侧设置锥形支撑架，锥形支撑架通过支撑架对拉螺杆和螺母固定于涵管外，锥形支撑架上开设外环模卡槽，外环模配合在外环模卡槽内且通过销杆与锥形支撑架固定。

在一种可能的实现方式中，注浆管包括注浆管一、注浆管二，注浆孔的数量配合注浆管的数量设置，注浆管一、注浆管二穿过注浆孔并沿隔板的轴向布置，对涵管不同部位进行分段注浆。

在一种可能的实现方式中，在隔板钢面板上焊接注浆管外包钢管，注浆管外包钢管支撑于注浆管的下沿。

第二方面，本申请提供一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构，由上述一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法施工得到。

相较现有技术，本发明具有以下的特点和有益效果：

（1）本发明通过在涵管外搭设外侧模、内侧模、外环模和内环模组成涵管现浇端板模板进行浇筑，设置锥形支撑架固定涵管现浇端板，锥形支撑架上设置卡槽来固定外环模，提高了涵管封堵的施工效率。

（2）本发明在涵管周围埋设底部带滤管的抽水管进行抽水，通过布设于坝面的排水管二和水泵排水，然后再对管周及管内灌浆，避免因涵管周围存在水体对涵管封堵产生影响，可有效提高涵管封堵后的防渗性能。

（3）本发明通过注浆管及灌浆孔向涵管内外灌注水泥砂浆，塌腔点布置多个灌浆孔灌注泡沫混凝土进行加固及封堵，涵管封堵效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构示意图；

图2是本发明涵管现浇端板模板搭设示意图；

图3是本发明涵管现浇端板模板临时托架示意图；

图4是本发明涵管内隔板结构示意图；

图5是本发明土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构施工流程图。

图中：1-涵管现浇端板、2-排水管一、3-隔板、4-注浆管、5-塌腔点、6-泡沫混凝土、7-水泥砂浆、8-灌浆孔、9-排水管二、10-抽水管、11-水泵、12-坝面、13-临时托架、14-外侧模、15-内侧模、16-注浆孔、17-外环模、18-内环模、19-外环模卡槽、20-销杆、21-内外模对拉螺杆、22-锥形支撑架、23-支撑架对拉螺杆、24-螺母、25-抗震垫片、26-弧形托架板、27-托底、28-锚固桩、29-注浆管一、30-注浆管二、31-注浆管外包钢管、32-隔板钢面板、33-钢支撑、34-隔板支撑钢管、35-隔板垫片、36-涵管、37-滤管。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，当组件被认为是“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

钢板焊接技术要求、螺杆施工技术、灌浆施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。

在本申请实施例中提供了一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构，用于封堵横穿堤坝的涵管36，涵管36两端搭设涵管现浇端板1对涵管36进行封堵，涵管现浇端板1的浇筑模板包括外环模17、内环模18、外侧模14、内侧模15，外侧模14连接于外环模17外侧的环边，内侧模15连接于内环模18外侧的环边，外环模17、内环模18通过内外模对拉螺杆21连接固定，从外环模17上开设的注浆孔16灌注混凝土。

为了更好地对整段涵管36进行封堵，涵管36内间隔设置隔板4并分别注浆。具体地，在涵管36的径向方向上设隔板3，隔板3将涵管36分隔成至少两段区域，涵管36内设有沿隔板3轴向布置的注浆管4，通过注浆管4向涵管36内的区域依次灌注C20水泥砂浆7。

更具体地，隔板3包括多块平行设置的隔板钢面板32，两块隔板钢面板32之间通过隔板支撑钢管34焊接固定，隔板钢面板32与隔板支撑钢管34之间焊接有钢支撑33。隔板钢面板32上焊接有注浆管外包钢管31，注浆管外包钢管31支撑于注浆管4的下沿。

另外，外环模17下设临时托架13对涵管现浇端板1进行支撑，临时托架13通过预埋的锚固桩28支撑。临时托架13包括弧形托架板26以及支撑弧形托架板26的托底27，弧形托架板26与外环模17接触面设抗震垫片25。

实施例中，涵管36的管周外侧设置锥形支撑架22，锥形支撑架22通过支撑架对拉螺杆23和螺母24固定于涵管36外，锥形支撑架22上开设外环模卡槽19，外环模17配合在外环模卡槽19内且通过销杆20与锥形支撑架22固定。

堤坝包括坝面12、坝顶，水泵11设置于坝顶。对于附近存在地下水的涵管36，在涵管36的管周埋设底部带滤管37的抽水管10进行抽水，并通过布设在坝面的排水管二2和水泵11排出涵管36底部的水，然后再对管周及管内灌浆。

针对已经形成塌腔的涵管36，在塌腔点5上布置至少两个灌浆孔8，通过灌浆孔8向塌腔点5的管内及管周灌注泡沫混凝土6进行封堵。

以下结合附图对本申请进行进一步详细说明：

参照图1所示，一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构，包括涵管现浇端板1、隔板3、注浆管4、泡沫混凝土6、水泥砂浆7、灌浆孔8、抽水管10、水泵11、临时托架13、抽水管10。具体而言，在涵管36上布置灌浆孔8，灌浆孔8布置时钻孔偏离涵管36外边线约0.54m，涵管现浇端板1采用Q235钢板制成，抽水管10采用Φ60无缝钢管，涵管现浇端板1包括外环模17、内环模18、外侧模14、内侧模15，外环模17、内环模18通过内外模对拉螺杆21对拉连接固定，外环模17设注浆孔16进行浇筑，管周回填灌浆采用水泥粘土浆。涵管36的塌腔点5布置多个灌浆孔8，通过φ50灌浆孔8在塌腔点5管内及管周灌注泡沫混凝土6进行封堵。

参照图2所示，涵管现浇端板1采用C20混凝土进行浇筑，浇筑时在涵管36外设置锥形支撑架22，锥形支撑架22采用Q235钢，涵管36钻孔设置支撑架对拉螺杆23和螺母固定锥形支撑架22的位置，锥形支撑架22上设置外环模卡槽19，并通过销杆20固定外环模17。

参照图3所示，先预埋锚固桩28，外环模17下设弧形托架板26和托底27作为临时托架13，弧形托架板26与外环模17接触面设抗震垫片25，抗震垫片25采用HDPE垫片，临时托架13通过锚固桩28支撑。

参照图4所示，隔板3采用Q235钢板，隔板钢面板32上垂直焊接注浆管外包钢管31支撑注浆管4。注浆管4包括注浆管一29、注浆管二30，注浆孔的数量配合注浆管4的数量设置，注浆管一29、注浆管二30穿过注浆孔并沿隔板3的轴向布置，对涵管不同部位进行同时分段注浆。隔板钢面板32之间通过隔板支撑钢管34焊接固定，隔板钢面板32与隔板支撑钢管34之间焊接钢支撑33进行加固。对于附近存在水体的涵管36，在涵管36周围埋设底部带滤管37的抽水管10进行抽水，排水管二9和水泵11排水，然后再对管周及管内灌浆。

本发明的土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工步骤如下：

步骤一、涵管导排水：将涵管36的淤泥及杂物清除并用水冲洗干净，在涵管36底面预埋排水管一2进行排水，在涵管36周围埋设底部带滤管37的抽水管10，并通过坝顶的水泵11排水；

步骤二、灌浆孔钻孔：在涵管36两侧各钻一排孔并布设灌浆孔8，钻孔偏离涵管36外边线约0.5m；

步骤三、塌腔点钻孔灌浆：针对涵管36的塌腔点5灌浆，在涵管36的塌腔点5布置至少两个灌浆孔8，通过灌浆孔8向涵管36的塌腔点5的管内及管周灌注泡沫混凝土6进行封堵；

步骤四、管周灌浆：通过灌浆孔8进行管壁外回填灌浆，填实涵管管壁外局部空洞或松散部位；

步骤五、涵管内隔板架设：在涵管36的径向方向上布设隔板3，隔板3将涵管36分隔成至少两段区域，在涵管内沿隔板3的轴向方向布置注浆管4；

步骤六、涵管现浇端板浇筑：在涵管36两端搭设涵管现浇端板1，涵管现浇端板1模板包括外环模17、内环模18、外侧模14、内侧模15，外侧模14连接于外环模17外侧的环边，内侧模15连接于内环模18外侧的环边，将外环模17、内环模18通过内外模对拉螺杆21连接固定，在外环模17上开设用于灌注的注浆孔16；

步骤七、涵管内充填灌浆：通过注浆管4向涵管36内分段灌注水泥砂浆7；

步骤八、灌浆孔封孔：灌浆结束后对灌浆孔8封孔。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

步骤一、涵管导排水：将涵管（36）的淤泥及杂物清除并用水冲洗干净，在涵管（36）底面预埋排水管一（2）进行排水，在涵管（36）周围埋设底部带滤管（37）的抽水管（10），并通过坝顶的水泵（11）排水；

步骤二、灌浆孔钻孔：在涵管（36）两侧各钻一排孔并布设灌浆孔，钻孔偏离涵管（36）外边线约0.5m；

步骤三、塌腔点钻孔灌浆：针对涵管（36）的塌腔点（5）灌浆，在涵管（36）的塌腔点（5）布置至少两个灌浆孔，通过灌浆孔向涵管（36）的塌腔点（5）的管内及管周灌注泡沫混凝土（6）进行封堵；

步骤四、管周灌浆：通过灌浆孔进行管壁外回填灌浆，填实涵管管壁外局部空洞或松散部位；

步骤五、涵管内隔板架设：在涵管（36）的径向方向上布设隔板（3），隔板（3）将涵管（36）分隔成至少两段区域，在涵管内沿隔板（3）的轴向方向布置注浆管（4）；

步骤六、涵管现浇端板浇筑：在涵管（36）两端搭设涵管现浇端板（1），涵管现浇端板（1）的模板包括外环模（17）、内环模（18）、外侧模（14）、内侧模（15），外侧模（14）连接于外环模（17）外侧的环边，内侧模（15）连接于内环模（18）外侧的环边，将外环模（17）、内环模（18）通过内外模对拉螺杆（21）连接固定，在外环模（17）上开设用于灌注的注浆孔（16）；在涵管（36）的管周外侧设置锥形支撑架（22），锥形支撑架（22）通过支撑架对拉螺杆（23）和螺母（24）固定于涵管（36）外，锥形支撑架（22）上开设外环模卡槽（19），外环模（17）配合在外环模卡槽（19）内且通过销杆（20）与锥形支撑架（22）固定；

步骤七、涵管内充填灌浆：通过注浆管（4）向涵管（36）内分段灌注水泥砂浆（7）；

步骤八、注浆孔封孔：灌浆结束后对注浆孔封孔。

2.根据权利要求1所述的一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，其特征在于，步骤五中，在隔板（3）上预设注浆孔，注浆管（4）配合在注浆孔内，在隔板（3）上焊接注浆管外包钢管（31）支撑注浆管（4）。

3.根据权利要求1所述的一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，其特征在于，步骤五中，隔板（3）包括多块平行设置的隔板钢面板（32），相邻的两块隔板钢面板（32）之间通过隔板支撑钢管（34）焊接固定，隔板钢面板（32）与隔板支撑钢管（34）之间设置钢支撑（33）进行加固，隔板钢面板（32）与涵管（36）接触面设置隔板垫片（35）。

4.根据权利要求1所述的一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，其特征在于，步骤六中，在外环模（17）下沿布设临时托架（13），临时托架（13）通过预埋的锚固桩（28）支撑。

5.根据权利要求4所述的一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，其特征在于，临时托架（13）包括弧形托架板（26）以及支撑弧形托架板（26）的托底（27），锚固桩（28）连接于托底（27）的底部，在弧形托架板（26）与外环模（17）接触面设抗震垫片（25）。

6.根据权利要求2所述的一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，其特征在于，注浆管（4）包括注浆管一（29）、注浆管二（30），注浆孔的数量配合注浆管（4）的数量设置，注浆管一（29）、注浆管二（30）穿过注浆孔并沿隔板（3）的轴向布置，对涵管不同部位进行同时分段注浆。

7.根据权利要求3所述的一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法，其特征在于，在隔板钢面板（32）上焊接注浆管外包钢管（31），注浆管外包钢管（31）支撑于注浆管（4）的下沿。

8.一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵结构，其特征在于，由权利要求1至7任一所述的一种土石堤坝穿坝涵管导排包封灌芯组合封堵的施工方法施工得到。

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