CN218405504U

CN218405504U - 一种新型复合式过水围堰结构

Info

Publication number: CN218405504U
Application number: CN202222656905.7U
Authority: CN
Inventors: 张睿; 李子昌; 曹丰泽; 刘元广; 杨社亚; 林鹏; 潘新波; 娄威立; 聂宇辛; 杜立兵
Original assignee: Sichuan Energy Internet Research Institute EIRI Tsinghua University; Sinohydro Bureau 11 Co Ltd
Current assignee: Sichuan Energy Internet Research Institute EIRI Tsinghua University; Sinohydro Bureau 11 Co Ltd
Priority date: 2022-10-10
Filing date: 2022-10-10
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2032-10-10

Abstract

本实用新型属于围堰施工技术领域，公开了一种新型复合式过水围堰结构，包括：主体，沿截断水流的方向填筑于河床上，并与河床两侧的山体结合；主体为胶凝砂砾石材料填筑，主体从底到顶厚度逐渐减小呈梯形，并具有位于上游侧的第一坡面和位于下游侧的第二坡面；垫层，填筑于主体的下方并延伸至河床下方的基岩位置；第一防渗层，沿第一坡面填筑；第一防渗层的底部与戗堤下游侧的侧壁抵接并形成第一抵接坡面；戗堤由底到顶厚度逐渐减小呈梯形；及预制挡块模板，可拆卸地安装于第二坡面；本实用新型在提高围堰安全性能的同时，能够缩短工期、降低成本。

Description

一种新型复合式过水围堰结构

技术领域

本实用新型涉及围堰施工技术领域，具体涉及一种新型复合式过水围堰结构。

背景技术

水利水电工程作为重要基础设施，承担着发电、防洪、灌溉、产能等诸多职责，这使得其建设质量尤为重要。围堰是一种工程施工前期修筑的围护结构，能避免水土进入施工区域，旨在为工程建设提供稳定的施工条件，以保证工程质量。

CSG(胶凝砂砾石，Cemented Sand and Gravel)围堰技术是一种新型的筑坝技术，相较于传统的混凝土、土石等围堰技术而言，其材料易得、填料量小、施工要求低、施工工期短及成本缩短明显，故逐渐被应用于围堰施工领域。但在实际施工中，单一CSG围堰的稳定性有待加强，抗压抗拉防渗强度低，施工质量难以保证。故现需要一种基于CSG技术的新型复合式围堰结构，其不仅具有CSG围堰技术本身的优势，还具有高抗压抗拉及高防渗的效果，能够达到围堰施工的安全标准。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种新型复合式过水围堰结构，在提高围堰安全性能的同时，还能够缩短工期、降低成本。

一种新型复合式过水围堰结构，包括：

主体，沿截断水流的方向填筑于河床上，并与所述河床两侧的山体结合；所述主体为CSG材料填筑，所述主体从底到顶厚度逐渐减小呈梯形，并具有位于上游侧的第一坡面和位于下游侧的第二坡面；

垫层，填筑于所述主体的下方并延伸至所述河床下方的基岩位置；

第一防渗层，沿所述第一坡面填筑；所述第一防渗层的底部与戗堤下游侧的侧壁抵接并形成第一抵接坡面；所述戗堤由底到顶厚度逐渐减小呈梯形；及

预制挡块模板，可拆卸地安装于所述第二坡面。

优选地，所述主体与所述河床侧边山体结合的高陡坡处填筑有堆石支撑体，所述堆石支撑体包括堆石体及浇筑在所述堆石体内的混凝土。

优选地，还包括自溃堤，所述自溃堤沿所述主体截断水流的方向填筑于所述主体的顶部。

优选地，所述预制挡块模板有多件，多件所述预制挡块模板沿所述第二坡面由底到顶呈多级台阶状布置。

优选地，还包括沿所述第一防渗层上游侧填筑的一般填筑料层。

优选地，所述一般填筑层的底部与戗堤下游侧的侧壁抵接并形成第二抵接坡面。

优选地，还包括第二防渗层，所述第二防渗层沿所述主体的第二坡面填筑于所述主体和所述预制挡块模板之间。

优选地，所述第二防渗层为富浆混凝土层。

优选地，所述第一防渗层为黏土层。

本实用新型的有益效果为：

1、通过主体、垫层及第一防渗层的设置，使得过水围堰结构稳定，围堰底部不易出现渗水等情况；而预制挡块模板利用其自重抵抗CSG材料在碾压施工过程中对该预制挡块模板的侧向压力，无需另外设置模板支撑系统，不仅节约施工时间，还降低了工程成本；预制挡块模板安装拆卸方便、入仓口可以灵活布置，便于CSG材料高效多点入仓。

2、通过堆石支撑体的设置，提前在山体高陡处完成混凝土填筑，且在堰体不断升高后，堆石支撑体能够作为高程的进仓道路，便于填筑材料入仓，进一步地缩短了围堰的施工周期。

3、主体上游侧填筑黏土以形成第一防渗层，提高了围堰整体的防渗强度，而且为上游面不立模施工创造了技术条件；此外，主体上游面不立模板，使得CSG材料可以从围堰上游侧入仓，并配合第一防渗层同步回填碾压的施工工艺，从而实现CSG材料可多点入仓，继而提高施工效率，使CSG材料填筑上升的速度大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明中过水围堰的横断面图；

图2为本发明中过水围堰的纵断面图；

附图标记：

1-主体，11-第一坡面，12-第二坡面；

2-垫层；

3-第一防渗层，31-第一抵接坡面；

4-预制挡块模板；

5-自溃堤；

6-一般填筑料层，61-第二抵接坡面；

7-第二防渗层；

8-堆石支撑体；

9-戗堤。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

请参阅图1及图2，一种新型复合式过水围堰，包括主体1、垫层2、第一防渗层3及预制挡块模板4。

主体1沿截断水流的方向填筑于河床上，并与河床两侧的山体结合；主体 1为CSG材料填筑，主体1从底到顶厚度逐渐减小呈梯形，并具有位于上游侧的第一坡面11和位于下游侧的第二坡面12。具体地，第一坡面11的坡比大于第二坡面12的坡比。可以理解的是，CSG材料(胶凝砂砾石)是在砂砾石中加入胶凝材料制成，能够增加砂砾石的凝结能力，从而优化围堰主体1 的结构，加强围堰主体1的稳定性，还可以减小水泥水化热、温度应力，降低裂缝产生的概率，以及阻止水流沿着碾压薄弱面进入围堰。在本实施方式中，第一坡面11的坡比为1:0.5，第二坡面12的坡比为1:0.7。

在一实施方式中，主体1与河床侧边山体结合的高陡坡处填筑有堆石支撑体8，堆石支撑体8包括堆石体及浇筑在堆石体内的混凝土。可以理解的是，山体高陡处不便于入仓进料，且随着堰体不断升高，也需要修建不同高程的进仓道路。故提前在山体高陡处入仓块石或卵石以形成堆石体，再在堆石体内浇筑混凝土，从而形成堆石支撑体8，便于主体1材料后续入仓；且该高陡处在围堰主体1填筑到该位置时已经提前完成了填筑，从而缩短施工周期。

在一实施方式中，堆石支撑体8内填筑的混凝土为自密实混凝土 (Self-Consolidating Concrete，SCC)。可以理解的是，山体高陡处不便于入仓进料、增加了相关材料运输入仓的时间。若采用常规的泵送混凝土进行浇筑将无法有效控制水化热，容易形成混凝土开裂，从而造成成本和材料的浪费。自密实混凝土则具有高流动性能、充填性能、抗离析性能的优势，使其依靠自重填充到堆石体的空隙中，形成完整、密实、低水化热的大体积混凝土，由此节约了成本与材料用量。本实施方式中，自密实混凝土(SCC)的配比为：水灰比0.6，设计强度C15，设计塌落扩展度为120mm～160mm，最大骨粒径 45mm，各材料用料(kg/m³)：水200；水泥333；水洗砂795；小石583；减水剂3.33。具体如下表所示：

垫层2，填筑于主体1的下方并延伸至河床下方的基岩位置，以保证围堰有足够的支撑。具体地，垫层2利用赶水混凝土进行填筑。为使赶水混凝土具有更好的和易性和可泵性，基于多组室内配合比试验结果选定本实施方式中赶水混凝土的最终配合比，赶水混凝土中水灰比为0.6，设计强度为C15，砂率为45％，赶水混凝土中各材料用量(kg/m³)为水200；水泥333；碾压沙795；小石583；中石389；减水剂3.33。具体如下表所示：

为进一步地缩短施工周期，围堰底部不抽排积水，直接浇筑赶水混凝土以形成垫层2。此外，赶水混凝土进行赶水浇筑时深入河床8m至10m，超过施工时基坑内的水位高度。

第一防渗层3沿第一坡面11填筑；第一防渗层3的底部与戗堤9下游侧的侧壁抵接并形成第一抵接坡面31；戗堤9由底到顶厚度逐渐减小呈梯形。具体地，第一抵接坡面31的坡比为1:1。第一防渗层3底部与戗堤9抵接的设置，使得戗堤9可以作为第一防渗层3底部的抗压模板，以抵抗第一防渗层3 填筑时的侧向压力；且第一防渗层3底部与戗堤9抵接，还减少了第一防渗层 3需要的填筑材料，以节约成本。

在一实施方式中，第一防渗层3为黏土层。黏土层能够牢固地吸附在主体 1的上游侧，防止水流进入主体1中，且其原材料易得、成本低。

在一实施方式中，围堰结构还包括一般填筑料层6，其沿第一防渗层3的上游侧填筑。具体地，一般填筑料层6采用的是水利工程中常规的填筑材料；也可以采用施工现场挖出的相关材料，从而节约成本，减少运输材料的准备及减少弃料，进一步缩短工期，降低成本。

在一实施方式中，一般填筑料层6的底部与戗堤9抵接，并形成第二抵接坡面61；具体地，第二抵接面的坡比为1:1。可以理解的是，一般填筑料层6 底部与戗堤9抵接的设置，使得戗堤9可以作为一般填筑料层6底部的抗压模板，以抵抗一般填筑料层6填筑时的侧向压力；且一般填筑料层6底部与戗堤 9抵接，还减少了一般填筑料层6需要的填筑材料，以节约成本。

预制挡块模板4可拆卸地安装于主体1的第二坡面12。

在一实施方式中预制挡块模板4有多件，多件预制挡块模板4沿第二坡面 12由底到顶呈多级台阶状布置。具体地，该预制挡块模板4为混凝土材质，其为长方体，尺寸与后期大坝的坝后溢流面台阶尺寸一致，从而在完成围堰的修筑后，可以将预制挡板模板用于大坝的修筑，有效提高了预制挡块模板4 的重复利用率，以降低成本。

在一实施方式中，预制挡块模板4的高度可以设置为CSG碾压层厚度的倍数。具体地，每层预制挡块模板4的高度可以设置为1.2m，每层CSG材料碾压厚度为600mm，故每铺设一层预制挡块模板4需要碾压两层CSG材料，便于CSG碾压层厚度质量控制。可以理解的是，利用预制挡块模板4的自重可以抵抗CSG材料碾压施工过程中对预制挡块模板4的侧向压力，不仅无需另外设置模板支撑系统，还降低了工程成本；其次，预制挡块模板4便于安装、拆卸，从而可以灵活地布置入仓口，继而便于CSG材料高效地多点入仓。

在一实施方式中，围堰结构还包括自溃堤5，其沿主体1截断水流的方向填筑于主体1的顶部。具体地，自溃堤5为黏土料填筑。当河水漫过自溃堤5 时，其将自毁，以提高围堰的过水安全。

在一实施方式中，围堰结构还包括第二防渗层7，其沿主体1的第二坡面 12填筑于主体1和预制挡块模板4之间。从而进一步提高围堰的防渗水能力。

在一实施方式中，第二防渗层7为富浆混凝土层。具体地，富浆混凝土是水利施工中常用的施工材料，其凝固后形成第二防渗层7。

上述一种新型复合式过水围堰结构的填筑方式具体为：

首先：将围堰区域进行分区，并依次在分区内的河床基岩上浇筑赶水混凝土进行排水，赶水混凝土凝固后形成垫层2。

其次：围堰上游侧：不支立模板，CSG材料从围堰上游侧入仓，随围堰主体1仓号的升高，同步回填黏土以形成第一防渗层3；再在第一防渗层3的上游侧填筑一般填筑料以形成一般填筑料层6。

围堰下游侧：铺设预制挡块模板4，并浇筑富浆混凝土以形成第二防渗层 7；CSG材料可从多点入仓，并分层进行碾压；按照前述步骤分层施工该围堰，主体1仓号随预制挡块模板4的铺设一齐升高。

主体1与河床侧边山体结合的高陡处：在高陡处入仓块石或卵石以形成堆石体，再在堆石体内浇筑自密实混凝土以形成堆石支撑体8，围堰多点同步施工缩短了施工周期。

最后：在主体1顶部浇筑黏土以形成自溃堤5。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，包括：

预制挡块模板，可拆卸地安装于所述第二坡面。

2.根据权利要求1所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，所述主体与所述河床侧边山体结合的高陡坡处填筑有堆石支撑体，所述堆石支撑体包括堆石体及浇筑在所述堆石体内的混凝土。

3.根据权利要求1所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，还包括自溃堤，所述自溃堤沿所述主体截断水流的方向填筑于所述主体的顶部。

4.根据权利要求1所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，所述预制挡块模板有多件，多件所述预制挡块模板沿所述第二坡面由底到顶呈多级台阶状布置。

5.根据权利要求1所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，还包括一般填筑料层，所述一般填筑料层沿所述第一防渗层的上游侧填筑。

6.根据权利要求5所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，所述一般填筑层的底部与戗堤下游侧的侧壁抵接并形成第二抵接坡面。

7.根据权利要求1所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，还包括第二防渗层，所述第二防渗层沿所述主体的第二坡面填筑于所述主体和所述预制挡块模板之间。

8.根据权利要求7所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，所述第二防渗层为富浆混凝土层。

9.根据权利要求1所述的一种新型复合式过水围堰结构，其特征在于，所述第一防渗层为黏土层。