CN113186870A - 土石堤坝防漫溢复合式子堤的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土石堤坝防漫溢复合式子堤的施工方法，包括步骤：1)清理基面、建立救援测量控制网；2)安装单元式轻钢撑架；3)堤顶开挖结合槽；4)安装预制条梁；5)打设分离式限位木桩；6)布设柳枕胎架；7)灌芯柳枕制作并叠放；8)填筑土戗；9)安装防浪架；10)注水橡胶袋施工；11)防浪架装配式斜撑及限位网安装。本发明的有益效果是：本发明采用灌芯柳枕抢护无混凝土防浪墙区域堤段，大幅提高抢护效率，同时辅助设置了预制条梁及分离式限位木桩，有效增强柳枕子堤的稳定性，具有高效率、高稳定性、低成本等诸多技术优势。

Description

土石堤坝防漫溢复合式子堤的施工方法

技术领域

本发明涉及土石堤坝防漫溢复合式子堤施工方法，属于水利工程领域，适用于汛期堤坝抢护施工，尤其适用于堤顶不宽，局部存在防浪墙，但风浪较大，取土较为困难而当地柳源丰富的抢护堤段。

背景技术

我国是一个洪涝灾害严重而频繁的国家，投入了巨大的资金和人力，兴建了空前规模的防洪工程，形成了以防洪工程为核心的大江大河防洪体系，对经济发展、社会稳定发挥了巨大作用，取得了巨大的社会经济和环境效益。当然，局部的洪涝灾害还时有发生，当实际洪水位超过现有堤坝顶高程，发生漫溢的重大险情，就很快会引起堤坝的溃决，因此，汛期堤坝抢护施工是防洪工程的重要一环。

目前堤坝抢险技术措施主要有以下几类：1)临水截渗；通过加强堤坝迎水坡综合防渗能力，减小进入堤坝内的渗流量，达到降低浸润线控制渗水险情的目的，可分为黏土前戗截渗与土工膜截渗，黏土前戗截渗是将黏土沿堤坝迎水坡由上而下、由里而外，向水中缓慢推入黏土材料。由于黏土材料入水后崩解、沉积、以及固结等作用，即会在堤坝前筑成黏土前戗，从而达到防渗加固效果；土工膜截渗是当缺乏足够黏土原材料时，采用土工膜加保护层的防渗方法，达到临水截渗防护效果；2)反滤导渗沟；当堤坝背水坡存在大面积严重渗水等险情时，采用开挖导渗沟，然后铺设反滤料、土工织物、以及加筑透水后戗等方法，引导堤坝内部渗水排出，降低浸润线，使堤坝险情趋于稳定；3)坝顶加高；通过采用堆砌纯土或土袋形成子堤的方式加高原有堤坝，防止漫溢溃决。上述几种方式中，临水截渗或反滤导渗沟是防止溃堤的有效手段，但并不能防止漫溢的发生，而传统的坝顶加高防漫溢措施施工效率低下，容易错失抢护时机。

有鉴于此，目前亟需发明一种施工速度快、稳定性好，同时经济技术效益突出的土石堤坝防漫溢复合式子堤施工体系。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种施工速度快、稳定性好，同时经济技术效益突出的土石堤坝防漫溢复合式子堤的施工方法。

这种土石堤坝防漫溢复合式子堤，包括灌芯柳枕、分离式限位木桩、预制条梁、单元式轻钢撑架、注水橡胶袋及防浪架；

在抢护堤段无混凝土防浪墙区域，堤顶开挖有结合槽，结合槽内设置预制条梁，且在预制条梁外侧等间距设置有分离式限位木桩，在预制条梁与分离式限位木桩间叠放有灌芯柳枕，并在灌芯柳枕一侧填筑有土戗；

在抢护堤段混凝土防浪墙区域，防浪墙外侧通过预埋螺杆安装单元式轻钢撑架，防浪墙内侧设置防浪架，防浪架上叠放注水橡胶袋，并在注水橡胶袋表面覆盖有限位网。

作为优选：所述的预制条梁采用混凝土结构，沿子堤通长设置，并半嵌入结合槽内。

作为优选：所述的分离式限位木桩表面裹覆柔性橡胶缓冲材料，并通过套箍固定。

作为优选：所述的灌芯柳枕由柳把、轻质囊袋和束缚带组成，柳把通过柳枕胎架并采用束缚带绑扎成柳枕，且在柳把围合空间内设置轻质囊袋，轻质囊袋内填充轻质材料。

作为优选：所述的柳枕胎架主要由混凝土基座、下环架及上环架组成，混凝土基座表面通过预埋件设置底板，下环架通过竖向撑板与底板相连，上环架与下环架之间通过端部连板锚固连接，端部连板的锚固件预留孔内设置环架锚固件，且上环架与下环架内壁呈瓣状对称结构。

作为优选：所述的土戗填筑在灌芯柳枕后侧，且与灌芯柳枕等高，背面放坡设置。

作为优选：所述的单元式轻钢撑架与临水坡面及防浪墙外立面抵接，并通过临水坡面预埋的斜向螺杆及防浪墙预埋的横向螺杆锚接固定。

作为优选：所述的防浪架主要由L型主杆、横向连杆、固定斜撑及装配式斜撑组成，L型主杆顶部和尾端分别设有顶部嵌合槽口和尾端嵌合槽口，L型主杆沿防浪墙等间距设置，L型主杆通过横向连杆连接组成整体，防浪架两端的L型主杆设有固定斜撑及加强杆，其余L型主杆设有装配式斜撑，装配式斜撑上下端分别与顶部嵌合槽口和尾端嵌合槽口相契合，固定斜撑及装配式斜撑表面均设有拉环；所述的限位网设置在L型主杆的相邻斜撑之间，并与斜撑表面的拉环拉结。

作为优选：所述的注水橡胶袋设有注水口，且在注水橡胶袋间设置有吸水膨胀袋堵漏。

这种土石堤坝防漫溢复合式子堤的施工方法，主要步骤如下：

1)清理基面、建立救援测量控制网：施工前对子堤基表层不合格土和杂物进行清理，并在抢护现场布设救援测量控制网，监控水情变化、抢险堤坝位移、变形和沉降情况，同时对布设加高的子堤进行测量和放样；

2)安装单元式轻钢撑架：在水位快速上涨前，安装单元式轻钢撑架，单元式轻钢撑架人工辅助吊装至防浪墙外侧，校正位置后与临水坡面预埋的斜向螺杆及防浪墙预埋的横向螺杆锚固；

3)堤顶开挖结合槽：在抢护堤段无混凝土防浪墙区域，开挖结合槽，作为防浪墙的延伸段；

4)安装预制条梁：预制条梁进场验收合格后，待结合槽施工完成，直接分段吊装至结合槽内；

5)打设分离式限位木桩：在预制条梁外侧等间距打设分离式限位木桩，且分离式限位木桩与预制条梁间预留充足的灌芯柳枕安装空间，分离式限位木桩打设就位后，表面裹覆柔性橡胶缓冲材料，并采用套箍固定；

6)布设柳枕胎架：在灌芯柳枕制作区域，布设多组柳枕胎架，一组柳枕胎架包含前、中、后三座装配式混凝土基座，调整好每组装配式混凝土基座间距后统一先在混凝土基座上安装底板，再将带有竖向撑板的下环架安装至底板上，最后对每组柳枕胎架位置及安装构件进行二次校核；

7)灌芯柳枕制作并叠放：灌芯柳枕制作时，先将部分柳把搁置在柳枕胎架下环架内，再铺设轻质囊袋，轻质囊袋与柳把等长，同时在轻质囊袋内填充一部分轻质材料，接着在下环架上部安装上环架，并继续在上环架内安放柳把，同时将轻质囊袋完全充满，然后采用铅丝束缚带绑扎成型，最后卸下上环架，将灌芯柳枕顺水流方向分层叠放至预制条梁与分离式限位木桩间；

8)填筑土戗：灌芯柳枕叠放后，在其后侧用土填筑戗体；

9)安装防浪架：在防浪墙内侧安装防浪架，先将L型主杆通过横向连杆依次连接成整体，其中焊接有固定斜撑及加强杆的L型主杆布设在两端，整个防浪架与防浪墙内壁抵接；

10)注水橡胶袋施工：同批次运送的注水橡胶袋在施工区域同时注水，注水后人工叠放至防浪架上，所有注水橡胶袋呈放坡式叠放，且在注水橡胶袋间合理放置吸水膨胀袋堵漏；

11)防浪架装配式斜撑及限位网安装：上述施工完成后，将装配式斜撑安装至防浪架的L型主杆上，同时利用斜撑上的拉环安装限位网。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用灌芯柳枕抢护无混凝土防浪墙区域堤段，大幅提高抢护效率，同时辅助设置了预制条梁及分离式限位木桩，有效增强柳枕子堤的稳定性，具有高效率、高稳定性、低成本等诸多技术优势。

2、本发明采用注水橡胶袋抢护已建混凝土防浪墙区域堤段，且预先在防浪墙临水面采用单元式轻钢撑架加固墙体本身，同时为注水橡胶袋设置了防浪架作为载体，并增设吸水膨胀袋堵漏，稳定性更好，且施工便捷，在抢护作业中具有明显的优势。

3、本发明针对灌芯柳枕结构，同步研发了柳枕胎架，柳枕胎架构造合理，高效实用，有助于进一步提升堤坝抢护效率。

附图说明

图1是本发明中灌芯柳枕子堤结构示意图；

图2是本发明中柳枕胎架下环架结构安装示意图；

图3是本发明中柳枕胎架柳把及轻质囊袋安装示意图；

图4是本发明中柳枕胎架上环架结构安装示意图；

图5是本发明中灌芯柳枕绑扎成型示意图；

图6是本发明中灌芯柳枕施工示意图；

图7是本发明中单元式轻钢撑架及防浪架安装示意图；

图8是本发明中注水橡胶袋叠放示意图；

图9是本发明中限位网布置示意图。

附图标记说明：1-临水坡面；2-柔性橡胶缓冲材料；3-分离式限位木桩；4-土戗；5-束缚带；6-柳把；7-轻质材料；8-预制条梁；9-土石堤坝；10-竖向撑板；11-底板；12-混凝土基座；13-端部连板；14-下环架；15-预埋件；16-轻质囊袋；17-上环架；18-环架锚固件；19-锚固件预留孔；20-防浪墙；21-横向螺杆；22-单元式轻钢撑架；23-斜向螺杆；24-加强杆；25-固定斜撑；26-拉环；27-顶部嵌合槽口；28-横向连杆；29-L型主杆；30-尾端嵌合槽口；31-注水橡胶袋；32-注水口；33-吸水膨胀袋；34-装配式斜撑；35-限位网。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

本发明通过现场试验研究、施工材料及施工方式比选，提出了土石堤坝防漫溢复合式子堤及施工方法，组合采用了灌芯柳枕、分离式限位木桩、预制条梁、单元式轻钢撑架、注水橡胶袋及防浪架，并通过多个项目验证，可为土石堤坝防漫溢子堤施工提供一定的技术借鉴，具有较好的经济技术效益。

实施例一

参照图1-9所示，本发明土石堤坝防漫溢复合式子堤，主要由灌芯柳枕、分离式限位木桩3、预制条梁8、单元式轻钢撑架22、注水橡胶袋31及防浪架等组成。在抢护堤段无混凝土防浪墙区域，堤顶开挖有结合槽，结合槽内设置预制条梁8，且在预制条梁8外侧等间距设置有分离式限位木桩3，在预制条梁8与分离式限位木桩3间叠放有灌芯柳枕，并在灌芯柳枕一侧填筑有土戗4。在抢护堤段混凝土防浪墙区域，防浪墙20外侧通过预埋螺杆安装单元式轻钢撑架22，防浪墙20内侧设置防浪架，防浪架上叠放注水橡胶袋31，并在注水橡胶袋31表面覆盖有限位网35。

所述的预制条梁8采用混凝土结构，沿子堤通长设置，并半嵌入结合槽内。

所述的分离式限位木桩3表面裹覆柔性橡胶缓冲材料2，并通过套箍固定。

所述的灌芯柳枕由柳把6、轻质囊袋16和束缚带5组成，柳把6通过柳枕胎架并采用束缚带5绑扎成柳枕，且在柳把6围合空间内设置轻质囊袋16，轻质囊袋16内填充轻质材料7。所述的柳枕胎架主要由混凝土基座12、下环架14及上环架17组成，混凝土基座12表面通过预埋件15设置底板11，下环架14通过竖向撑板10与底板11相连，上环架17与下环架14之间通过端部连板13锚固连接，端部连板13的锚固件预留孔19内设置环架锚固件18，且上环架17与下环架14内壁呈瓣状对称结构。

所述的土戗4填筑在灌芯柳枕后侧，且与灌芯柳枕等高，背面放坡设置。

所述的单元式轻钢撑架22与临水坡面1及防浪墙20外立面抵接，并通过临水坡面1预埋的斜向螺杆23及防浪墙20预埋的横向螺杆21锚接固定。

所述的防浪架主要由L型主杆29、横向连杆28、固定斜撑25及装配式斜撑34组成，L型主杆29顶部和尾端分别设有顶部嵌合槽口27和尾端嵌合槽口30，L型主杆29沿防浪墙20等间距设置，L型主杆29通过横向连杆28连接组成整体，防浪架两端的L型主杆29设有固定斜撑25及加强杆24，其余L型主杆29设有装配式斜撑34，装配式斜撑34上下端分别与顶部嵌合槽口27和尾端嵌合槽口30相契合，固定斜撑25及装配式斜撑34表面均设有拉环26；所述的限位网35设置在L型主杆29的相邻斜撑之间，并与斜撑表面的拉环26拉结。

所述的注水橡胶袋31设有注水口32，且在注水橡胶袋31间设置有吸水膨胀袋33堵漏。

实施例二

本实施例提供一种土石堤坝防漫溢复合式子堤的施工方法，包括以下步骤：

1)施工前先将堤顶草皮、杂物等清除干净，并在抢护现场布设救援测量控制网，及时监控水情变化、抢险堤坝位移、变形、沉降情况，同时对布设加高的子堤进行测量和放样。

2)在水位快速上涨前，及时安装单元式轻钢撑架22，单元式轻钢撑架22人工辅助吊装至防浪墙20外侧，校正位置后与临水坡面1预埋的斜向螺杆23及防浪墙20预埋的横向螺杆21锚固。

3)在抢护堤段无混凝土防浪墙区域，刨松堤面，并根据设计尺寸沿柳枕子堤内边线开挖结合槽，作为防浪墙20的延伸段，结合槽深度以达到均质坝坝身或粘土防渗墙顶部，可取得防渗效果为准，底宽为0.3m。预制条梁8进场验收合格后，待结合槽施工完成，直接分段(每段取2-3m)吊装至结合槽内。

4)在预制条梁8外侧每间隔5m打设分离式限位木桩3，且分离式限位木桩3与预制条梁8间预留充足的灌芯柳枕安装空间，分离式限位木桩3打设就位后，表面裹覆柔性橡胶缓冲材料2，并采用套箍固定。

5)在灌芯柳枕制作区域，布设多组柳枕胎架，一组柳枕胎架包含前、中、后三座装配式混凝土基座，调整好每组装配式混凝土基座间距(单组前、中、后基座间隔3m)后统一先在混凝土基座12上安装底板11，再将带有竖向撑板10的下环架14安装至底板11上，最后对每组柳枕胎架位置及安装构件进行二次校核。

6)灌芯柳枕制作时，先用16号铅丝扎制直径0.15m、长10m的柳把6，铅丝扎捆间距0.3m，随后将3根柳把6搁置在柳枕胎架下环架14内，再铺设轻质囊袋16，轻质囊袋16与柳把6等长(10m)，同时在轻质囊袋16内填充一部分轻质材料7，接着在下环架14上部安装上环架17，并继续在上环架17内安放3根柳把6，同时将轻质囊袋16完全充满，然后用12号铅丝间距1m扎成灌芯柳枕，最后卸下上环架，将灌芯柳枕顺水流方向分三层叠放至预制条梁8与分离式限位木桩3间。

7)灌芯柳枕叠放后，在其后侧用土填筑1.5m高戗体，若土质差，适当加宽顶部放缓边坡(1:1)。

8)在防浪墙20内侧安装防浪架，先将L型主杆29通过横向连杆28依次连接成整体，横向连杆28长度取3m，其中焊接有固定斜撑25及加强杆24的L型主杆29布设在两端，整个防浪架与防浪墙20内壁抵接。

9)同批次运送的注水橡胶袋可在施工区域同时注水，注水后人工叠放至防浪架上，所有注水橡胶袋呈放坡式叠放5层，且在注水橡胶袋31间合理放置吸水膨胀袋33堵漏。

10)上述施工完成后，将装配式斜撑34安装至防浪架的L型主杆29上，同时利用斜撑上的拉环26安装限位网35。

本发明涉及的土石堤坝防漫溢复合式子堤考虑多种工况，适用性好，取材方便，主要构件制作简单、成本低，实施时具有高稳定、高效率、高效益等诸多施工优势，技术效益显著。

Claims (1)

1.一种土石堤坝防漫溢复合式子堤的施工方法，其特征在于，主要步骤如下：

1)清理基面、建立救援测量控制网：施工前对子堤基表层不合格土和杂物进行清理，并在抢护现场布设救援测量控制网，监控水情变化、抢险堤坝位移、变形和沉降情况，同时对布设加高的子堤进行测量和放样；

2)安装单元式轻钢撑架(22)：在水位快速上涨前，安装单元式轻钢撑架(22)，单元式轻钢撑架(22)人工辅助吊装至防浪墙(20)外侧，校正位置后与临水坡面(1)预埋的斜向螺杆(23)及防浪墙(20)预埋的横向螺杆(21)锚固；

3)堤顶开挖结合槽：在抢护堤段无混凝土防浪墙区域，开挖结合槽，作为防浪墙(20)的延伸段；

4)安装预制条梁(8)：预制条梁(8)进场验收合格后，待结合槽施工完成，直接分段吊装至结合槽内；

5)打设分离式限位木桩(3)：在预制条梁(8)外侧等间距打设分离式限位木桩(3)，且分离式限位木桩(3)与预制条梁(8)间预留充足的灌芯柳枕安装空间，分离式限位木桩(3)打设就位后，表面裹覆柔性橡胶缓冲材料(2)，并采用套箍固定；

6)布设柳枕胎架：在灌芯柳枕制作区域，布设多组柳枕胎架，一组柳枕胎架包含前、中、后三座装配式混凝土基座，调整好每组装配式混凝土基座间距后统一先在混凝土基座(12)上安装底板(11)，再将带有竖向撑板(10)的下环架(14)安装至底板(11)上，最后对每组柳枕胎架位置及安装构件进行二次校核；

7)灌芯柳枕制作并叠放：灌芯柳枕制作时，先将部分柳把(6)搁置在柳枕胎架下环架(14)内，再铺设轻质囊袋(16)，轻质囊袋(16)与柳把(6)等长，同时在轻质囊袋(16)内填充一部分轻质材料(7)，接着在下环架(14)上部安装上环架(17)，并继续在上环架(17)内安放柳把(6)，同时将轻质囊袋(16)完全充满，然后采用铅丝束缚带绑扎成型，最后卸下上环架，将灌芯柳枕顺水流方向分层叠放至预制条梁(8)与分离式限位木桩(3)间；

8)填筑土戗(4)：灌芯柳枕叠放后，在其后侧用土填筑戗体；

9)安装防浪架：在防浪墙(20)内侧安装防浪架，先将L型主杆(29)通过横向连杆(28)依次连接成整体，其中焊接有固定斜撑(25)及加强杆(24)的L型主杆(29)布设在两端，整个防浪架与防浪墙(20)内壁抵接；

10)注水橡胶袋(31)施工：同批次运送的注水橡胶袋在施工区域同时注水，注水后人工叠放至防浪架上，所有注水橡胶袋呈放坡式叠放，且在注水橡胶袋(31)间合理放置吸水膨胀袋(33)堵漏；

11)防浪架装配式斜撑(34)及限位网(35)安装：上述施工完成后，将装配式斜撑(34)安装至防浪架的L型主杆(29)上，同时利用斜撑上的拉环(26)安装限位网(35)。

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