CN112523171A - 土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构及其施工方法 - Google Patents

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刘晓琳
王甫
杨士龚
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Abstract

本发明公开了一种土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构，涉及水利水电工程病险土石坝防渗加固的技术领域。它包括坝体，混凝土防渗墙，灌浆孔，帷幕灌浆；灌浆孔包括Ⅰ序灌浆孔和Ⅱ序灌浆孔；Ⅰ序灌浆孔和Ⅱ序灌浆孔相互交替。本发明灌浆材料简单，施工简便，所用材料均为现有成品材料，只需进行简单的加工、拌制即可投入工程施工。本发明还涉及这种土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法。

Description

土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及水利水电工程病险土石坝防渗加固的技术领域，更具体地说它是一种土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构。本发明还涉及这种土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法。
背景技术
渗漏是土石坝较为常见的病险问题，渗漏类型多样，成因复杂，后果严重。在土石坝加固过程中，针对坝体及坝基的渗漏问题，较多数土石坝采取坝体混凝土防渗墙和坝基帷幕灌浆相结合的加固处理方法，加固后渗漏得到有效控制，可解决坝体和坝基的渗透破坏问题，确保大坝渗流安全。但部分土石坝坝体用混凝土防渗墙加固后，解决了坝体的渗漏问题，而后期运行时发现仍然存在坝体和坝基衔接部位的渗漏，对于此类型的大坝，往往没有有效的办法解决坝基防渗帷幕和坝体防渗墙的连接问题。
坝体混凝土防渗墙墙体厚度一般为40-60cm，若对坝基防渗帷幕灌浆，通过坝体混凝土防渗墙钻孔这种方法施工难度大，由于钻孔倾斜误差，钻孔过程中极易造成墙体的破坏，而且使坝体灌浆帷幕不能和坝体防渗墙有效衔接。
因此，研发一种土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构很有必要。
发明内容
本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种自土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构。
本发明的第一目的是为了提供这种自土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法。
为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构，其特征在于：包括坝体，位于坝体中间的混凝土防渗墙，位于坝体上游侧、且靠近混凝土防渗墙的灌浆孔，位于灌浆孔底部的帷幕灌浆；
所述灌浆孔包括Ⅰ序灌浆孔和Ⅱ序灌浆孔；所述Ⅰ序灌浆孔和Ⅱ序灌浆孔相互交替；
所述灌浆孔有三排，远离混凝土防渗墙的为第一排钻孔,靠近混凝土防渗墙的为第三排钻孔，位于第一排钻孔和第三排钻孔之间的为第二排钻孔。
在上述技术方案中，所述帷幕灌浆位于第三排钻孔下方。
在上述技术方案中，所述Ⅰ序灌浆孔和Ⅱ序灌浆孔的间距为0.8米，第一排钻孔距离混凝土防渗墙外缘2.2米。
为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在坝体的上游侧的坝顶面布置三排灌浆孔，灌浆孔钻孔顺序为第一排钻孔、第二排钻孔和第三排钻孔；后续灌浆采用间隔布孔灌浆法，即只灌浆Ⅰ序灌浆孔；
步骤2：将水泥、粉煤灰、膨润土为原料进行混合形成溶液，再将溶液与水按照水灰比0.7.-1.0:1进行配比混合成稳定浆液；对第一排钻孔和第二排钻孔进行灌浆；
步骤3：第三排钻孔对充填灌浆，完成施工。
在上述技术方案中，步骤1中，灌浆孔采用垂直钻孔，灌浆孔深度同混凝土防渗墙高度；Ⅰ序灌浆孔和Ⅱ序灌浆孔的间距为0.8米，分段施工，每段长3.2米；第一排钻孔距离混凝土防渗墙外缘2.2米。
在上述技术方案中，步骤2中：钻孔杆的灌浆压力为0.1MPa；灌注深度控制为3米；控制浆液的扩散半径为1.6米。
在上述技术方案中，步骤3中：灌注深度控制为3米；钻孔杆的灌浆压力为0.5-1MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明灌浆材料简单，施工简便，所用材料均为现有成品材料，只需进行简单的加工、拌制即可投入工程施工。
2)本发明能够有效避免混凝土防渗墙墙体钻孔可能出现的墙体破坏问题，为坝体及坝基防渗连接提供新的思路。
3)本发明提出的施工方法是在多个工程应用基础上提出的，操作可行、工艺简单，且所使用的工器具均为常用器具，施工效率高。
4)本发明为土石坝坝体和坝基防渗有效连接提供了防渗可靠、结构简单、施工方便的施工方法，可为类似工程提供参考。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为灌浆孔的平面布置图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构，其特征在于：包括坝体1，位于坝体1中间的混凝土防渗墙2，位于坝体1上游侧、且靠近混凝土防渗墙2的灌浆孔3，位于灌浆孔3底部的帷幕灌浆4。
所述灌浆孔3包括Ⅰ序灌浆孔51和Ⅱ序灌浆孔52；所述Ⅰ序灌浆孔51和Ⅱ序灌浆孔52相互交替。
所述灌浆孔3有三排，远离混凝土防渗墙2的为第一排钻孔31,靠近混凝土防渗墙2的为第三排钻孔33，位于第一排钻孔31和第三排钻孔33之间的为第二排钻孔32。
所述帷幕灌浆4位于第三排钻孔33下方。
所述Ⅰ序灌浆孔51和Ⅱ序灌浆孔52的间距为0.8米，第一排钻孔31距离混凝土防渗墙2外缘2.2米。
土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在坝体1的上游侧的坝顶面布置三排灌浆孔3，灌浆孔3钻孔顺序为第一排钻孔31、第二排钻孔32和第三排钻孔33；后续灌浆采用间隔布孔灌浆法，即只灌浆Ⅰ序灌浆孔51；
步骤2：将水泥、粉煤灰、膨润土为原料进行混合形成溶液，再将溶液与水按照水灰比0.7-1.0:1进行配比混合成稳定浆液；对第一排钻孔31和第二排钻孔32进行灌浆；
步骤3：第三排钻孔33对充填灌浆，完成施工。
步骤1中，灌浆孔3采用垂直钻孔，灌浆孔3深度同混凝土防渗墙2高度；Ⅰ序灌浆孔51和Ⅱ序灌浆孔52的间距为0.8米，分段施工，每段长3.2米；第一排钻孔31距离混凝土防渗墙2外缘2.2米。
步骤2中：钻孔杆的灌浆压力为0.1MPa；灌注深度控制为3米；控制浆液的扩散半径为1.6米。
步骤3中：灌注深度控制为3米；钻孔杆的灌浆压力为0.5-1MPa。
实际使用中，本发明通过综合灌浆技术，在坝体混凝土防渗墙2上游侧底端形成和混凝土防渗墙2紧密连接的基座结构，并作为坝基帷幕灌浆4的压浆板，通过其有效衔接，使坝体1坝基形成完整的防渗体系。
本发明实现坝体1和坝基的有效连接；首先采用分段分序相间交替灌浆，只灌浆Ⅰ序灌浆孔51(沿坝轴线方向每隔一定距离进行分段，每段长3.2米,灌浆段与段之间间隔交替施工，同时为防止邻孔串浆，灌浆顺序应按跳孔间隔灌浆方式进行，以防浆液流失)，每段外围侧灌注稳定浆液(稳定浆液是指掺有少量稳定剂，2h内析水沉降不超过5％，不易沉降分离的水泥浆液，具有很高的稳定性；稳定浆液按材料成分的不同，可分为：水泥稳定浆液、混合稳定浆液、膏状稳定浆液、速凝膏状稳定浆液，各种稳定浆液适用范围不同)，形成封闭外围，再充填灌浆。
所述灌浆孔3的灌浆顺序均采用间隔布孔灌浆法，即喷射完一个Ⅰ序灌浆孔51之后，间隔一个Ⅱ序灌浆孔52，再对下一个Ⅰ序灌浆孔51进行喷射灌浆，无论是横向灌浆还是纵向灌浆上均间隔一个Ⅱ序灌浆孔52。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (7)

1.土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构，其特征在于：包括坝体(1)，位于坝体(1)中间的混凝土防渗墙(2)，位于坝体(1)上游侧、且靠近混凝土防渗墙(2)的灌浆孔(3)，位于灌浆孔(3)底部的帷幕灌浆(4)；
所述灌浆孔(3)包括Ⅰ序灌浆孔(51)和Ⅱ序灌浆孔(52)；所述Ⅰ序灌浆孔(51)和Ⅱ序灌浆孔(52)相互交替；
所述灌浆孔(3)有三排，远离混凝土防渗墙(2)的为第一排钻孔(31),靠近混凝土防渗墙(2)的为第三排钻孔(33)，位于第一排钻孔(31)和第三排钻孔(33)之间的为第二排钻孔(32)。
2.根据权利要求1所述的土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构，其特征在于：所述帷幕灌浆(4)位于第三排钻孔(33)下方。
3.根据权利要求2所述的土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构，其特征在于：所述Ⅰ序灌浆孔(51)和Ⅱ序灌浆孔(52)的间距为0.8米，第一排钻孔(31)距离混凝土防渗墙(2)外缘2.2米。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在坝体(1)的上游侧的坝顶面布置三排灌浆孔(3)，灌浆孔(3)钻孔顺序为第一排钻孔(31)、第二排钻孔(32)和第三排钻孔(33)；后续灌浆采用间隔布孔灌浆法，即只灌浆Ⅰ序灌浆孔(51)；
步骤2：将水泥、粉煤灰、膨润土为原料进行混合形成溶液，再将溶液与水按照水灰比0.7-1.0:1进行配比混合成稳定浆液；对第一排钻孔(31)和第二排钻孔(32)进行灌浆；
步骤3：第三排钻孔(33)对充填灌浆，完成施工。
5.根据权利要求4所述的土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法，其特征在于，步骤1中，灌浆孔(3)采用垂直钻孔，灌浆孔(3)深度同混凝土防渗墙(2)高度；Ⅰ序灌浆孔(51)和Ⅱ序灌浆孔(52)的间距为0.8米，分段施工，每段长3.2米；第一排钻孔(31)距离混凝土防渗墙(2)外缘2.2米。
6.根据权利要求5所述的土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法，其特征在于，步骤2中：钻孔杆的灌浆压力为0.1MPa；灌注深度控制为3米；控制浆液的扩散半径为1.6米。
7.根据权利要求6所述的土石坝坝体防渗和坝基防渗有效连接结构的施工方法，其特征在于，步骤3中：灌注深度控制为3米；钻孔杆的灌浆压力为0.5-1MPa。
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