CN207582477U - 一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，该组合围堰包括布设在河道中的纵向混凝土围堰和两个分别布设在纵向混凝土围堰两端与河岸之间的横向土石围堰。本实用新型中的横向土石围堰结构稳定、抗雨水冲刷能力强，能够避免自身土石流失污染水体和基坑。

Description

一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰

技术领域

本实用新型属于水利工程施工技术领域，尤其涉及一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰。

背景技术

土石围堰是由土石筑堰而成的围堰。土石围堰可与截流戗堤结合，可利用开挖弃渣，并可直接利用主体工程开挖装运设备进行机械化快速施工，是我国应用最广泛的围堰形式。但土石围堰抗冲刷能力较低，且占地面积大，一般多用于横向围堰。混凝土围堰常用于在岩基土修建的水利枢纽工程，这种围堰的特点是挡水水头高，底宽小，抗冲能力大，堰顶可溢流，尤其是在分段围堰法导流施工中，用混凝土浇筑的纵向围堰可以两面挡水，而且可与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分，但混凝土围堰造价高。所以出现了一种用混凝土围堰结合土石围堰的组合围堰，该组合围堰中混凝土围堰作为纵向围堰，土石围堰作为横向围堰。

现有技术中该组合围堰结构方面存在以下缺点：

1.该组合围堰中的土石围堰迎水面抗水流冲刷能力弱。

2.该组合围堰中的土石围堰边坡受雨水和水流冲刷会造成泥水污染施工基坑和水体。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，通过在横向土石围堰的迎水面设置石笼护面和石块护面层，提高了土石围堰迎水面抗水流冲刷能力，避免了受雨水和水流冲刷造成泥水污染水体，通过在横向土石围堰的内堆体坡面铺设草皮，避免了受雨水和水流冲刷造成泥水污染基坑，通过在横向土石围堰的堰体坡脚处设置堆石体，加固了横向土石围堰的坡脚，避免了横向土石围堰的坡脚处的土石流失，提高了横向土石围堰的稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：包括布设在河道中的纵向混凝土围堰和两个分别布设在纵向混凝土围堰两端与河岸之间的横向土石围堰，所述纵向混凝土围堰与所述河道相平行，所述横向土石围堰与所述河道相垂直；所述横向土石围堰包括嵌入在河床内的底部封堵结构、竖向防水结构和堰体；所述底部封堵结构和竖向防水结构均布设在所述纵向混凝土围堰端部与河岸之间且均垂直于纵向混凝土围堰，所述竖向防水结构竖直布设在所述底部封堵结构上方，所述竖向防水结构的下部伸入至所述底部封堵结构内部，所述堰体包括布设在竖向防水结构内外两侧的内堆体和外堆体；所述内堆体和外堆体均为土石堆体；所述土石堆体的上表面为由上向下逐渐向外倾斜的坡面，所述竖向防水结构的高度不小于所述土石堆体的高度；

所述土石堆体坡面的坡脚处均布设有堆石体，所述堆石体由竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼布设在所述纵向混凝土围堰端部与河岸之间且垂直于纵向混凝土围堰；

所述外堆体的坡面为迎水面，所述外堆体坡面的下部布设有石笼护面，所述石笼护面的高度不小于所述河道内河流的常水位；所述石笼护面由沿外堆体坡面布设的斜向钢筋笼和填充在所述斜向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼的顶部与所述斜向钢筋笼的底部连接；

所述石笼护面的上方且沿外堆体坡面布设有石块护面层，所述石块护面层由铺设在所述外堆体的坡面上的多个护面石块组成；

相邻两个所述护面石块的缝隙之间以及所述内堆体的坡面上均覆盖有草皮。

上述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述竖向防水结构包括竖直布设的土工膜和对土工膜进行防护的防护装置；所述防护装置包括布设在土工膜两侧的两排立杆，每排所述立杆与土工膜之间均布设有护板，两个所述护板夹持在土工膜的两侧且卡紧在两排所述立杆之间；所述护板板面的尺寸不小于土工膜的尺寸；所述立杆、护板和土工膜的下部均伸入至所述底部封堵结构内部。

上述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述底部封堵结构包括布设在竖向防水结构两侧且嵌入在所述河床内的两个防渗墙，每个所述防渗墙的外侧沿防渗墙的长度方向成排布设的多块石板，多块所述石板均与防渗墙呈平行布设，同一防渗墙外侧的多块所述石板的外侧与所述河床之间布设有干性粘土层。

上述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述土石堆体包括布设在竖向防水结构侧面的粘土层和布设在粘土层外侧的土石层，所述粘土层与土石层之间布设有反滤层，所述立杆的中部埋设在所述粘土层内。

上述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述纵向混凝土围堰两个端面上均沿竖直方向开设有竖向凹槽，所述土工膜和两个所述护板的前边缘均嵌入在所述竖向凹槽内。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过横向土石围堰在迎水面设置石笼护面和石块护面层，提高了土石围堰迎水面抗水流冲刷能力，避免了受雨水和水流冲刷造成泥水污染水体。

2、本实用新型通过在横向土石围堰的内堆体坡面铺设草皮，避免了内堆体受雨水和水流冲刷造成泥水污染基坑。

3、本实用新型通过在横向土石围堰坡脚处设置堆石体，加固了横向土石围堰的坡脚，避免了横向土石围堰的坡脚处的土石流失，提高了横向土石围堰的稳定性。

综上所述，本实用新型所述组合围堰中，通过在横向土石围堰的迎水面设置石笼护面和石块护面层，提高了土石围堰迎水面抗水流冲刷能力，避免了土石围堰迎水面受雨水和水流冲刷造成泥水污染水体，通过在横向土石围堰的内堆体坡面铺设草皮，避免了内堆体坡面受雨水和水流冲刷造成泥水污染基坑，通过在横向土石围堰的堰体坡脚处设置堆石体，加固了横向土石围堰的坡脚，避免了横向土石围堰的坡脚处的土石流失，提高了横向土石围堰的稳定性。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中横向土石围堰的横截面结构示意图。

图3为图2的A处放大图。

图4为本实用新型中土工膜和护板嵌入纵向混凝土围堰的结构示意图。

图5为本实用新型中立杆的布设位置示意图。

图6为本实用新型中石块护面层的结构示意图。

图7为本实用新型的施工方法流程图。

图8为本实用新型中横向土石围堰修筑前轮廓外线、轮廓内线和围堰中线的放样图。

附图标记说明:

1—临时围堰； 2—轮廓外线； 3—轮廓内线；

4—围堰中线； 5—防渗墙； 6—堆石体；

7—竖向防水结构； 7-1—土工膜； 7-2—护板；

8—内堆体； 9—外堆体； 10—粘土层；

11—反滤层； 12—土石层； 13—石板；

14—干性粘土层； 15—立杆； 16—石笼护面；

17—石块护面层； 18—纵向混凝土围堰； 19—草皮。

具体实施方式

如图1所示，一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，包括布设在河道中的纵向混凝土围堰18和两个分别布设在纵向混凝土围堰18两端与河岸之间的横向土石围堰，所述纵向混凝土围堰18与所述河道相平行，所述横向土石围堰与所述河道相垂直；

如图2所示，所述横向土石围堰包括嵌入在河床内的底部封堵结构、竖向防水结构7和堰体；所述底部封堵结构和竖向防水结构7均布设在所述纵向混凝土围堰18端部与河岸之间且均垂直于纵向混凝土围堰18，所述竖向防水结构7竖直布设在所述底部封堵结构上方，所述竖向防水结构7的下部伸入至所述底部封堵结构内部，所述堰体包括布设在竖向防水结构7内外两侧的内堆体8和外堆体9；所述内堆体8和外堆体9均为土石堆体；所述土石堆体的上表面为由上向下逐渐向外倾斜的坡面，所述竖向防水结构7的高度不小于所述土石堆体的高度；

需要说明的是，底部封堵结构和竖向防水结构7组成了所述横向土石围堰的防水结构，内堆体8和外堆体9将竖向防水结构7夹持在中间，保证了竖向防水结构7的稳定。底部封堵结构、竖向防水结构7和堰体三者协同作用，有效保证了整个所述横向土石围堰的挡水作用；

如图2所示，所述土石堆体坡面的坡脚处均布设有堆石体6，所述堆石体6由竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼布设在所述纵向混凝土围堰18端部与河岸之间且垂直于纵向混凝土围堰18；

需要说明的是，所述堆石体6的横截面形状为梯形截面；因土石堆体的坡脚处的土体容易流失，所以利用竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成堆石体6对土石堆体的坡脚处进行护角，能够有效降低土体的流失；所述竖向钢筋笼将石块牢牢的箍紧，使石块很难发生移动，保证了堆石体6自身的稳定性。

如图2所示，所述外堆体9的坡面为迎水面，所述外堆体9坡面的下部布设有石笼护面16，所述石笼护面16的高度不小于所述河道内河流的常水位；所述石笼护面16由沿外堆体9坡面布设的斜向钢筋笼和填充在所述斜向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼的顶部与所述斜向钢筋笼的底部连接；

需要说明的是，所述斜向钢筋笼将其内的石块牢牢的箍紧，使石块很难发生移动，使石块在受到水流冲刷时，不会随水流流失；在外堆体9坡面下部布设石笼护面16，使水流不会直接冲刷在外堆体9上，并且石笼护面16利用自重牢牢的压实在外堆体9的坡面上，使外堆体9坡面的抗水流冲刷的能力得到很大的提高；

如图2所示，所述石笼护面16的上方且沿外堆体9坡面布设有石块护面层17，所述石块护面层17由铺设在所述外堆体9的坡面上的多个护面石块组成；

需要说明的是，石块护面层17使雨水刮风等外界因素不会直接作用到外堆体9坡面，且石块护面层17的多个护面石块压实了外堆体9坡面的土体，使外堆体9坡面的抗雨水冲刷的能力得到很大的提高；

如图2和图6所示，相邻两个所述护面石块的缝隙之间以及所述内堆体8的坡面上均覆盖有草皮19；在相邻两个所述护面石块的缝隙之间覆盖的草皮19，能够防止水土流失造成所述护面石块滚落，且覆盖的草皮19能够净化空气，能够改善施工现场的空气质量。

需要说明的是，通过外堆体9迎水面设置石笼护面16和石块护面层17，提高了迎水面抗水流冲刷能力，避免了外堆体9的土石受雨水和水流冲刷造成泥水污染水体，通过在内堆体8坡面铺设草皮19，避免了内堆体8的土石受雨水和水流冲刷造成泥水污染组合围堰内的基坑，通过外堆体9和内堆体8的坡脚处设置堆石体6加固了坡脚，避免了外堆体9和内堆体8的坡脚处的土石流失，提高了横向土石围堰的稳定性。

如图3和图5所示，所述竖向防水结构7包括竖直布设的土工膜7-1和对土工膜7-1进行防护的防护装置；所述防护装置包括布设在土工膜7-1两侧的两排立杆15，每排所述立杆15与土工膜7-1之间均布设有护板7-2，两个所述护板7-2夹持在土工膜7-1的两侧且卡紧在两排所述立杆15之间；所述护板7-2板面的尺寸不小于土工膜7-1的尺寸；所述立杆15、护板7-2和土工膜7-1的下部均伸入至所述底部封堵结构内部。

需要说明的是，通过布设两排立杆15和两个护板7-2，使土工膜7-1可以保持住竖直状态，并且两个护板7-2对土工膜7-1进行了保护，避免了外堆体9和内堆体8土体直接接触土工膜7-1，防止了土体中的虫子咬破土工膜7-1或土体中的硬颗粒垫破土工膜7-1，最终造成土工膜7-1的防水失败。

如图3所示，所述底部封堵结构包括布设在竖向防水结构7两侧且嵌入在所述河床内的两个防渗墙5，每个所述防渗墙5的外侧沿防渗墙5的长度方向成排布设的多块石板13，多块所述石板13均与防渗墙5呈平行布设，同一防渗墙5外侧的多块所述石板13的外侧与所述河床之间布设有干性粘土层14。

需要说明的是，所述防渗墙5为混凝土墙，两排所述立杆15的下端分别插装在两个所述防渗墙5内，两个所述护板7-2和土工膜7-1的下部夹持在两个防渗墙5之间；通过将所述竖向防水结构7的下部伸入至所述底部封堵结构内，不仅实现了竖向防水结构7和所述底部封堵结构协同进行防水工作，而且利用所述底部封堵结构固定了竖向防水结构7，提高了竖向防水结构7的稳定性。

如图2所示，所述土石堆体包括布设在竖向防水结构7侧面的粘土层10和布设在粘土层10外侧的土石层12，所述粘土层10与土石层12之间布设有反滤层11，所述立杆15的中部埋设在所述粘土层10内。

需要说明的是，所述立杆15的中部埋设在所述粘土层10内，立杆15起到了锚固所述粘土层10土体的作用，提高了所述堰体的稳定性。

如图4所示，所述纵向混凝土围堰18两个端面上均沿竖直方向开设有竖向凹槽，所述土工膜7-1和两个所述护板7-2的前边缘均嵌入在所述竖向凹槽内。

需要说明的是，通过将所述土工膜7-1和两个所述护板7-2的前边缘均嵌入在所述竖向凹槽内，防止了纵向混凝土围堰18和横向土石围堰接缝处渗水。

对本实用新型进行施工时，包括以下步骤：

步骤一、临时围堰修筑：如图8所示，沿所施工组合围堰施工位置外侧施工临时围堰1，并将所述临时围堰1内侧的水抽干；

按常规临时围堰施工方法施工临时围堰1，临时围堰1可以为钢板桩围堰，也可以为抛石形成的挡水结构；

步骤二、纵向混凝土围堰修筑：按常规混凝土围堰修筑方法修筑纵向混凝土围堰18；且在纵向混凝土围堰18两个端面的中部沿竖直方向开设一条竖向凹槽

步骤三、横向土石围堰修筑：在纵向混凝土围堰18的两端与河岸之间各修筑一个所述横向土石围堰；每个所述横向土石围堰修筑均包括以下步骤：

步骤301、测量放线：如图8所示，根据所施工横向土石围堰设计图纸，在临时围堰1内河床上测量放样出横向土石围堰的轮廓外线2、轮廓内线3和围堰中线4，所述围堰中线4位于轮廓外线2和轮廓内线3之间，所述轮廓外线2与围堰中线4之间的距离和轮廓内线3与围堰中线4之间的距离相同；

步骤302、底部封堵结构与竖向防水结构修筑：沿围堰中线4开挖截水槽，在所述截水槽内修筑底部封堵结构；沿围堰中线4所处竖向平面修筑竖向防水结构7；

步骤303、堆石体修筑：沿轮廓外线2的内侧和轮廓内线3的内侧均修筑堆石体6；

步骤304、堰体填筑：在所述竖向防水结构7的内侧和外侧分别修筑内堆体8和外堆体9；

步骤305、迎水面边坡石笼护面修筑：在所述外堆体9的坡面下部修筑石笼护面16；

步骤306、生态防护结构修筑：在石笼护面16上方沿外堆体9的坡面铺设石块形成石块护面层17，再在石块护面层17中石块的缝隙之间以及内堆体8的坡面铺设草皮19。

需要说明的是，通过在横向土石围堰修筑时，先修筑堆石体6，再修筑内堆体8和外堆体9，内堆体8和外堆体9修筑过程中大量滚落的土石料被堆石体6拦住，防止了大量滚落土石料进入水体和基坑造成后期水污染，通过在横向土石围堰修筑时，一次直接修筑好底部封堵结构和竖向防水结构7，然后再进行横向土石围堰的堰体填筑，提高了施工效率。在竖向防水结构7修筑完成后，在竖向防水结构7两侧同时修筑所述土石堆体，使所述土石堆体能够直接从下向上一次填筑完成，中途不需要停下，能够极大的提高施工效率。

对所述底部封堵结构施工时包括以下步骤：

步骤3021、沿所述截水槽的侧壁由后向前布设多个石板13，前后相邻的两个所述石板13之间的缝隙处填筑有干性粘土；每个所述石板13与所述截水槽的侧壁之间的均预留0.5m～0.7m间隙；

步骤3022、在每个所述石板13与所述截水槽的侧壁之间均填满干性粘土形成干性粘土层14

步骤3023、沿围堰中线4所处竖直平面施工竖向防水结构7，竖向防水结构7的底部布设在所述截水槽的底部；

修筑竖向防水结构7包括以下步骤：

步骤A、如图5所示，沿围堰中线4的两侧各竖直布设一排立杆15，立杆15的底部位于所述截水槽的底部，也可以将立杆15的底部插入所述截水槽的底部的土体中；

步骤B、然后将所述土工膜7-1和两个所述护板7-2插装在两排所述立杆15之间，且所述土工膜7-1和两个所述护板7-2的前边缘均嵌入在纵向混凝土围堰18端面开设的竖向凹槽内；所述土工膜7-1为提前夹持在两个所述护板7-2之间；

步骤3024、在两个所述护板7-2与每个所述石板13之间浇筑混凝土，待混凝土终凝后形成两个防渗墙5，所述防渗墙5的前端与纵向混凝土围堰18浇筑为一体，两排所述立杆15的下部分别浇筑在两个防渗墙5内。

需要说明的是，通过先施工多个石板13和干性粘土层14，防止了河床上的淤泥流入到所述截水槽内，避免了造成后期浇筑防渗墙5时发生混凝土污染和浇筑出的防渗墙5底部不稳定的问题。通过先施工竖向防水结构7再浇筑两个防渗墙5，使竖向防水结构7的下部能够被两个防渗墙5牢牢固定。

需要说明的是，通过布设两排立杆15和两个护板7-2，使土工膜7-1可以保持住竖直状态，使竖向防水结构7的不在需要随堰体的填筑逐段修筑，可以在填筑堰体前，直接将竖向防水结构7修筑完成，使堰体的填筑不在遭受竖向防水结构7修筑进度的影响，使堰体的填筑可以一次完成，有效的提高了施工效率。

本实施例中，所施工横向土石围堰所处河床为喀斯特地貌河床，步骤302中所述截水槽开挖时，首先通过破碎锤敲碎河床基岩，再通过挖机挖出破碎锤敲碎河床基岩形成的碎料，形成所述截水槽。

需要说明的是，通过破碎锤敲碎河床基岩，再通过挖机挖出破碎锤敲碎河床基岩形成的碎料的方法，开完形成所述截水槽，能够降低对河床岩体的扰动，因是喀斯特地貌河床，若采用原始爆破开挖截水槽的方法，容易造成河床大面积崩裂，故采用破碎锤敲碎河床基岩，再通过挖机挖出破碎锤敲碎河床基岩形成的碎料的方法，开完形成所述截水槽。

步骤303中修筑堆石体6包括以下步骤：

步骤3031：对堆石体6施工区域进行抛石挤淤施工，形成堆石体6修筑地基；

步骤3032：在步骤3031修筑的地基上，绑扎所述竖向钢筋笼，再向所述竖向钢筋笼内填筑满石块形成堆石体6。

需要说明的是，通过进行抛石挤淤施工，石块压实了河床形成堆石体6修筑地基，使修筑好的堆石体6的稳定性提高。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：包括布设在河道中的纵向混凝土围堰(18)和两个分别布设在纵向混凝土围堰(18)两端与河岸之间的横向土石围堰，所述纵向混凝土围堰(18)与所述河道相平行，所述横向土石围堰与所述河道相垂直；所述横向土石围堰包括嵌入在河床内的底部封堵结构、竖向防水结构(7)和堰体；所述底部封堵结构和竖向防水结构(7)均布设在所述纵向混凝土围堰(18)端部与河岸之间且均垂直于纵向混凝土围堰(18)，所述竖向防水结构(7)竖直布设在所述底部封堵结构上方，所述竖向防水结构(7)的下部伸入至所述底部封堵结构内部，所述堰体包括布设在竖向防水结构(7)内外两侧的内堆体(8)和外堆体(9)；所述内堆体(8)和外堆体(9)均为土石堆体；所述土石堆体的上表面为由上向下逐渐向外倾斜的坡面，所述竖向防水结构(7)的高度不小于所述土石堆体的高度；

所述土石堆体坡面的坡脚处均布设有堆石体(6)，所述堆石体(6)由竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼布设在所述纵向混凝土围堰(18)端部与河岸之间且垂直于纵向混凝土围堰(18)；

所述外堆体(9)的坡面为迎水面，所述外堆体(9)坡面的下部布设有石笼护面(16)，所述石笼护面(16)的高度不小于所述河道内河流的常水位；所述石笼护面(16)由沿外堆体(9)坡面布设的斜向钢筋笼和填充在所述斜向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼的顶部与所述斜向钢筋笼的底部连接；

所述石笼护面(16)的上方且沿外堆体(9)坡面布设有石块护面层(17)，所述石块护面层(17)由铺设在所述外堆体(9)的坡面上的多个护面石块组成；

相邻两个所述护面石块的缝隙之间以及所述内堆体(8)的坡面上均覆盖有草皮(19)。

2.按照权利要求1所述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述竖向防水结构(7)包括竖直布设的土工膜(7-1)和对土工膜(7-1)进行防护的防护装置；所述防护装置包括布设在土工膜(7-1)两侧的两排立杆(15)，每排所述立杆(15)与土工膜(7-1)之间均布设有护板(7-2)，两个所述护板(7-2)夹持在土工膜(7-1)的两侧且卡紧在两排所述立杆(15)之间；所述护板(7-2)板面的尺寸不小于土工膜(7-1)的尺寸；所述立杆(15)、护板(7-2)和土工膜(7-1)的下部均伸入至所述底部封堵结构内部。

3.按照权利要求1或2所述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述底部封堵结构包括布设在竖向防水结构(7)两侧且嵌入在所述河床内的两个防渗墙(5)，每个所述防渗墙(5)的外侧沿防渗墙(5)的长度方向成排布设的多块石板(13)，多块所述石板(13)均与防渗墙(5)呈平行布设，同一防渗墙(5)外侧的多块所述石板(13)的外侧与所述河床之间布设有干性粘土层(14)。

4.按照权利要求2所述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述土石堆体包括布设在竖向防水结构(7)侧面的粘土层(10)和布设在粘土层(10)外侧的土石层(12)，所述粘土层(10)与土石层(12)之间布设有反滤层(11)，所述立杆(15)的中部埋设在所述粘土层(10)内。

5.按照权利要求2所述的一种混凝土围堰和土石围堰组合围堰，其特征在于：所述纵向混凝土围堰(18)两个端面上均沿竖直方向开设有竖向凹槽，所述土工膜(7-1)和两个所述护板(7-2)的前边缘均嵌入在所述竖向凹槽内。