CN216739713U

CN216739713U - 一种岩溶地区灌浆帷幕结构

Info

Publication number: CN216739713U
Application number: CN202123449289.XU
Authority: CN
Inventors: 钱猛进; 龚江红; 杨浩; 曾诚; 黄珊珊
Original assignee: Hubei Shuizong Water Resources & Hydropower Construction Co ltd
Current assignee: Hubei Shuizong Water Resources & Hydropower Construction Co ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2031-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种岩溶地区灌浆帷幕结构，包括：多个第一灌浆管，其沿灌浆轴线间隔设置在基础管廊内，任一第一灌浆管的底端向下延伸至基岩层内；多个钢管桩，其沿坝体的上游侧外轮廓线连续设置，钢管桩的底部向下延伸至基岩层内；多个第二灌浆管，其与多个钢管桩一一对应，任一第二灌浆管穿过对应的钢管桩并延伸至基岩层内；其中，浆液分别经第一灌浆管与第二灌浆管注入后在基岩层内形成相邻的灌浆帷幕。本实用新型通过在坝体下方和上游侧分别设置两排相邻的灌浆帷幕，使位于覆盖层的钢管桩与位于基岩层的第一灌浆帷幕形成整体防渗结构，有效减少了渗漏量并降低了对单排灌浆帷幕的渗透压力，提高了灌浆帷幕的止水效果和整体稳定性。

Description

一种岩溶地区灌浆帷幕结构

技术领域

本实用新型涉及领域。更具体地说，本实用新型涉及一种岩溶地区灌浆帷幕结构。

背景技术

随着水利水电建设事业的发展，国内修建的大坝愈来愈多，地质条件良好的坝址，也越来越少。目前，许多大坝修建在岩溶发育的地区，在岩溶发育的岩石上筑坝，需要利用浆液充填各种节理裂隙、孔隙、孔洞和岩溶洞穴，形成连续的阻水帷幕，从而起到固结、粘合、防渗，提高承载强度和抗变形能力以及传递应力等的作用，但由于岩溶地区地质条件极其复杂，常规的灌浆帷幕施工通常在闸坝的岩石或砂砾石地基中进行，帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透。这种方法将帷幕灌浆区设置在坝体下方，施工时需完全在坝体内部管廊内进行，且由于灌浆工程量大，施工流程较长，容易与管廊内坝体的正常施工相互干扰；另外，仅靠注浆形成的单层止水帷幕对灌浆帷幕深度、施工质量的要求较高，在实际使用中容易造成灌浆帷幕渗漏等问题，严重影响筑坝质量和施工进度。

为解决上述问题，需要提供一种岩溶地区灌浆帷幕结构，在减少或避免帷幕渗漏的同事保证施工效率和施工质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种岩溶地区灌浆帷幕结构，通过在坝体下方和上游侧分别设置两排相邻的灌浆帷幕，位于坝体上游侧的第二灌浆帷幕设置在钢管桩下方，使位于覆盖层的钢管桩与位于基岩层的第一灌浆帷幕形成整体防渗结构，有效减少了渗漏量并降低了对单排灌浆帷幕的渗透压力，提高了灌浆帷幕的止水效果和整体稳定性。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种岩溶地区灌浆帷幕结构，包括：

多个第一灌浆管，其沿灌浆轴线间隔设置在坝体的基础管廊内，所述基础管廊靠近坝体的上游侧设置，任一第一灌浆管的顶端位于所述基础管廊的内底面，底端竖直向下延伸至基岩层内；

多个钢管桩，其沿坝体的上游侧外轮廓线连续设置在覆盖层内并形成止水桩墙，任一钢管桩与坝体的上游侧贴合设置，所述钢管桩的底部竖直向下延伸至基岩层内；

多个第二灌浆管，其与所述多个钢管桩一一对应，任一第二灌浆管竖直穿过对应的钢管桩并延伸至基岩层内；

其中，浆液分别经所述多个第一灌浆管与所述多个第二灌浆管注入后在基岩层内形成第一灌浆帷幕和第二灌浆帷幕，所述第一灌浆帷幕的上部与所述多个钢管桩连接，所述第一灌浆帷幕的下部与所述第二灌浆帷幕连接。

优选的是，所述岩溶地区灌浆帷幕结构，还包括排水管，其设置在坝体的排水管廊内，所述排水管廊位于坝体的下游侧且低于所述基础管廊设置。

优选的是，所述岩溶地区灌浆帷幕结构，所述钢管桩的顶端不低于覆盖层的的顶端，所述钢管桩伸入基岩层的深度不小于所述钢管桩总长的五分之一。

优选的是，所述岩溶地区灌浆帷幕结构，所述第一灌浆管与所述第二灌浆管的底端位于同一水平位置。

优选的是，所述岩溶地区灌浆帷幕结构，所述钢管桩与所述第一灌浆帷幕连接的侧面上设有多个连接孔，其沿所述钢管桩的高度方向间隔设置，任一连接孔连通所述第一灌浆帷幕与所述钢管桩的内部。

优选的是，所述岩溶地区灌浆帷幕结构，所述第一灌浆管、所述第二灌浆管均为深部孔口封闭结构，其包括管体，其为底端不开口的内中空结构，沿所述管体的高度方向间隔设有多个注浆孔；注浆管，其为上下两端开口的中空结构且同轴内套在所述管体的内部，所述注浆管的顶端固定在所述管体的顶部，所述注浆管的底端竖直向下伸入所述管体的下部。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型在坝体下方设置第一灌浆帷幕的基础上，在坝体上游侧紧贴坝体侧壁设有成排的钢管桩，并在钢管桩下方对应设置第二灌浆帷幕，从而，在坝体下方和上游侧形成两排相邻的灌浆帷幕结构，使位于覆盖层的钢管桩与位于基岩层的第一灌浆帷幕形成整体防渗结构，有效减少了渗漏量并降低了对单排灌浆帷幕的渗透压力，提高了灌浆帷幕的止水效果和整体稳定性；

2、本实用新型中的两排灌浆帷幕分别位于坝体下方和坝体上游侧的钢管桩下方，从而，两排灌浆帷幕在施工时相对独立，位于钢管桩下方的第二灌浆帷幕与坝体施工不存在相互干涉，即两排灌浆帷幕的施工可同时进行；另外，在保证稳定性的基础上，位于坝体下方的第一灌浆帷幕中的灌浆孔可适当减少，进一步减小了对坝体本身施工的干扰，并提高了施工效率。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的一种岩溶地区灌浆帷幕的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一灌浆管；11、第一灌浆帷幕；2、第二灌浆管；21、第二灌浆帷幕；3、钢管桩；41、基础管廊；42、排水管廊；5、坝体；6、排水管；71、上游侧水位；72、下游侧水位；8、覆盖层；9、基岩层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供一种岩溶地区灌浆帷幕结构，包括：

多个第一灌浆管1，其沿灌浆轴线间隔设置在坝体5的基础管廊41内，所述基础管廊41靠近坝体5的上游侧设置，任一第一灌浆管1的顶端位于所述基础管廊41的内底面，底端竖直向下延伸至基岩层9内；

多个钢管桩3，其沿坝体5的上游侧外轮廓线连续设置在覆盖层8内并形成止水桩墙，任一钢管桩3与坝体5的上游侧贴合设置，所述钢管桩3的底部竖直向下延伸至基岩层9内；

多个第二灌浆管2，其与所述多个钢管桩3一一对应，任一第二灌浆管2竖直穿过对应的钢管桩3并延伸至基岩层9内；

其中，浆液分别经所述多个第一灌浆管1与所述多个第二灌浆管2注入后在基岩层9内形成第一灌浆帷幕11和第二灌浆帷幕21，所述第一灌浆帷幕11的上部与所述多个钢管桩3连接，所述第一灌浆帷幕11的下部与所述第二灌浆帷幕21连接。

上述技术方案中，所述岩溶地区灌浆帷幕结构适用于水坝基础施工，坝体5底部设置在水下覆盖层8与基岩层9交界处，由于岩溶地区地下结构复杂，存在多种裂隙、孔隙、孔洞或岩溶洞穴，坝体5在浇筑后持续承受两侧水压和冲击力，存在基础不稳定等问题，且通常情况下防渗结构(灌浆帷幕)直接设置在坝体5下方，同样受到岩溶地质的影响易出现渗漏问题，进一步影响坝体5可靠性和稳定性。为此，提出一种能够更好的适应岩溶地区防渗结构施工的灌浆帷幕结构，在原本的(位于坝体下方的)灌浆帷幕基础上，在坝体上游侧另外设置一道灌浆帷幕(即第二灌浆帷幕21)，与第一灌浆帷幕11共同作用减少地基中地下水的渗透。具体的，坝体的上游侧水位71高于下游侧水位72，在上游侧收到的水压和冲击力更大，也更容易发生渗漏，第二灌浆帷幕21通过设置在上游侧覆盖层8内的钢管桩3进行定位和施工，在钢管桩3内部对应安装第二灌浆管2，其穿过钢管桩3后伸入基岩层9内部一定距离，对钢管桩3下方的岩体进行填充和固化，在紧挨坝体上游侧的覆盖层8和基岩层9内形成整体防渗结构，包括钢管桩3形成的止水桩墙和利用第二灌浆管2进行灌浆施工形成的第二灌浆帷幕21，止水桩墙紧贴坝体5的上游侧外侧壁设置，且钢管桩3穿过覆盖层8伸入基岩层9内部，加强了坝体5在上游侧的受力强度和支撑稳定性；同时，钢管桩3与第二灌浆帷幕21组成的整体防渗结构的施工在位置上与坝体5分离，减少了防渗结构施工对坝体5本身施工的影响，从而，第一灌浆帷幕11、第二灌浆帷幕21的施工可同时进行，在保证施工效率的同时提高了防渗可靠性。另外，为与第二灌浆帷幕21的结构配合，采用将位于坝体5下方的第一灌浆帷幕11前移的技术方案，将坝体5本身施工中需使用的基础管廊41靠近坝体5的上游侧设置，然后利用基础管廊41进行第一灌浆帷幕11的施工。具体的，第一灌浆管1设置在基础管廊41下更靠近钢管桩3和第二灌浆管2的位置，从基础管廊41的内底面向下穿过坝体5并伸入基岩层9中，多个第一灌浆管1与多个第二灌浆管2在分别成排后，两排灌浆管基本沿同一走向间隔设置(第一灌浆管1沿灌浆轴线设置，第二灌浆管2沿坝体5上游侧的轮廓线设置)，两排灌浆管间存在宽度较小的基岩层空间。从而，在向第一灌浆管1与第二灌浆管2注浆后，浆液沿基岩层空间从一种灌浆管处向另一种灌浆管扩散，逐渐将两排灌浆管间的基岩层空间内的裂隙、孔隙等填充完成，此时第一灌浆帷幕11与第二灌浆帷幕21在宽度方向(坝体5上下游两侧的水平方向)上连为一体，且由于第一灌浆管1与第二灌浆管2的水平间距较短，从第一灌浆管1注浆形成的第一灌浆帷幕11(的上部)能够扩散至同高度位置的钢管桩3一侧，进一步将钢管桩3与第一灌浆帷幕11连为一体，进而，第一灌浆帷幕11、第二灌浆帷幕21、钢管桩3共同形成整体帷幕结构，并与坝体5的上游侧和下方充分连接，在保证坝体稳定性的同时有效提高其防渗效果。

本实用新型在坝体下方设置第一灌浆帷幕的基础上，在坝体上游侧紧贴坝体侧壁设有成排的钢管桩，并在钢管桩下方对应设置第二灌浆帷幕，从而，在坝体下方和上游侧形成两排相邻的灌浆帷幕结构，使位于覆盖层的钢管桩与位于基岩层的第一灌浆帷幕形成整体防渗结构，有效减少了渗漏量并降低了对单排灌浆帷幕的渗透压力，提高了灌浆帷幕的止水效果和整体稳定性。同时，两排灌浆帷幕在施工时相对独立，位于钢管桩下方的第二灌浆帷幕与坝体施工不存在相互干涉，即两排灌浆帷幕的施工可同时进行；另外，在保证稳定性的基础上，位于坝体下方的第一灌浆帷幕中的灌浆孔可适当减少，进一步减小了对坝体本身施工的干扰，并提高了施工效率。

在另一技术方案中，所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，还包括排水管6，其设置在坝体5的排水管廊42内，所述排水管廊42位于坝体5的下游侧且低于所述基础管廊41设置。上述技术方案中，坝体5中还另设有排水管廊42，其高度位置低于基础管廊41并与其在坝体5内连通，排水管6从排水管廊42中伸出至坝体5外部，方便基础管廊41施工排水，同时，在基础管廊41中进行第一灌浆管1的注浆作业时，对应灌浆孔的排水会从基础管廊41中流出，此时，施工人员和设备可放置在基础管廊41中地势较高的一侧，水中灌浆孔中流出后能够通过排水管廊42和排水管6快速流出，避免影响基础管廊内的正常施工，并降低了作业人员施工的安全风险。

在另一技术方案中，所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，所述钢管桩3的顶端不低于覆盖层8的的顶端，所述钢管桩3伸入基岩层9的深度不小于所述钢管桩3总长的五分之一。具体的，钢管桩需要与坝体侧壁有足够的接触长度，以保证对坝体的支撑能力，另外，钢管桩3完全穿过覆盖层8并伸入基岩层9一段距离，保证了钢管桩本身的支撑稳定性，且能够与基岩层9中另一侧的第一灌浆帷幕11配合连接形成整体结构。

在另一技术方案中，所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，所述第一灌浆管1与所述第二灌浆管2的底端位于同一水平位置。从而，方便同时对第一灌浆帷幕11和第二灌浆帷幕21进行同步施工，沿灌浆轴线上同一位置的第一灌浆管1与第二灌浆管2在施工时从下至上同步注浆，同一高度位置的浆液在基岩层9中同时相向扩散并连为一体，使第一灌浆帷幕与第二灌浆帷幕的连接效果更好、连接强度更高，进一步提高了整体帷幕结构的连接强度和连接稳定性。

在另一技术方案中，所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，所述钢管桩3与所述第一灌浆帷幕11连接的侧面上设有多个连接孔，其沿所述钢管桩3的高度方向间隔设置，任一连接孔连通所述第一灌浆帷幕11与所述钢管桩3的内部。具体的，钢管桩3与第一灌浆管1间的填充区(基岩层空间)自然形成位于上部(覆盖层)的止水桩墙与位于下部(基岩层9)的灌浆帷幕间的过度层，能够更好的连接止水桩墙与灌浆帷幕，共同进行止水防渗作用。上述技术方案中，通过在钢管桩3与第一灌浆帷幕11连接的侧壁上设置多个连接孔，在第一灌浆帷幕11施工时，扩散的浆液能够进一步填充钢管桩3之间、钢管桩3与坝体5的间隙，当钢管桩内部的浇筑施工与第一灌浆帷幕的上部施工同步进行时，能够使钢管桩与第一灌浆帷幕更好的连为一体，加强了灌浆帷幕结构的整体性稳定性。

在另一技术方案中，所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，所述第一灌浆管1、所述第二灌浆管2均为深部孔口封闭结构，其包括管体，其为底端不开口的内中空结构，沿所述管体的高度方向间隔设有多个注浆孔；注浆管，其为上下两端开口的中空结构且同轴内套在所述管体的内部，所述注浆管的顶端固定在所述管体的顶部，所述注浆管的底端竖直向下伸入所述管体的下部。具体的，第一注浆管和第二注浆管均设置为双层套管结构，注浆管位于管体内部，通过注浆管向管体底部注浆，且由于管体底端封闭，侧壁开设有注浆孔，使浆液从管体底部向上回流，并在反向流动过程中沿注浆孔向外部基岩层扩散。可有效避免因岩溶地质中裂缝、溶洞较多造成的堵管、下部浆液扩散不充分等问题，保证了灌浆帷幕施工的可靠性，提高其防渗能力。上述技术方案主要可应用与浅表层岩体风化破碎严重易形成浆液大量流失的地段，在深部孔口封闭的情况下进行灌浆，既可满足帷幕的施工质量要求，又减少了水泥的无益消耗，可产生明显的经济效益。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种岩溶地区灌浆帷幕结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，其特征在于，还包括排水管，其设置在坝体的排水管廊内，所述排水管廊位于坝体的下游侧且低于所述基础管廊设置。

3.如权利要求1所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，其特征在于，所述钢管桩的顶端不低于覆盖层的顶端，所述钢管桩伸入基岩层的深度不小于所述钢管桩总长的五分之一。

4.如权利要求1所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，其特征在于，所述第一灌浆管与所述第二灌浆管的底端位于同一水平位置。

5.如权利要求1所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，其特征在于，所述钢管桩与所述第一灌浆帷幕连接的侧面上设有多个连接孔，其沿所述钢管桩的高度方向间隔设置，任一连接孔连通所述第一灌浆帷幕与所述钢管桩的内部。

6.如权利要求1所述的岩溶地区灌浆帷幕结构，其特征在于，所述第一灌浆管、所述第二灌浆管均为深部孔口封闭结构，其包括管体，其为底端不开口的内中空结构，沿所述管体的高度方向间隔设有多个注浆孔；注浆管，其为上下两端开口的中空结构且同轴内套在所述管体的内部，所述注浆管的顶端固定在所述管体的顶部，所述注浆管的底端竖直向下伸入所述管体的下部。