CN212427148U - 一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，至少包括土石围堰堰体，所述土石围堰堰体的顶部设置有格宾石笼，格宾石笼的两端设置有贴坡防护墙；所述土石围堰堰体的下游坡面上设置有模袋混凝土保护层，所述模袋混凝土保护层包括模袋及填充于模袋内的高流态混凝土；所述土石围堰堰体的下游坡面与河道岸坡衔接处设置有混凝土齿墙。本实用新型避免了土石围堰堰顶应急溢流时由于堰体土石材料过流抗冲能力弱而可能产生溃堰，严重影响工程安全，甚至威胁下游人民生命财产安全的风险；具有结构简单易施工，适用性强，投资少，施工方便，工期短，结构安全可靠等优点。

Description

一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构

技术领域

本实用新型属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构。

背景技术

土石围堰是充分利用工程开挖弃渣及当地土石材料填筑而成的土石结构类围堰，对基础适应性强，其施工对气候条件要求低，施工工艺简单，可用大型土石方挖填机具快速施工，是我国应用最广泛的水利水电工程施工导流挡水围堰型式。

采用土石围堰挡水汛期进行基坑内施工任务时，若遭遇工程流域内连续暴雨而致的超标洪水，洪水可能漫顶从堰顶溢流宣泄，堰顶水流会形成对围堰的冲刷，由于土石围堰过流抗冲能力弱，堰顶溢流洪水可能导致溃堰，严重影响工程安全，甚至威胁下游人民生命财产安全。因此，十分有必要对土石堰遭遇超标洪水时的紧急防护措施进行针对性研究，研究一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构成为急需解决的问题。

现有技术中土石围堰堰顶过流存在以下缺点：

1.土石围堰溢流时抗水流冲刷能力弱，堰顶易冲刷成槽危及其稳定安全。

2.土石围堰溢流时下游堰脚抗掏刷能力弱，围堰易垮塌。

3.土石围堰溢流时下游堰坡抗水流冲刷能力弱，围堰易失稳破坏。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，至少包括土石围堰堰体，所述土石围堰堰体的顶部设置有格宾石笼，所述格宾石笼的两端设置有用于防护堰顶岸坡的贴坡防护墙；

所述土石围堰堰体的下游坡面上设置有模袋混凝土保护层，所述模袋混凝土保护层包括模袋及填充于所述模袋内的高流态混凝土；所述土石围堰堰体的下游坡面与河道岸坡衔接处设置有混凝土齿墙。

进一步地，所述格宾石笼、贴坡防护墙分别通过多个间隔一定距离的基础锚筋与土石围堰堰体连接。

进一步地，所述模袋的顶部置于堰顶格宾石笼之下，并通过埋置于土石围堰堰体内第一预埋锚筋与土石围堰堰体连接；模袋的底部位于混凝土齿墙之上，并通过第二预埋锚筋与混凝土齿墙锚固。

进一步地，所述模袋沿着土石围堰堰体坡面纵向方向设置的部分内有多个模袋固定锚筋，每个模袋固定锚筋的一端插入土石围堰堰体坡面，另一端伸入模袋内高流态混凝土中。

进一步地，所述格宾石笼的迎水面设置有厚度为10~20cm的混凝土。

优选地，所述混凝土齿墙的宽度为0.5m～1m，高度为1m～3m。

优选地，所述模袋内高流态混凝土的充填厚度为35～45cm，充填混凝土塌落度控制在22～26cm。

优选地，所述格宾石笼所用铅丝为高强低碳镀锌钢丝，其直径为4mm，铅丝的抗拉强度不小于420 N/mm2；格宾石笼内充填有直径10cm～30cm的块石。

优选地，所述基础锚筋的直径为25～28mm，长度为2.5m，插入土石围堰堰体内的深度为2m，且相邻基础锚筋之间的间距1.5m～2m。

优选地，所述模袋固定锚筋的直径为25～28mm，长度为1.5m，相邻模袋固定锚筋之间的间距1.5m～3m；所述模袋固定锚筋插入土石围堰堰体坡面的深度为1.15m，模袋固定锚筋伸入模袋内高流态混凝土中的深度为0.35m。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型根据水情预报可在工程突发超标洪水前快速加固土石围堰，提高堰顶溢流抗冲能力，提前避免土石围堰堰顶溢流溃堰造成对实施工程及下游人民生命财产安全的风险。具有结构简单，适用性强，投资少，施工方便快速，结构安全可靠等优点。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构

图1是本实用新型所述土石围堰快速防护加固后的围堰平面图；

图2是本实用新型所述土石围堰快速防护加固后的围堰剖面图。

附图标记说明：

1-土石围堰堰堰体；2-格宾石笼；3-混凝土齿墙；4-模袋；5-贴坡防护墙；6-基础锚筋；7-模袋固定锚筋；8-第一预埋锚筋；9-第二预埋锚筋。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人员了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

第一实施方式

本实用新型的第一实施方式涉及一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，至少包括土石围堰堰体1，所述土石围堰堰体1的顶部设置有格宾石笼2，所述格宾石笼2的两端设置有用于防护堰顶岸坡的贴坡防护墙5；

所述土石围堰堰体1的下游坡面上设置有模袋混凝土保护层，所述模袋混凝土保护层包括模袋4及填充于所述模袋4内的高流态混凝土；所述土石围堰堰体1的下游坡面与河道岸坡衔接处设置有混凝土齿墙3。

实际施工时，在土石围堰堰体1的顶部挖除一定深度堰体后码放相互连接的格宾石笼2，在堰顶格宾石笼2两端码放格宾石笼贴坡墙5，用于防护堰顶岸坡；土石围堰堰体1下游坡面与岸坡衔接处及坡脚设置混凝土齿墙3，作为土石围堰堰体1下游坡面与岸坡衔接处及坡脚防护体，兼作下游坡面防护层的基础，混凝土齿墙3由左岸延伸至右岸，且混凝土齿墙3顶部置于土石围堰下游坡面防护体下部。土石围堰下游坡面布置一定厚度膜袋混凝土作为下游坡面溢流防冲保护层，膜袋混凝土布置于两岸混凝土齿墙之间全部堰体下游坡面，由堰体下游坡脚混凝土齿墙顶延伸至堰顶下游侧格宾石笼保护层，置于格宾石笼层底部并深入格宾石笼层一定距离。

本实用新型所述土石围堰经防护加固后堰顶及下游堰坡全断面溢流，避免了土石围堰堰顶应急溢流时由于堰体土石材料过流抗冲能力弱而可能产生溃堰，严重影响工程安全，甚至威胁下游人民生命财产安全的风险；具有结构简单易施工，适用性强，投资少，施工方便，工期短，结构安全可靠等优点。

第二实施方式

在上述实施方式的基础上，进一步地，所述格宾石笼2通过多个间隔一定距离的基础锚筋6与土石围堰堰体1连接。实际施工时，在土石围堰堰体1堰顶贴近岸坡处各布置一排间隔一定距离的基础锚筋6，在基础锚筋6之上码放几层相互连接的格宾石笼形成贴坡防护墙5，两端格宾石笼贴坡墙由堰顶上游端延伸至堰下游端，其底部通过多个间隔设置的基础锚筋6与土石围堰堰体1锚固，贴坡防护墙5的迎水面设置有厚度为10~20cm的混凝土。

在堰顶两端格宾石笼贴坡墙间设堰顶溢流防冲保护层，防护层由堰顶上游迎水面延伸至下游背水面坡顶，所述保护层为土石围堰堰顶挖除一定深度堰体后码放一定厚度的相互连接的格宾石笼2，格宾石笼底部间隔布置有多个锚筋锚固，顶部素喷厚度为10~20cm的混凝土。

在本实施方式中，优选地，所述基础锚筋6的直径为25～28mm，长度为2.5m，插入土石围堰堰体1内的深度为2m，且相邻基础锚筋6之间的间距1.5m～2m。具体地，所述格宾石笼2所用铅丝为高强低碳镀锌钢丝，其直径为4mm，铅丝的抗拉强度不小于420 N/mm2；格宾石笼2内充填有直径10cm～30cm的块石。

第三实施方式

在上述实施方式的基础上，值得一提的是，所述模袋4的顶部置于堰顶格宾石笼2之下，并通过埋置于土石围堰堰体1内第一预埋锚筋8与土石围堰堰体1连接；模袋4的底部位于混凝土齿墙3之上，并通过第二预埋锚筋9与混凝土齿墙3锚固。进一步地，所述模袋4沿着土石围堰堰体1坡面纵向方向设置的部分内有多个模袋固定锚筋7，每个模袋固定锚筋7的一端插入土石围堰堰体1坡面，另一端伸入模袋4内高流态混凝土中。

实际施工时，土石围堰下游坡面与岸坡衔接处及坡脚设置混凝土齿墙，作为土石围堰下游坡面与岸坡衔接处及坡脚防护体，兼作下游坡面防护层的基础，齿墙由左岸延伸至右岸，齿墙顶部置于土石围堰下游坡面防护体下部。

土石围堰下游坡面布置一定厚度膜袋混凝土作为下游坡面溢流防冲保护层，膜袋混凝土布置于两岸混凝土齿墙之间全部堰体下游坡面，由堰体下游坡脚混凝土齿墙顶延伸至堰顶下游侧格宾石笼保护层，置于格宾石笼层底部并深入格宾石笼层一定距离。

在本实施方式中，优选地，所述混凝土齿墙3的宽度为0.5m～1m，高度为1m～3m。所述模袋4内高流态混凝土的充填厚度为35～45cm，充填混凝土塌落度控制在22～26cm。具体地，所述模袋固定锚筋7的直径为25～28mm，长度为1.5m，相邻模袋固定锚筋7之间的间距1.5m～3m；所述模袋固定锚筋7插入土石围堰堰体1坡面的深度为1.15m，模袋固定锚筋7伸入模袋4内高流态混凝土中的深度为0.35m。

第四实施方式

本实施方式提供了一种应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，包括以下内容：

（1）根据水情预报确定堰顶溢流洪水流量，按溢流流量确定土石围堰堰顶水深及水流流速，确定围堰下游堰坡水深及水流流速，根据确定的水深及流速在土石围堰堰顶两端岸坡各布置一排间隔一定距离的基础锚筋6。

（2）在堰顶两端基础锚筋6之上按溢流水深和稳定坡比码放多层相互连接的格宾石笼2形成贴坡防护墙5，其底部通过基础锚筋6与土石围堰堰体1锚固，在贴坡防护墙5的迎水面喷厚度为15cm的素混凝土。

（3）在堰顶两端格宾石笼贴坡墙间设堰顶溢流防冲保护层，防护层由堰顶上游迎水面延伸至下游背水面坡顶，所述保护层为土石围堰堰顶挖除深度1m～2m的堰体后码放一定厚度的相互连接的格宾石笼2，格宾石笼底部间隔布置基础锚筋6锚固，格宾石笼保护层顶部过水面素喷15cm混凝土。

（4）土石围堰堰体1下游坡面与岸坡衔接处及坡脚槽挖并浇筑形成混凝土齿墙3，作为土石围堰下游坡面与岸坡衔接处及坡脚防护体，兼作下游坡面防护层的基础，混凝土齿墙3由左岸延伸至右岸，齿墙顶部置于土石围堰下游坡面防护体下部。所述混凝土齿墙3的宽度为0.5m～1m，高度为1m～3m。

（5）在混凝土齿墙3内预埋两排第二预埋锚筋9用于锚固模袋4。

（6）整平压实土石围堰堰体1的下游坡面，在经整平压实土石围堰堰体1的下游坡面铺设模袋4，并通过模袋固定锚筋7将模袋4锚固于土石围堰堰体1下游坡面，模袋4坡脚及两端岸坡处置于齿墙混凝土3之上，并通过第二预埋锚筋9将模袋4与混凝土齿墙3连接；模袋4的顶部置于堰顶格宾铅丝石笼2之下，通过埋置于土石围堰堰体1内的第一预埋锚筋8将模袋4锚固牢靠。

（7）在土石围堰堰体1的堰顶利用混凝土泵将C20（二级配）混凝土泵送充填模袋4，混凝土塌落度控制在24cm左右，充填混凝土前先洒水润湿膜袋，混凝土充填喷射管插入膜袋灌口内不小于30cm，由下至上依次进行，当膜袋内混凝土充填饱满时，间歇5min～10min，然后进行二次充填直至充填饱满。

（8）所述格宾石笼2所用铅丝为高强低碳镀锌钢丝，其直径为4mm，铅丝的抗拉强度不小于420 N/mm2；格宾石笼2内充填有直径10cm～30cm的块石；所述基础锚筋6的直径为25mm，长度为2.5m，插入土石围堰堰体1内的深度为2m，且相邻基础锚筋6之间的间距1.5m～2m。所述模袋固定锚筋7的直径为25mm，长度为1.5m，相邻模袋固定锚筋7之间的间距1.5m～3m；所述模袋固定锚筋7插入土石围堰堰体1坡面的深度为1.15m，模袋固定锚筋7伸入模袋4内高流态混凝土中的深度为0.35m。所述模袋4由高强低伸的丙纶、锦纶和涤纶等合成纤维为原料机织而成，尺寸为25m×6m和25m×3m，厚度0.4m，模袋4搭接宽度不小于50cm，膜袋边框缝制采用4层叠制法。模袋4内充填混凝土为C20（二级配）高流态混凝土，塌落度控制在24cm左右，模袋4内充填混凝土层厚度为15cm。

（9）黄河上游某工程主河床上游围堰为土石围堰，围堰按20年一遇洪水标准设计，由于围堰下游坡脚距基坑内电站进水口距离较近，为防止汛期遭遇超标洪水，洪水位超过上游围堰堰顶溢流至电站进水口时水流冲刷堰顶、下游堰坡及堰脚，影响基坑内电站进水口安全，对该土石围堰采用了本实用新型技术方法进行了快速加固应急处理。施工时根据水情预报的堰顶溢流洪水流量确定了堰顶溢流水深、堰顶及下游堰坡水流流速，在堰顶两端岸坡各布置一排锚筋并在其上码放格宾铅丝石笼贴坡墙与之连接牢靠，在堰顶挖除1m～2m堰体并码放格宾铅丝石笼，并在铅丝石笼过流面素喷厚度15cm的混凝土，对土石围堰下游坡面进行修整压实后铺设膜袋，采用间隔布置φ25锚筋在堰体内锚固膜袋，并充填厚度为40cm的C20高流态混凝土形成膜袋混凝土防护体，下游堰坡周边及堰脚浇筑宽度1m的混凝土齿墙用于锚固膜袋混凝土，膜袋顶部置于堰顶格宾铅丝石笼之下并用锚筋锚固。当遇超标洪水时洪水由经加固防护的堰顶及下游堰坡溢流，后期经堰顶溢流考验，堰顶溢流时围堰安全、稳定，经加固防护的围堰运行正常，达到了预期目标。

以上实施方式没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知部件和常用结构或常用手段，此处不再一一详细说明。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细的说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：至少包括土石围堰堰体（1），所述土石围堰堰体（1）的顶部设置有格宾石笼（2），所述格宾石笼（2）的两端设置有用于防护堰顶岸坡的贴坡防护墙（5）；

所述土石围堰堰体（1）的下游坡面上设置有模袋混凝土保护层，所述模袋混凝土保护层包括模袋（4）及填充于所述模袋（4）内的高流态混凝土；所述土石围堰堰体（1）的下游坡面与河道岸坡衔接处设置有混凝土齿墙（3）。

2.根据权利要求1所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述格宾石笼（2）、贴坡防护墙（5）分别通过多个间隔一定距离的基础锚筋（6）与土石围堰堰体（1）连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述模袋（4）的顶部置于堰顶格宾石笼（2）之下，并通过埋置于土石围堰堰体（1）内第一预埋锚筋（8）与土石围堰堰体（1）连接；模袋（4）的底部位于混凝土齿墙（3）之上，并通过第二预埋锚筋（9）与混凝土齿墙（3）锚固。

4.根据权利要求1所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述模袋（4）沿着土石围堰堰体（1）坡面纵向方向设置的部分内有多个模袋固定锚筋（7），每个模袋固定锚筋（7）的一端插入土石围堰堰体（1）坡面，另一端伸入模袋（4）内高流态混凝土中。

5.根据权利要求1所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述格宾石笼（2）的迎水面设置有厚度为10~20cm的混凝土。

6.根据权利要求1所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述混凝土齿墙（3）的宽度为0.5m～1m，高度为1m～3m。

7.根据权利要求1所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述模袋（4）内高流态混凝土的充填厚度为35～45cm，充填混凝土塌落度控制在22～26cm。

8.根据权利要求1所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述格宾石笼（2）所用铅丝为高强低碳镀锌钢丝，其直径为4mm，铅丝的抗拉强度不小于420 N/mm2；格宾石笼（2）内充填有直径10cm～30cm的块石。

9.根据权利要求2所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述基础锚筋（6）的直径为25～28mm，长度为2.5m，插入土石围堰堰体（1）内的深度为2m，且相邻基础锚筋（6）之间的间距1.5m～2m。

10.根据权利要求4所述的一种用于应急溢流洪水的土石围堰快速加固防护结构，其特征在于：所述模袋固定锚筋（7）的直径为25～28mm，长度为1.5m，相邻模袋固定锚筋（7）之间的间距1.5m～3m；所述模袋固定锚筋（7）插入土石围堰堰体（1）坡面的深度为1.15m，模袋固定锚筋（7）伸入模袋（4）内高流态混凝土中的深度为0.35m。

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