CN204690691U - 一种土石混合坝上下连体防渗结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种土石混合坝上下连体防渗结构，所述防渗结构包括预制中空钢筋混凝土腔体、高压水泥浆渗扩区、钢丝螺纹排水管、腔体底部顶推扩展混凝土块、坝基帷幕灌浆体，以及坝顶微型桩和灰土层；预制中空钢筋混凝土腔体的上游面为不透水钢筋混凝土面板、下游面为均布排水孔的钢筋混凝土面板及其外侧反滤土工膜、底部为钢筋混凝土底板、侧面为榫卯钢筋混凝土连接结构，预制中空钢筋混凝土腔体间的连接通过榫卯结构连接；腔体底部顶推扩展混凝土块是由两块可在千斤顶顶推力作用下向两侧横向顶推的钢筋混凝土块组成。本实用新型防渗止水效果好，坝体稳定性好，不均匀沉降小，施工速度快，具有较好的技术经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种土石混合坝上下连体防渗结构，属于水利水电工程领域，适用于坝高低于30m的小型土石混合坝的防渗加固除险中的垂直防渗工程。
背景技术
我国已建水库九成以上的坝体采用的是土石坝，随着土石坝服役年限的增长，特别是大量建于上世纪50～70年代的土石坝，因受当时技术经济等条件限制，工程建设先天不足，加之后期维护管理不到位，工程老化失修严重，病险问题日益突出，直接威胁到人民群众生命、财产等安全。这其中，渗流破坏问题所占的比例高达30～40％。
当前对病险土石坝防渗处理普遍采用垂直防渗措施，如混凝土防渗墙、高喷防渗墙、帷幕灌浆等，混凝土防渗墙止水效果好，但造价较高，成槽过程普遍采用的泥浆护壁工艺不适合土石混合坝；高喷防渗墙达到同样的防渗效果需消耗大量浆液，并且整体刚度有限；帷幕灌浆处理范围较大，但质量较难控制，特别在无盖板条件下进行的帷幕灌浆，灌浆压力受到限制，浆液难以在坝基内横向发展或填充密实。此外，此类土石坝往往经历数十年的运营，坝体严重下沉，需对坝体进行加高，该增加的坝体荷载对于坝体的稳定性和不均匀沉降有较大的影响。
综上所述，虽然现有防渗体系在适宜的工程条件下能取得较好的使用效果，但仍存在需要改进之处。鉴于此，根据目前工程实际的需要，亟需发明一种防渗效果好，结合混凝土防渗墙和帷幕灌浆墙的优点，施工速度快，环境污染小的病险土石混合坝的防渗结构体系。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种上下连体防渗结构，该防渗结构具有防渗效果好，施工速度快的特点。
这种土石混合坝上下连体防渗结构，所述防渗结构包括预制中空钢筋混凝土腔体、高压水泥浆渗扩区、钢丝螺纹排水管、腔体底部顶推扩展混凝土块、坝基帷幕灌浆体，以及坝顶微型桩和灰土层；所述预制中空钢筋混凝土腔体的上游面为不透水钢筋混凝土面板、下游面为均布排水孔的钢筋混凝土面板及其外侧反滤土工膜、底部为钢筋混凝土底板、侧面为预制中空钢筋混凝土空腔连接榫头和预制中空钢筋混凝土空腔连接榫槽，预制中空钢筋混凝土腔体间的连接通过榫卯结构连接。
作为优选:所述腔体底部顶推扩展混凝土块是由两块可在千斤顶顶推力作用下向两侧横向顶推的钢筋混凝土块组成，设置于腔体内部的千斤顶顶推装置通过顶推预留孔将顶推力施加于混凝土块上。
作为优选:所述高压水泥浆渗扩区是在所有预制中空钢筋混凝土腔体下放到位、底部混凝土块顶推扩展到位后在上游侧高压灌注水泥浆形成的，腔体底部上游侧高压灌浆、下游侧常压灌浆连同顶推扩展混凝土块形成下部坝基灌浆帷幕扩大盖板。
作为优选:所述钢丝螺纹排水管连接中空腔体和坝体下游排水体，内部充填砂石。
作为优选:所述坝基帷幕灌浆体采用自上而下分段灌浆，并在每段的上部设置灌浆塞。
本实用新型的有益效果是：
(1)对土石混合坝的垂直防渗处理采用预制中空钢筋混凝土腔体防排水结构和坝基灌浆帷幕组合结构，从而形成上下连体垂直防渗体系；
(2)预制中空钢筋混凝土腔体结合上游侧高压水泥浆渗扩区以及下游侧的排水反滤构造，可以达到“前堵、中截、后排”的防渗效果；
(3)开槽施工后即进行预制中空钢筋混凝土腔体沉放施工，能够确保槽壁整体稳定，通过沉放挤密效应也使槽壁局部坍塌松散土石得以密实；
(4)坝体顶部设置微型桩和灰土层，克服坝体刚度不均匀的缺陷，保证坝体在加高荷载作用的稳定性和不均匀沉降变形。
附图说明
图1是本实用新型上下连体防渗结构的横截面图；
图2是本实用新型预制中空钢筋混凝土腔体连接榫卯结构平面图。
附图标记说明：1-上游不透水钢筋混凝土面板，2-下游均布排水孔钢筋混凝土面板，3-反滤土工膜，4-空腔，5-钢丝螺旋排水管，6-底部顶推扩展混凝土块，7-顶推预留孔，8-腔体底部填充体，9-高压水泥浆渗扩区，10-导墙，11-帷幕灌浆体，12-灌浆孔，13-微型桩，14-预制中空钢筋混凝土空腔盖板，15-灰土层，16-坝体，17-坝基面，18-坝基，19-坝体下游排水体，20-上游帷幕灌浆盖板，21-下游帷幕灌浆盖板，22-预制中空钢筋混凝土空腔连接榫头，23-预制中空钢筋混凝土空腔连接榫槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。虽然本实用新型将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本实用新型限制在所述实施例中。相反，本实用新型将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本实用新型的范围内的替换物、改进型和等同物。
图1是本实用新型上下连体防渗结构的横截面图，图2是本实用新型预制中空钢筋混凝土腔体连接榫卯结构平面图，参照图1～2所示，土石混合坝上下连体防渗结构主要由预制中空钢筋混凝土腔体、高压水泥浆渗扩区、钢丝螺纹排水管、腔体底部顶推扩展混凝土块、坝基帷幕灌浆体，以及坝顶微型桩和灰土层等部分组成。
病险水库的土石混合坝16高20m，下部坝基灌浆帷幕11处理深度30m。开槽前导墙10采用强度等级为C30的钢筋混凝土浇筑而成，结构型式为“L”型，宽度600mm、高度1000mm，厚度200mm，槽体净宽1200mm。预制中空钢筋混凝土腔体厚度1000mm，宽度4000mm，上游不透水面板1和下游均布排水孔面板2厚度均为100mm，下游均布排水孔面板2表面铺设一层厚度10mm的反滤土工膜3，榫头22直径200mm，臂长1000mm，榫槽23局部厚度1100mm，宽度1000mm，中间圆孔直径250mm。底部顶推扩展混凝土块6高度1000mm，未顶推扩展的横向厚度1200mm，水平和垂直板厚100mm，顶推扩展后的扩展区厚度3000mm。下游钢丝螺纹排水管5的直径为200mm，连接预制中空钢筋混凝土腔体下游面板2上的排水孔和坝体下游排水体19，其内填充碎石。帷幕盖板20、21形成后，在空腔4内钻设帷幕灌浆孔12，孔径100mm，分三段自上而下钻进并高压灌浆形成帷幕灌浆体11。原坝顶打设微型钢管桩13，直径300mm，长度3～5m，其上填筑灰土层15，厚度1500mm，压实系数0.96，其上进行坝体加高施工。
Claims (5)
1.一种土石混合坝上下连体防渗结构，其特征在于:所述防渗结构包括预制中空钢筋混凝土腔体、高压水泥浆渗扩区(9)、钢丝螺纹排水管(5)、腔体底部顶推扩展混凝土块(6)、坝基帷幕灌浆体(11)，以及坝顶微型桩(13)和灰土层(15)；所述预制中空钢筋混凝土腔体的上游面为不透水钢筋混凝土面板(1)、下游面为均布排水孔的钢筋混凝土面板(2)及其外侧反滤土工膜(3)、底部为钢筋混凝土底板、侧面为预制中空钢筋混凝土空腔连接榫头(22)和预制中空钢筋混凝土空腔连接榫槽(23)，预制中空钢筋混凝土腔体间的连接通过榫卯结构连接。
2.根据权利要求1所述的土石混合坝上下连体防渗结构，其特征在于:所述腔体底部顶推扩展混凝土块(6)是由两块可在千斤顶顶推力作用下向两侧横向顶推的钢筋混凝土块(6)组成，设置于腔体内部的千斤顶顶推装置通过顶推预留孔(7)将顶推力施加于混凝土块(6)上。
3.根据权利要求1所述的土石混合坝上下连体防渗结构，其特征在于:所述高压水泥浆渗扩区(9)是在所有预制中空钢筋混凝土腔体下放到位、底部混凝土块顶推扩展到位后在上游侧高压灌注水泥浆形成的，腔体底部上游侧高压灌浆(20)、下游侧常压灌浆(21)连同顶推扩展混凝土块形成下部坝基灌浆帷幕扩大盖板。
4.根据权利要求1所述的土石混合坝上下连体防渗结构，其特征在于:所述钢丝螺纹排水管(5)连接中空腔体(4)和坝体下游排水体(19)，内部充填砂石。
5.根据权利要求1所述的土石混合坝上下连体防渗结构，其特征在于:所述坝基帷幕灌浆体(11)采用自上而下分段灌浆，并在每段的上部设置灌浆塞。
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