CN114855711B - 一种高强抗震的宽体重力坝结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强抗震的宽体重力坝结构及其施工方法，其包括第一导轨、第二导轨、第一预制体以及第二预制体；第一导轨沿旧坝体长度方向延伸，第二导轨沿山路长度方向延伸，第一导轨与第二导轨端部相互连通；第二导轨与第一导轨之间存在夹角；第一预制体下端面设置有第一球形滑块和第二球形滑块，第一球形滑块与第二球形滑块分置第一预制体两端；安装第一预制体时，第一球形滑块滑动连接于第一导轨，第二球形滑块滑动连接于第二导轨，在第一预制体移动至旧坝体顶部过程中，第二球形滑块从第二导轨滑至第一导轨；第二预制体就位于旧坝体迎水面，第二预制体倾斜上端拼装固定在第一预制体与第一导轨之间。本发明具有提高施工效率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水利设施的领域，尤其是涉及一种高强抗震的宽体重力坝结构及其施工方法。
背景技术
重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。
相关技术中，在水流的不断的冲击下，重力坝受水流渗透作用出现坝体抗剪切强度降低的情况，为提高旧坝体的抗剪切强度以及抗震能力，需要对旧坝体进行加高增宽以实现补强目的。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：在实际施工中，由于重力坝一般建设在两座山体之间，山体险峻且山路狭长，不便于新坝体模板的整体搭建，而山路狭长，也不便于对预制的新坝体进行运输和拼装，存在诸多不便，从而影响施工效率，因此仍有改进空间。
发明内容
为了提高施工效率，本发明提供一种高强抗震的宽体重力坝结构及其施工方法。
本发明提供的一种高强抗震的宽体重力坝结构及其施工方法采用如下的技术方案：
一种高强抗震的宽体重力坝结构，包括预埋在旧坝体顶面的第一导轨、预埋在山路路面的第二导轨、用于旧坝体加高的第一预制体以及用于旧坝体增宽的第二预制体；所述第一导轨沿旧坝体长度方向延伸，所述第二导轨沿山路长度方向延伸，所述第一导轨与第二导轨端部相互连通；所述第二导轨与第一导轨之间存在夹角；所述第一预制体下端面设置有第一球形滑块和第二球形滑块，所述第一球形滑块与第二球形滑块分置第一预制体两端；安装所述第一预制体时，所述第一球形滑块滑动连接于第一导轨，所述第二球形滑块滑动连接于第二导轨，在所述第一预制体移动至旧坝体顶部过程中，所述第二球形滑块从第二导轨滑至第一导轨；所述第二预制体就位于旧坝体迎水面，所述第二预制体倾斜上端拼装固定在第一预制体与第一导轨之间。
通过采用上述技术方案，将第一预制体和第二预制体分别拼装在旧坝体顶部以及旧坝体迎水面，从而实现旧坝体加高增宽的目的，采用分模块安装，便于在狭长山路中运输，由于第一预制体长度与坝体长度一致，但山路狭长，提前预制好的第一预制体难以通过吊装的方式直接精确安装就位，所以预先将第一导轨和第二导轨分别预埋在旧坝体顶部和山路路面，并在第一预制体下方固定球形滑块，以便在狭长的山路上以滑移的方式，将第一预制体就位，同时第二预制体拼装于旧坝体迎水面，可采用水运的方式并运送，将第二预制体上端拼装固定在第一预制体与第一导轨之间，起到了定位安装的目的，达到便于拼装的目的，有利于提高施工效率。
优选的，在所述第一导轨底壁处竖直向下贯穿有若干连接孔，若干所述连接孔沿第一导轨长度方向等间隔分布，所述连接孔底部延伸至旧坝体内，所述第一预制体沿竖直向下贯穿有若干个与连接孔一一对应的通孔，当然所述第一预制体就位时，若干所述连接孔与若干通孔一一正对，所述第一预制体与第一导轨之间设置有若干钢管，所述钢管自上而下依次穿过相互正对的通孔和连接孔，所述钢管上端设置有限位板，所述限位板下端面与第一预制体上端抵接，所述限位板沿钢管轴线开设有注浆孔，所述注浆孔与所述钢管连通。
通过采用上述技术方案，从而可往浆孔内注入混凝土，混凝土经过钢管进入连接孔内，并将钢管埋设在旧坝体内，同时在限位板的固定作用下，第一预制体稳固在旧坝体顶部，以便后续施工中，施工人员可在第一预制体上进行安全施工操作。
优选的，所述第一导轨竖截面成“凹”字型，所述第一导轨内壁呈圆弧面，所述第一导轨的圆弧面与第一球形滑块下部贴合。
通过采用上述技术方案，从而提高了球形滑块在第一导轨滑动的稳定性，以便第一预制体沿导轨方向平稳摆动，并就位于旧坝体顶部。
优选的，所述钢管周壁开设有出浆孔，所述出浆孔位于第一导轨的凹腔内。
通过采用上述技术方案，在往钢管内注浆过程中，部分混凝土从出浆孔排出，并填满第一导轨的凹腔内，在钢管与混凝土的加固下，有利于进一步提高第一预制体、第一导轨以及旧坝体之间的连接稳固性。
优选的，所述第二预制体倾斜上端设置有若干连接段，若干所述连接段间隔穿插在若干钢管之间的空隙中。
通过采用上述技术方案，相邻钢管存在间隙，间隙起到定位作用，以供第二预制体的连接段插入，有利于提高第二预制体的安装质量。
优选的，所述旧坝体迎水面设置有斜坡，所述斜坡的倾斜上端延伸至第一导轨凹腔的开口边缘。
通过采用上述技术方案，第二预制体采用水运的方式运输至旧坝体处，并通过拉吊的方式使第二预制体就位，在此过程中，斜坡起到导向作用，以便于连接段插入钢管间的间隙中。
优选的，所述第二预制体朝向旧坝体迎水面的一侧设置有浇筑槽，当所述第二预制体就位时，所述旧坝体迎水面封闭浇筑槽开口并形成浇筑腔，所述第二预制体朝旧坝体迎水面方向预先贯穿有孔道，所述孔道与浇筑槽连通。
通过采用上述技术方案，从而可在第二预制体就位后，往孔道内注入混凝土，混凝土填补旧坝体迎水面受损位置的同时，也将第二预制体与旧坝体浇筑成一体，有利于提高第二预制体的稳固性。
一种高强抗震的宽体重力坝结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：施工准备：在旧坝体顶部预埋第一导轨，在山路路面预埋第二导轨，将第一预制体下端的第一球形滑块与第一导轨滑动配合，第二球形滑块与第二导轨滑动配合，顶推设备安装于旧坝体其中一侧的山路，牵引设备安装于旧坝体另一侧的山路，其中，牵引设备与第二导轨均位于旧坝体同一侧的山路；
S2：第一预制体就位：牵引设备沿第一导轨长度方向牵引第一预制体，顶推设备沿第二导轨的长度方向顶推第二球形滑块，在第二球形滑块移动至第一导轨和第二导轨交汇处时，牵引设备继续牵引第一预制体，直至第一预制体的若干通孔与第一导轨的若干连接孔正对时，停止牵引操作；
S3：第一预制体固定：将钢管竖直向下依次插入对应的通孔和连接孔，在所有钢管就位后，注浆设备的注浆管依次穿过注浆孔、钢管并插入连接孔，然后往连接孔内注入混凝土，以将钢管埋设在旧坝体内，部分混凝土从出浆孔排出并填满第一导轨的凹腔内，然后旧坝体迎水面和第一导轨之间浇筑斜坡，等到混凝土达到一定强度后，在第一预制体端面安装起吊设备，准备进行第二预制体的拼装工作；
S4：第二预制体就位：第二预制体采用运载船运载，起吊设备的连接绳下放运载船处，并与第二预制体连接，连接稳固后，起吊设备在第一预制体处进行牵引，第二预制体沿旧坝体迎水面斜向上滑动，并在斜坡导向作用下，第二预制体的连接段插入相邻钢管的间隙间，完成定位安装操作；
S5：第二预制体固定：在旧坝体背水面搭建模板，在第一预制体与第一导轨的间隙形成封闭浇筑室，接着继续往注浆孔和钢管内浇筑混凝土，混凝土从出浆孔排入封闭的浇筑室并填满钢管与连接段之间的间隙，同时，往第二预制件的孔道注入混凝土，混凝土进入第二预制件与旧坝体迎水面形成的浇筑腔，待混凝土凝固，拼装工作完成。
通过采用上述技术方案，采用顶推和牵引结合的方式进行第一预制体滑移安装工作，代替了大型设备吊装方式，从而减少地形对设备运输的影响，同时减少预制体安装定位不便的困扰，有利于提高施工效率，进而缩短工期；另外，在第二预制体就位步骤中，由于钢管周壁光滑、相邻钢管形成的间隙入口由宽变窄，有利于第二预制件的进入，以达到定位安装的目的；在混凝土浇筑过程中，结合了第一预制件和第二预制件的定位安装的特点，浇筑分步分层进行，有利于提高浇筑质量，中间穿插了第一预制件和第二预制件拼装工作，有利于提高施工效率。
附图说明
图1是本申请实施例公开一种高强抗震的宽体重力坝结构中第一预制体滑移状态图。
图2是本申请实施例公开一种高强抗震的宽体重力坝结构中第一预制体就位时的状态图。
图3是本申请实施例公开一种高强抗震的宽体重力坝结构中第二预制体与第一预制体之间的爆炸图。
图4是本申请实施例公开一种高强抗震的宽体重力坝结构中第二预制体就位时的状态图。
附图标记说明：1、旧坝体；11、第一导轨；111、连接孔；2、山路；21、第二导轨；211、第一球形滑块；212、第二球形滑块；213、连接柱；3、第一预制体；31、通孔；4、钢管；41、出浆孔；5、限位板；51、注浆孔；6、第二预制体；61、连接段；62、孔道；63、浇筑槽；7、斜坡。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例公开一种高强抗震的宽体重力坝结构及其施工方法，参照图1高强抗震的宽体重力坝结构包括第一导轨11、第二导轨21和第一预制体3。第一导轨11与第二导轨21结构相同，竖截面均呈凹型，且内壁为圆弧面。其中，第一导轨11预埋在旧坝体1顶部；第二导轨21预埋在山路2路面，第二导轨21与第一导轨11相互连通，且第一导轨11与第二导轨21之间夹角为115°。
第一预制体3呈凹型且开口朝上，第一预制体3的长度与旧坝体1的长度相等。第一预制体3下端通过连接柱213连接固定有第一球形滑块211和第二球形滑块212。第一球形滑块211与第二球形滑块212分置在第一预制体3两端。安装第一预制体3时，将第一球形滑块211滑动连接于第一导轨11，第二球形滑块212滑动连接于第二导轨21，导轨的圆弧面与球形滑块下部贴合。在第一预制体3移动至旧坝体1顶部就位过程中，第二球形滑块212从第二导轨21滑至第一导轨11。
参照图1和图2，第一导轨11底壁处竖直向下贯穿有若干连接孔111，若干连接孔111沿第一导轨11长度方向等间隔分布。连接孔111底部延伸至旧坝体1内，第一预制体3沿竖直向下贯穿有若干个与连接孔111一一对应的通孔31，当第一预制体3就位时，若干连接孔111与若干通孔31一一正对。第一预制体3与第一导轨11之间设置有若干钢管4，钢管4自上而下依次穿过相互正对的通孔31和连接孔111，钢管4上端固定有圆形的限位板5，钢管4插入通孔31和连接孔111后，限位板5下端面与第一预制体3上端抵接。另外，限位板5沿钢管4轴线开设有注浆孔51，注浆孔51与钢管4连通，以便后续将注浆设备的注浆管伸入注浆孔51以及钢管4内，进而将混凝土注入连接孔111内，并将钢管4埋设在旧坝体1内，同时在限位板5的固定作用下，第一预制体3稳固在旧坝体1顶部，以便后续施工中，施工人员可在第一预制体3上进行安全施工操作。另外，钢管4周壁开设有出浆孔41，出浆孔41位于第一导轨11的凹腔内。在往钢管4内注浆过程中，部分混凝土从出浆孔41排出，并填满第一导轨11的凹腔内，在钢管4与混凝土的加固下，有利于进一步提高第一预制体3、第一导轨11以及旧坝体1之间的连接稳固性。
参照图3和图4，高强抗震的宽体重力坝结构还包括第二预制体6，第二预制体6可覆盖旧坝体1的迎水面，且第二预制体6倾斜上端设有若干连接段61，连接段61沿第二预制体6长度方向等间隔分布在。安装第二预制体6时，若干连接段61间隔穿插在若干钢管4之间的空隙中，从而实现定位安装目的，有利于提高安装质量。
为便于第二预制体6安装，在旧坝体1迎水面设置有斜坡7，斜坡7的倾斜上端延伸至第一导轨11凹腔的开口边缘，在起吊第二预制体6时，斜坡7起到导向作用，以便于连接段61插入钢管4间的间隙中。
另外，第二预制体6朝向旧坝体1迎水面的一侧设置有浇筑槽63，当第二预制体6就位时，旧坝体1迎水面封闭浇筑槽63开口并形成浇筑腔，第二预制体6朝旧坝体1迎水面方向预先贯穿有孔道62，孔道62与浇筑槽63连通。通过往孔道62内注入混凝土，混凝土填补旧坝体1迎水面受损位置的同时，也将第二预制体6与旧坝体1浇筑成一体，有利于提高第二预制体6的稳固性。
一种高强抗震的宽体重力坝结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：施工准备：在旧坝体1顶部预埋第一导轨11，在山路2路面预埋第二导轨21，将第一预制体3下端的第一球形滑块211与第一导轨11滑动配合，第二球形滑块212与第二导轨21滑动配合，顶推设备安装于旧坝体1其中一侧的山路2。顶推设备可以为千斤顶，通过在将千斤顶安装固定在山路2路面，牵引设备安装于旧坝体1另一侧的山路2，牵引设备可以是卷扬机。其中，牵引设备与第二导轨21均位于旧坝体1同一侧的山路2。
S2：第一预制体3就位：牵引设备沿第一导轨11长度方向牵引第一预制体3，顶推设备沿第二导轨21的长度方向顶推第二球形滑块212，在第二球形滑块212移动至第一导轨11和第二导轨21交汇处时，牵引设备继续牵引第一预制体3，直至第一预制体3的若干通孔31与第一导轨11的若干连接孔111正对时，停止牵引操作。
S3：第一预制体3固定：将钢管4竖直向下依次插入对应的通孔31和连接孔111，在所有钢管4就位后，注浆设备的注浆管依次穿过注浆孔51、钢管4并插入连接孔111，然后往连接孔111内注入混凝土，以将钢管4埋设在旧坝体1内，部分混凝土从出浆孔41排出并填满第一导轨11的凹腔内，然后旧坝体1迎水面和第一导轨11之间浇筑斜坡7，等到混凝土达到一定强度后，在第一预制体3端面安装起吊设备，准备进行第二预制体6的拼装工作，起吊设备可以为多组卷扬机。多组卷扬机沿第一预制体3长度方向等间隔分布。
S4：第二预制体6就位：第二预制体6采用运载船运载，起吊设备的连接绳下放运载船处，并与第二预制体6连接，连接稳固后，起吊设备在第一预制体3处对第二预制体6进行牵引，第二预制体6沿旧坝体1迎水面斜向上滑动，并在斜坡7导向作用下，第二预制体6的连接段61插入相邻钢管4的间隙间，完成定位安装操作。
S5：第二预制体6固定：在旧坝体1背水面搭建模板，在第一预制体3与第一导轨11的间隙形成封闭浇筑室，接着继续往注浆孔51和钢管4内浇筑混凝土，混凝土从出浆孔41排入封闭的浇筑室并填满钢管4与连接段61之间的间隙，同时，往第二预制件的孔道62注入混凝土，混凝土进入第二预制件与旧坝体1迎水面形成的浇筑腔，待混凝土凝固，拼装工作完成。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高强抗震的宽体重力坝结构，其特征在于：包括预埋在旧坝体(1)顶面的第一导轨(11)、预埋在山路(2)路面的第二导轨(21)、用于旧坝体(1)加高的第一预制体(3)以及用于旧坝体(1)增宽的第二预制体(6)；所述第一导轨(11)沿旧坝体(1)长度方向延伸，所述第二导轨(21)沿山路(2)长度方向延伸，所述第一导轨(11)与第二导轨(21)端部相互连通；所述第二导轨(21)与第一导轨(11)之间存在夹角；所述第一预制体(3)下端面设置有第一球形滑块(211)和第二球形滑块(212)，所述第一球形滑块(211)与第二球形滑块(212)分置第一预制体(3)两端；安装所述第一预制体(3)时，所述第一球形滑块(211)滑动连接于第一导轨(11)，所述第二球形滑块(212)滑动连接于第二导轨(21)，在所述第一预制体(3)移动至旧坝体(1)顶部过程中，所述第二球形滑块(212)从第二导轨(21)滑至第一导轨(11)；所述第二预制体(6)就位于旧坝体(1)迎水面，所述第二预制体(6)倾斜上端拼装固定在第一预制体(3)与第一导轨(11)之间；
在所述第一导轨(11)底壁处竖直向下贯穿有若干连接孔(111)，若干所述连接孔(111)沿第一导轨(11)长度方向等间隔分布，所述连接孔(111)底部延伸至旧坝体(1)内，所述第一预制体(3)沿竖直向下贯穿有若干个与连接孔(111)一一对应的通孔(31)，当所述第一预制体(3)就位时，若干所述连接孔(111)与若干通孔(31)一一正对，所述第一预制体(3)与第一导轨(11)之间设置有若干钢管(4)，所述钢管(4)自上而下依次穿过相互正对的通孔(31)和连接孔(111)，所述钢管(4)上端固定有圆形的限位板(5)，钢管(4)插入通孔(31)和连接孔(111)后，所述限位板(5)下端面与第一预制体(3)上端抵接，所述限位板(5)沿钢管(4)轴线开设有注浆孔(51)，所述注浆孔(51)与所述钢管(4)连通；
所述第一导轨(11)竖截面成“凹”字型，所述第一导轨(11)内壁呈圆弧面，所述第一导轨(11)的圆弧面与第一球形滑块(211)下部贴合；
所述钢管(4)周壁开设有出浆孔(41)，所述出浆孔(41)位于第一导轨(11)的凹腔内。
2.根据权利要求1所述的一种高强抗震的宽体重力坝结构，其特征在于：所述第二预制体(6)倾斜上端设置有若干连接段(61)，若干所述连接段(61)间隔穿插在若干钢管(4)之间的空隙中。
3.根据权利要求2所述的一种高强抗震的宽体重力坝结构，其特征在于：所述旧坝体(1)迎水面设置有斜坡(7)，所述斜坡(7)的倾斜上端延伸至第一导轨(11)凹腔的开口边缘。
4.根据权利要求3所述的一种高强抗震的宽体重力坝结构，其特征在于：所述第二预制体(6)朝向旧坝体(1)迎水面的一侧设置有浇筑槽(63)，当所述第二预制体(6)就位时，所述旧坝体(1)迎水面封闭浇筑槽(63)开口并形成浇筑腔，所述第二预制体(6)朝旧坝体(1)迎水面方向预先贯穿有孔道(62)，所述孔道(62)与浇筑槽(63)连通。
5.一种如根据权利要求4所述的一种高强抗震的宽体重力坝结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：施工准备：在旧坝体顶部预埋第一导轨，在山路路面预埋第二导轨，将第一预制体下端的第一球形滑块与第一导轨滑动配合，第二球形滑块与第二导轨滑动配合，顶推设备安装于旧坝体其中一侧的山路，牵引设备安装于旧坝体另一侧的山路，其中，牵引设备与第二导轨均位于旧坝体同一侧的山路；
S2：第一预制体就位：牵引设备沿第一导轨长度方向牵引第一预制体，顶推设备沿第二导轨的长度方向顶推第二球形滑块，在第二球形滑块移动至第一导轨和第二导轨交汇处时，牵引设备继续牵引第一预制体，直至第一预制体的若干通孔与第一导轨的若干连接孔正对时，停止牵引操作；
S3：第一预制体固定：将钢管竖直向下依次插入对应的通孔和连接孔，在所有钢管就位后，注浆设备的注浆管依次穿过注浆孔、钢管并插入连接孔，然后往连接孔内注入混凝土，以将钢管埋设在旧坝体内，部分混凝土从出浆孔排出并填满第一导轨的凹腔内，然后旧坝体迎水面和第一导轨之间浇筑斜坡，等到混凝土达到一定强度后，在第一预制体端面安装起吊设备，准备进行第二预制体的拼装工作；
S4：第二预制体就位：第二预制体采用运载船运载，起吊设备的连接绳下放运载船处，并与第二预制体连接，连接稳固后，起吊设备在第一预制体处进行牵引，第二预制体沿旧坝体迎水面斜向上滑动，并在斜坡导向作用下，第二预制体的连接段插入相邻钢管的间隙间，完成定位安装操作；
S5：第二预制体固定：在旧坝体背水面搭建模板，在第一预制体与第一导轨的间隙形成封闭浇筑室，接着继续往注浆孔和钢管内浇筑混凝土，混凝土从出浆孔排入封闭的浇筑室并填满钢管与连接段之间的间隙，同时，往第二预制件的孔道注入混凝土，混凝土进入第二预制件与旧坝体迎水面形成的浇筑腔，待混凝土凝固，拼装工作完成。
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