CN115369818B - 一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构及施工方法，包括设置在库岸基岩上的排水垫层(4)，排水垫层(4)上铺设土工膜(3)，土工膜(3)的下端与排水兼灌浆廊道(1)封闭连接，其特征在于：所述排水兼灌浆廊道(1)内部与排水垫层(4)之间设置两套相对独立的排水系统，其中一套排水系统上设置监测和泄压装置。本发明解决排水系统和监测仪器存在失效风险的问题，保障防渗结构安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及库岸防渗工程领域，具体涉及一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构及施工方法。
背景技术
土工膜具有优越的防渗性能，可以快速施工，有效缩短工期。但对于库岸采用土工膜进行防渗的工程，其库岸反向水压力的控制是尤为重要的，当面膜下方的水压力超出水库挡水一侧的水压力时，就会产生顶托作用，导致防渗结构破坏。因此防渗面膜的下方设置有排水层，沿着底部设置排水廊道，进行系统排水。在此基础上进一步在面膜下游侧埋设渗压监测仪器，对面膜的运行性状进行监测。但是对于设计寿命百年的大型抽水蓄能电站工程，长期运行难以保证排水长期通畅，监测仪器长久有效，影响防渗结构的运行安全。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构。本发明解决排水系统和监测仪器存在失效风险的问题，保障防渗结构安全稳定运行。
为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构，包括设置在库岸基岩上的排水垫层，排水垫层上铺设土工膜，土工膜的下端与排水兼灌浆廊道封闭连接，其特征在于：所述排水兼灌浆廊道内部与排水垫层之间设置两套相对独立的排水系统，其中一套排水系统上设置监测和泄压装置。
进一步的：所述排水兼灌浆廊道的一侧、排水垫层内部预埋有花管，花管的端部与排水管连接，排水管穿过排水兼灌浆廊道的侧壁连通至排水兼灌浆廊道内，排水管上设置监测和泄压装置。
进一步的：所述排水兼灌浆廊道上贯通设置排水管，排水管在排水兼灌浆廊道内具有伸出功能段，伸出功能段上设置泄压阀、渗压计、机械压力表以及阀门。
进一步的：所述伸出功能段在排水兼灌浆廊道内折弯设置，排水管的出口朝向下游方向，伸出功能段靠排水兼灌浆廊道的墙面设置。
进一步的：所述排水兼灌浆廊道的侧壁上设置排水孔，排水孔两端分别与排水兼灌浆廊道内部和排水垫层连接，所述排水孔处在另一套排水系统的下方。
进一步的：所述监测和泄压装置包括泄压阀、渗压计、机械压力表以及阀门，泄压阀、渗压计、机械压力表以及阀门均安装在排水兼灌浆廊道内的排水管上。
进一步的：所述排水兼灌浆廊道设置在开挖后的库岸岩石基础面上，排水兼灌浆廊道每隔8～16m设置一道结构缝，结构缝内设置D型铜片止水，结构缝表面设置塑性填料及橡胶盖片压覆形成表面SR塑性止水。
进一步的：所述排水兼灌浆廊道的底部设置锚固坑，D型铜片止水和表面SR塑性止水均埋置于锚固坑内，D型铜片止水和表面SR塑性止水采用微膨胀细石混凝土锚固。
进一步的：所述土工膜与排水兼灌浆廊道、防浪墙之间采用机械锚固结构进行锚固防渗。
进一步的：所述排水兼灌浆廊道的底部与基础帷幕灌浆连接；所述排水兼灌浆廊道为混凝土廊道而非防渗结构下游侧独立设置的排水廊道。
本发明的第二个目的在于提供一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：
S1、根据结构要求对库岸和廊道基础进行开挖、支护；
S2、浇筑排水兼灌浆廊道，结构缝设置D型铜片止水，外侧采用微膨胀细石混凝土锚固于锚固坑内；预埋排水孔；预埋排水管；
S3、沿排水兼灌浆廊道侧壁安装花管(9)；
S4、按照设计要求浇筑无砂混凝土排水垫层，浇筑过程中在排水兼灌浆廊道排水孔孔口、花管部位覆盖不锈钢滤网，并按照一定的间距埋设土工膜条带；
S5、浇筑混凝土防浪墙及以上的库岸顶部结构；
S6、排水兼灌浆廊道底部的基础进行灌浆处理；
S7、铺设土工席垫，土工席采用无砂混凝土排水垫层中预埋的尼龙绳进行绑扎固定于边坡上；
S8、铺设土工膜，坡面与无砂混凝土排水垫层中预埋的土工膜条带焊接，顶部与底部采用机械锚固结构分别与防浪墙和排水兼灌浆廊道锚固；
S9、施工排水兼灌浆廊道表面SR塑性止水和防浪墙表面SR塑性止水并于土工膜机械锚固结构的边缘封闭；
S10、在排水兼灌浆廊道内安装泄压阀、渗压计、机械压力表、阀门，渗压计监测数据传输至自动化监测系统。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明设置两套独立的排水系统，其中一套排水系统设置泄压阀、渗压计、机械压力表、阀门，可同时实现库岸防渗结构下游水压力监测和非正常工况下库岸排水减压双重功能。
本发明泄压阀可以实现设定压力值时排水泄压，避免出现因监测数据有误或者运行人员管理不当造成的反向顶托危害，或者延缓危害产生的时程，为抢险赢取时间。当需要时可以打开阀门，实现排水孔的功能。相比长期运行的排水孔，因为一般情况下处于不排水的状态，孔内不会被堵塞，作为备用排水孔具有较高的保障度。
本发明混凝土廊道同时作为库岸混凝土面板和基础帷幕灌浆防渗连接结构和排水结构，相比在防渗结构下游侧独立设置排水廊道，有利于简化结构、节省投资。
附图说明
图1为本发明的结构剖面图。
图2为本发明排水兼灌浆廊道结构详图。
图3为本发明监测和泄压装置、花管以及排水管的详图。
图4为本发明排水兼灌浆廊道结构缝止水详图。
附图标记：1、排水兼灌浆廊道；2、基础帷幕灌浆；3、土工膜；4、排水垫层；5、防浪墙；6、库岸顶部结构；7、机械锚固结构；8、排水孔；9、花管；10、排水管；11、阀门；12、机械压力表；13、渗压计；14、泄压阀；15、D型铜片止水；16、表面SR塑性止水；17、锚固坑；18、三通。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
如图1至4所示，一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构，包括设置在库岸基岩上的排水垫层4，排水垫层4采用无砂混凝土排水垫层4，排水垫层4上铺设土工膜3，土工膜3采用两布一膜复合式土工膜，土工膜3的下端与排水兼灌浆廊道1封闭连接，土工膜3的上端与防浪墙5封闭连接；所述排水兼灌浆廊道1内部与排水垫层4之间设置两套相对独立的排水系统，其中一套排水系统上设置监测和泄压装置。
防浪墙5每8～16米设置一道结构缝，结构缝采用表面SR塑性止水16。
所述排水兼灌浆廊道1的一侧、排水垫层4内部预埋有花管9，花管9的端部与排水管10连接，排水管10穿过排水兼灌浆廊道1的侧壁连通至排水兼灌浆廊道1内，排水管10上设置监测和泄压装置。花管9管壁钻设通孔，花管9外表面包覆不锈钢滤网。花管9采用钢材质。
所述监测和泄压装置包括泄压阀14、渗压计13、机械压力表12以及阀门11.
所述排水兼灌浆廊道1上贯通设置所述排水管10，排水管10在排水兼灌浆廊道1内具有伸出功能段，伸出功能段上设置泄压阀14、渗压计13、机械压力表12以及阀门11。
所述伸出功能段在排水兼灌浆廊道1内折弯设置，排水管10的出口朝向下游方向，伸出功能段靠排水兼灌浆廊道1的墙面设置。渗压计13用于监测数据传输至自动化监测系统。所述泄压阀14位于伸出功能段，为了更有效地保障渗压计13的测量精确性，泄压阀14安装在伸出功能段的上游侧，并利用一个三通18安装在相对高的部位，以便于排出管内聚集的气体。
所述排水兼灌浆廊道1的侧壁上设置排水孔8，排水孔8两端分别与排水兼灌浆廊道1内部和排水垫层4连接，所述排水孔8处在另一套排水系统的下方。排水孔8采用预埋型式，并在排水垫层4这一侧的孔口处采用不锈钢滤网覆盖。
所述排水兼灌浆廊道1设置在开挖后的库岸岩石基础面上，排水兼灌浆廊道1每隔8～16m设置一道结构缝，结构缝内设置D型铜片止水，结构缝表面设置塑性填料及橡胶盖片压覆形成表面SR塑性止水16。D型铜片止水在顶部埋入表面SR塑性止水16的SR塑性填料鼓包内。
所述排水兼灌浆廊道1的底部设置锚固坑17，D型铜片止水和表面SR塑性止水16均埋置于锚固坑17内，D型铜片止水和表面SR塑性止水16采用微膨胀细石混凝土锚固。
所述土工膜3与排水兼灌浆廊道1、防浪墙5之间采用机械锚固结构7进行锚固防渗。机械锚固结构7包括L型件和连接螺栓，土工膜3压覆于L型件的短边侧，其上方安装连接螺栓，通过连接螺栓将L型件、土工膜3、排水兼灌浆廊道1(或防浪墙5)进行连接。
所述土工膜3与排水垫层4之间设置土工席垫；所述排水垫层4浇筑过程中预埋土工膜条带和尼龙绳，作为土工膜3、土工席垫边坡铺设锚固的固定件。
所述排水兼灌浆廊道1的底部与基础帷幕灌浆2连接；所述排水兼灌浆廊道1为混凝土廊道而非防渗结构下游侧独立设置的排水廊道。
一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构的施工方法：
S1、根据结构要求对库岸和廊道基础进行开挖、支护。
S2、浇筑排水兼灌浆廊道1。结构缝设置D型铜片止水15，外侧采用微膨胀细石混凝土锚固于锚固坑17内；预埋排水孔8；预埋排水管10。
S3、沿排水兼灌浆廊道1侧壁安装花管9。
S4、按照设计要求浇筑无砂混凝土排水垫层4，浇筑过程中在排水兼灌浆廊道1排水孔8孔口、花管9部位覆盖不锈钢滤网，并按照一定的间距埋设土工膜条带。
S5、浇筑混凝土防浪墙5及以上的库岸顶部结构6。
S6、排水兼灌浆廊道1底部的基础进行灌浆处理2。
S7、铺设土工席垫，土工席采用无砂混凝土排水垫层中预埋的尼龙绳进行绑扎固定于边坡上。
S8、铺设土工膜，坡面与无砂混凝土排水垫层中预埋的土工膜条带焊接，顶部与底部采用机械锚固结构7分别与防浪墙5和排水兼灌浆廊道1锚固。
S9、施工排水兼灌浆廊道1表面SR塑性止水16和防浪墙表面SR塑性止水16并于土工膜机械锚固结构7的边缘封闭。
S10、在排水兼灌浆廊道内安装泄压阀14、渗压计13、机械压力表12、阀门11。渗压计13监测数据传输至自动化监测系统。
依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构及施工方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构，包括设置在库岸基岩上的排水垫层（4），排水垫层（4）上铺设土工膜（3），土工膜（3）的下端与排水兼灌浆廊道（1）封闭连接，其特征在于：所述排水兼灌浆廊道（1）内部与排水垫层（4）之间设置两套相对独立的排水系统，其中一套排水系统上设置监测和泄压装置；
所述排水兼灌浆廊道（1）的一侧、排水垫层（4）内部预埋有花管（9），沿排水兼灌浆廊道（1）侧壁安装花管（9），花管（9）的端部与排水管（10）连接，排水管（10）穿过排水兼灌浆廊道（1）的侧壁连通至排水兼灌浆廊道（1）内，排水管（10）上设置监测和泄压装置，监测和泄压装置包括阀门（11）；
所述排水兼灌浆廊道（1）上贯通设置排水管（10），排水管（10）在排水兼灌浆廊道（1）内具有伸出功能段，伸出功能段上设置泄压阀（14）、渗压计（13）、机械压力表（12）以及所述阀门（11）；
所述伸出功能段在排水兼灌浆廊道（1）内折弯设置，排水管（10）的出口朝向下游方向，伸出功能段靠排水兼灌浆廊道（1）的墙面设置；
所述排水兼灌浆廊道（1）的侧壁上设置排水孔（8），排水孔（8）两端分别与排水兼灌浆廊道（1）内部和排水垫层（4）连接，所述排水孔（8）处在另一套排水系统的下方。
2.根据权利要求1所述的一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构，其特征在于：所述监测和泄压装置包括泄压阀（14）、渗压计（13）、机械压力表（12）以及阀门（11），泄压阀（14）、渗压计（13）、机械压力表（12）以及阀门（11）均安装在排水兼灌浆廊道（1）内的排水管（10）上。
3.根据权利要求1所述的一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构，其特征在于：所述排水兼灌浆廊道（1）设置在开挖后的库岸岩石基础面上，排水兼灌浆廊道（1）每隔8~16m设置一道结构缝，结构缝内设置D型铜片止水，结构缝表面设置塑性填料及橡胶盖片压覆形成表面SR塑性止水（16）。
4.根据权利要求3所述的一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构，其特征在于：所述排水兼灌浆廊道（1）的底部设置锚固坑（17），D型铜片止水和表面SR塑性止水（16）均埋置于锚固坑（17）内，D型铜片止水和表面SR塑性止水（16）采用微膨胀细石混凝土锚固。
5.根据权利要求1所述的一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构，其特征在于：所述排水兼灌浆廊道（1）的底部与基础帷幕灌浆（2）连接；所述排水兼灌浆廊道（1）为混凝土廊道而非防渗结构下游侧独立设置的排水廊道。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种带基础扬压力监测兼紧急泄压装置的库岸面膜防渗结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：
S1、根据结构要求对库岸和廊道基础进行开挖、支护；
S2、浇筑排水兼灌浆廊道（1），结构缝设置D型铜片止水（15），外侧采用微膨胀细石混凝土锚固于锚固坑（17）内；预埋排水孔（8）；预埋排水管（10）；
S3、沿排水兼灌浆廊道（1）侧壁安装花管（9)；
S4、按照设计要求浇筑无砂混凝土排水垫层（4），浇筑过程中在排水兼灌浆廊道（1）排水孔（8）孔口、花管（9）部位覆盖不锈钢滤网，并按照一定的间距埋设土工膜条带；
S5、浇筑混凝土防浪墙（5）及以上的库岸顶部结构（6）；
S6、排水兼灌浆廊道（1）底部的基础进行灌浆处理（2）；
S7、铺设土工席垫，土工席采用无砂混凝土排水垫层中预埋的尼龙绳进行绑扎固定于边坡上；
S8、铺设土工膜（3），坡面与无砂混凝土排水垫层（4）中预埋的土工膜条带焊接，顶部与底部采用机械锚固结构（7）分别与防浪墙（5）和排水兼灌浆廊道（1）锚固；
S9、施工排水兼灌浆廊道（1）表面SR塑性止水（16）和防浪墙表面SR塑性止水（16）并于土工膜机械锚固结构（7）的边缘封闭；
S10、在排水兼灌浆廊道内安装泄压阀（14）、渗压计（13）、机械压力表（12）、阀门（11），渗压计（13）监测数据传输至自动化监测系统。
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