CN219450779U - 纵向围堰结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种纵向围堰结构。该纵向围堰结构包括混凝土结构的纵向围堰本体，纵向围堰本体的中部沿其长度方向布置有U形槽，U形槽内设置有石渣回填结构。U形槽设于纵向围堰本体的宽度方向中心位置；U形槽的宽度不大于纵向围堰本体宽度的50％；U形槽的深度不大于纵向围堰本体高度的60％。U形槽顶部的两侧壁之间通过横向布置的混凝土预制梁相连接，混凝土预制梁沿着U形槽的长度方向间隔布置。U形槽的顶部通过粘土夹土工膜结构封闭。本实用新型中的纵向围堰结构在施工期可作为常规的纵向围堰正常导流，运行期可改建为永久泄洪闸泄洪；所需工程量相对较小，也缩短了施工工期。

Description

纵向围堰结构

技术领域

本实用新型属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种纵向围堰结构。

背景技术

在大流量、宽阔河谷的河道上修建水利水电枢纽工程时，由于枢纽工程横河向宽度大、导流量大及施工难度等原因，工程施工一般采用左右侧分期施工的方案。纵向围堰作为导流工程双向挡水的主要部分，在分期施工过程中使用周期长，对进度、安全均有较大影响。基岩基础上纵向围堰以重力式混凝土围堰居多，围堰占据过流断面，降低过流能力，同时其施工存在以下问题：围堰浇筑所需混凝土量大，作为临时建筑物，纵向围堰后续拆除爆破工作量大；相邻闸、坝、厂房等建筑物及基础防渗帷幕对爆破振动要求高，爆破难度大；大量爆渣料清运等处理工序也将占用一定的经济成本和施工工期。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种纵向围堰结构，运行期可较方便地改建为永久泄洪闸泄洪，可降低纵向围堰后续爆破工作量和爆破难度，节约工程投资。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：纵向围堰结构，包括混凝土结构的纵向围堰本体，纵向围堰本体的中部沿其长度方向布置有U形槽，U形槽内设置有石渣回填结构。

为在围堰体形尽量小的前提下，保证纵向围堰结构的稳定，进一步的优选方案是：U形槽设于纵向围堰本体的宽度方向中心位置；U形槽的宽度不大于纵向围堰本体宽度的50％；U形槽的深度不大于纵向围堰本体高度的60％。

为更好地保证纵向围堰结构的稳定，进一步的优选方案是：U形槽长度方向的两端设置有截面渐变段，在由U形槽中心指向U形槽端部的方向上，截面渐变段的横向截面面积呈递减趋势。

为更好地保证纵向围堰结构的稳定，进一步的优选方案是：U形槽顶部的两侧壁之间通过横向布置的混凝土预制梁相连接，混凝土预制梁沿着U形槽的长度方向间隔布置。混凝土预制梁可提高纵向围堰两侧边墙的整体受力。

为更好地保证纵向围堰结构的稳定，进一步的优选方案是：U形槽的顶部通过粘土夹土工膜结构封闭。土工膜可起到顶部防渗作用。

为更好地保证围堰结构的稳定，进一步的优选方案是：纵向围堰本体包括沿其长度方向依次布置的上游一期围堰段、上游一二期围堰段、可改建永久泄洪闸段、下游一二期围堰段和下游一期围堰段；上游一二期围堰段、可改建永久泄洪闸段和下游一二期围堰段沿着纵向围堰本体的轴线方向布置，上游一期围堰段的轴线相对于纵向围堰本体的轴线具有设定夹角，上游一期围堰段朝向靠近一期上游横向围堰的方向倾斜布置，下游一期围堰段的轴线相对于纵向围堰本体的轴线具有设定夹角，下游一期围堰段朝向靠近一期下游横向围堰的方向倾斜布置。纵向围堰本体的上游一期围堰段、下游一期围堰段均采用倾斜布置，可以更好的保护一期上下游横向围堰端头，避免横向围堰端头被直接冲刷，同时起到平顺水流的作用。

为方便后期改建施工，进一步的优选方案是：可改建永久泄洪闸段的U形槽侧壁预留有平板闸门门槽。

纵向围堰的前趾、后踵、腋角等结构设计原则和常规纵向围堰一致。为适应地基不均匀沉降变形设置的分缝以及为提高基础承载力进行的固结灌浆布置原则和常规纵向围堰一致。即：纵向围堰本体沿其长度方向间隔设置有纵向围堰分缝，纵向围堰分缝部位设置止水，纵向围堰本体底部两侧设置有固结灌浆。

作为本实用新型第一种优选结构，当基底扬压力较大、稳定无法满足规范要求时，纵向围堰本体靠近挡水侧的基础部位布置有灌浆排水廊道，灌浆排水廊道底部靠外侧布置有帷幕灌浆，灌浆排水廊道底部靠内侧布置深排水孔，以降低纵向围堰基底扬压力，从而增大侧向抗滑、抗倾稳定安全性。

作为本实用新型第二种优选结构，当纵向围堰基底扬压力较大、稳定无法满足规范要求时，纵向围堰本体靠近挡水侧的基础部位布置有预应力锚索，以增大侧向抗滑、抗倾荷载。

本实用新型在采用上述的纵向围堰结构应用实施时，主要包括如下步骤：

步骤一，利用纵向围堰本体、一期上游横向围堰、一期下游横向围堰与河岸围成一期施工基坑，完成一期施工建筑物的修建施工，一期施工建筑物的施工期利用纵向围堰本体外侧的河道导流；

步骤二，一期施工建筑物修建完成后，其靠近纵向围堰本体的一侧和纵向围堰本体组合构成二期导流结构，利用纵向围堰本体、二期上游横向围堰、二期下游横向围堰与另一侧河岸围成二期施工基坑，完成二期施工建筑物的修建施工，二期施工建筑物的施工期利用上述二期导流结构导流；

步骤三，二期施工建筑物修建完成后，将纵向围堰本体改建为永久泄洪闸，永久泄洪闸的过流通道对应于纵向围堰本体的U形槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的纵向围堰结构在施工期可作为常规的纵向围堰正常导流，运行期可改建为永久泄洪闸泄洪；该结构增加了工程泄流能力，同时减少了纵向围堰爆破拆除工程量，降低了爆破振动对相邻建筑物及基础防渗帷幕不利影响，减少了爆渣处理工作量及难度，缩短了施工工期；本实用新型实施时，仅需在改建永久泄洪闸的过程中增加上部永久结构浇筑，相比整体拆除围堰再重建永久建筑物结构的施工方式来说，所需工程量相对较小，也缩短了施工工期，有一定的工程效益和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型施工期纵向围堰结构平面示意图。

图2为本实用新型纵向围堰典型断面示意图。

图3为本实用新型一期导流平面布置示意图。

图4为本实用新型二期导流平面布置示意图。

图5为本实用新型运行期枢纽平面布置示意图。

图6为本实用新型运行期改建永久泄洪闸侧面示意图。

图7为本实用新型纵向围堰第一种优选结构剖面示意图。

图8为本实用新型纵向围堰第二种优选结构剖面示意图。

图9为应用本实用新型纵向围堰第一、第二种优选结构实施例施工期平面布置示意图。

图中标记为：上游一期围堰段101，上游一二期围堰段102，可改建永久泄洪闸段103，下游一二期围堰段104，下游一期围堰段105，一期施工基坑201，二期施工基坑202，一期上游横向围堰301，一期下游横向围堰302，二期上游横向围堰303，二期下游横向围堰304，一期施工建筑物401，二期施工建筑物402；纵向围堰本体1，U形槽2，纵向围堰分缝3，混凝土预制梁4，平板闸门门槽5，止水6，石渣回填结构7，固结灌浆8，粘土夹土工膜结构9，改建闸段上部永久结构10，改建闸段上部附属结构11，钢闸门12，上游一期围堰段爆破拆除底高程13，下游一期围堰段爆破拆除底高程14，上游一二期围堰段爆破拆除底高程15，下游一二期围堰段爆破拆除底高程16，灌浆排水廊道17，深排水孔18，帷幕灌浆19，预应力锚索20。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

结合图1至图9所示，本实用新型中的纵向围堰结构包括混凝土结构的纵向围堰本体1，纵向围堰本体1的中部沿其长度方向布置有U形槽2，U形槽2内设置有石渣回填结构7。

为在围堰体形尽量小的前提下，保证纵向围堰结构的稳定，优选方案是：U形槽2设于纵向围堰本体1的宽度方向中心位置；U形槽2的宽度不大于纵向围堰本体1宽度的50％；U形槽2的深度不大于纵向围堰本体1高度的60％。

为更好地保证纵向围堰结构的稳定，优选方案是：U形槽2长度方向的两端设置有截面渐变段，在由U形槽2中心指向U形槽2端部的方向上，截面渐变段的横向截面面积呈递减趋势。这里的“横向截面”即是指垂直于纵向围堰本体1轴线的截面。

根据导流作用的不同，纵向围堰本体1一般包括沿其长度方向依次布置的上游一期围堰段101、上游一二期围堰段102、可改建永久泄洪闸段103、下游一二期围堰段104和下游一期围堰段105。本实施例中的U形槽2布置在上游一二期围堰段102、可改建永久泄洪闸段103及下游一二期围堰段104。上游一二期围堰段102的上游端和下游一二期围堰段104的下游端分别设置有U形槽2的截面渐变段。纵向围堰本体1轴线的优选布置方案为：上游一二期围堰段102、可改建永久泄洪闸段103和下游一二期围堰段104沿着纵向围堰本体1的轴线方向布置，上游一期围堰段101的轴线相对于纵向围堰本体1的轴线具有设定夹角，上游一期围堰段101朝向靠近一期上游横向围堰301的方向倾斜布置，下游一期围堰段105的轴线相对于纵向围堰本体1的轴线具有设定夹角，下游一期围堰段105朝向靠近一期下游横向围堰302的方向倾斜布置。纵向围堰本体的上游一期围堰段、下游一期围堰段均采用倾斜布置，可以更好的保护一期上下游横向围堰端头，避免横向围堰端头被直接冲刷，同时起到平顺水流的作用。

为更好地保证纵向围堰结构的稳定，优选方案是：U形槽2顶部的两侧壁之间通过横向布置的混凝土预制梁4相连接，混凝土预制梁4沿着U形槽2的长度方向间隔布置。混凝土预制梁可提高纵向围堰两侧边墙的整体受力。

为更好地保证纵向围堰结构的稳定，U形槽2的顶部通过粘土夹土工膜结构9封闭。土工膜可起到顶部防渗作用。“粘土夹土工膜结构9”即是指上层粘土和下层粘土之间设置土工膜。

为方便后期改建施工，优选方案是：可改建永久泄洪闸段103的U形槽2侧壁预留有平板闸门门槽5，这样可减小后期爆破施工的难度。

纵向围堰的前趾、后踵、腋角等结构设计原则和常规纵向围堰一致。为适应地基不均匀沉降变形设置的分缝以及为提高基础承载力进行的固结灌浆布置原则和常规纵向围堰一致。即：纵向围堰本体1沿其长度方向间隔设置有纵向围堰分缝3，纵向围堰分缝3部位设置止水6，纵向围堰本体1底部两侧设置有固结灌浆8。

如图7和图9所示，作为本实用新型第一种优选结构，当基底扬压力较大、稳定无法满足规范要求时，纵向围堰本体1靠近挡水侧的基础部位布置有灌浆排水廊道17，灌浆排水廊道17底部靠外侧布置有帷幕灌浆19，灌浆排水廊道17底部靠内侧布置深排水孔18，以降低纵向围堰基底扬压力，从而增大侧向抗滑、抗倾稳定安全性。

如图8和图9所示，作为本实用新型第二种优选结构，当纵向围堰基底扬压力较大、稳定无法满足规范要求时，纵向围堰本体1靠近挡水侧的基础部位布置有预应力锚索20，以增大侧向抗滑、抗倾荷载。预应力锚索20根据实际情况可垂直布置，也可倾斜一定角度布置。

纵向围堰结构的具体参数可根据实际情况和工程施工规范要求进行选择。

例如，为使得纵向围堰具有足够的自重，回填石渣容重应大于1.8t/m³。可改建永久泄洪闸段103的混凝土标号应不低于C25，同时符合永久结构对混凝土强度要求。上游一期围堰段101、下游一期围堰段105的结构、浇筑材料选用原则和常用混凝土纵向围堰一致。上游一二期围堰段102、下游一二期围堰段104的浇筑材料选用原则和常用混凝土纵向围堰一致。

本实用新型在采用上述的纵向围堰结构应用实施时，主要包括如下步骤：

步骤一，利用纵向围堰本体1、一期上游横向围堰301、一期下游横向围堰302与河岸围成一期施工基坑201，完成一期施工建筑物401的修建施工，一期施工建筑物401的施工期利用纵向围堰本体1外侧的河道导流。

其中，上游一期围堰段101长度应确保一期导流不直接冲刷一期上游横向围堰301的堰坡，其长度是在上游一二期围堰段102的长度确定基础上根据与一期上游横向围堰301接触部位宽度确定，其顶高程应高于与其接触的一期上游横向围堰301堰体高程；

下游一期围堰段105长度应确保一期导流不直接冲刷一期下游横向围堰302的堰坡，其长度是在下游一二期围堰段104长度基础上根据与一期下游横向围堰302接触部位宽度确定。

步骤二，一期施工建筑物401修建完成后，其靠近纵向围堰本体1的一侧和纵向围堰本体1组合构成二期导流结构，利用纵向围堰本体1、二期上游横向围堰303、二期下游横向围堰304与另一侧河岸围成二期施工基坑202，完成二期施工建筑物402的修建施工，二期施工建筑物402的施工期利用上述二期导流结构导流。

其中，在形成二期导流结构的过程中，可根据实际情况对纵向围堰本体1进行改建，在本实施例中，需在一期导流完成后对上游一期围堰段101和下游一期围堰段105进行爆破拆除。

上游一二期围堰段102长度根据与二期上游横向围堰303接触部位宽度确定，其顶高程应不低于与其接触的一期上游横向围堰301、二期上游横向围堰303堰体高程的高值。

下游一二期围堰段104长度根据与二期下游横向围堰304接触部位宽度确定，其顶高程应不低于与其接触的一期下游横向围堰302、二期下游横向围堰304堰体高程的高值。

步骤三，二期施工建筑物402修建完成后，将纵向围堰本体1改建为永久泄洪闸，永久泄洪闸的过流通道对应于纵向围堰本体1的U形槽2。可以理解的是，根据本实用新型提供的纵向围堰本体1的具体结构形式以及永久泄洪闸的公知结构形式，改建工程可利用常规工艺实施。具体地，爆破拆除前，一般应首先对U形槽2内的回填石渣进行清理。在可改建永久泄洪闸段103上部浇筑上部永久建筑部分至与相邻永久建筑物顶高程一致，排架布置及门机、闸门安装后，即改建成了永久泄洪闸。

优选实施例：

工程中，一般在枯水期采取一定的防护措施，进行纵向围堰本体1的基坑开挖，开挖后根据纵向围堰分缝3设计对纵向围堰本体1各段进行浇筑，纵向围堰分缝3部位分别设置1道止水6。

在纵向围堰本体1浇筑至形成一定高度的U形槽2时，即可进行石渣回填，形成石渣回填结构7，石渣回填结构7的容重应大于1.8t/m³，且其高度应保持低于两侧边墙4m，同时其高度不大于U形槽2净高度的50％；当纵向围堰本体1浇筑至距堰顶2.5m时，安装混凝土预制梁4，当两侧边墙及顶端的混凝土预制梁4浇筑完毕并达到7天设计龄期后，再进行U形槽2内的石渣回填至设计高度；石渣填筑至设计高度后，顶部采用粘土夹土工膜结构9封闭，填筑粘土应自纵向围堰轴线向两侧有2％～5％的坡度，土工膜下部粘土厚度50cm，土工膜上部粘土厚度20cm，复合土工膜厚度0.1mm，复合土工膜与纵向围堰顶部采用压条固定连接。

纵向围堰本体1具备挡水条件后，可进行一期截流，随后进行一期上游横向围堰301、一期下游横向围堰302施工,即形成一期施工基坑201，一期施工基坑201抽排水达到干地施工条件后，可进行一期施工建筑物401施工。

一期施工建筑物401施工完成后，拆除一期上游横向围堰301、一期下游横向围堰302、上游一期围堰段101和下游一期围堰段105。上游一期围堰段101爆破拆除，拆除至上游一期围堰段爆破拆除底高程13，下游一期围堰段105爆破拆除，拆除至下游一期围堰段爆破拆除底高程14。

一期施工建筑物401中的泄洪建筑物具备过流条件后，进行二期截流，随后进行二期上游横向围堰303、二期下游横向围堰304施工,即形成二期施工基坑202，二期施工基坑202抽排水达到干地施工条件后，可进行二期施工建筑物402施工。

二期施工建筑物402施工完成后，拆除二期上游横向围堰303、二期下游横向围堰304、上游一二期围堰段102、下游一二期围堰段104。分别对应拆除至上游一二期围堰段爆破拆除底高程15，以及下游一二期围堰段爆破拆除底高程16。

爆破拆除上游一二期围堰段102、下游一二期围堰段104之前，先对U形槽2内的石渣回填结构7进行清理。

二期爆破拆除完成后，可改建永久泄洪闸段103保留作为永久泄洪闸的一部分，在其上部浇筑上部永久建筑部分(即改建闸段上部永久结构10)至顶高程，并完成上部永久建筑部分上部的附属结构(即改建闸段上部附属结构11)以及钢闸门12的安装。至此，纵向围堰本体1改建永久泄洪闸施工完成。

本实用新型第一种和第二种优选结构组合实施例在某航电枢纽工程中应用后，工程顺利完成一期、二期导流施工，作为永久泄洪闸泄洪正常使用时间超过10年，工程效益明显。

Claims (10)

1.纵向围堰结构，包括混凝土结构的纵向围堰本体(1)，其特征在于：纵向围堰本体(1)的中部沿其长度方向布置有U形槽(2)，U形槽(2)内设置有石渣回填结构(7)。

2.如权利要求1所述的纵向围堰结构，其特征在于：U形槽(2)设于纵向围堰本体(1)的宽度方向中心位置；U形槽(2)的宽度不大于纵向围堰本体(1)宽度的50％；U形槽(2)的深度不大于纵向围堰本体(1)高度的60％。

3.如权利要求1所述的纵向围堰结构，其特征在于：U形槽(2)长度方向的两端设置有截面渐变段，在由U形槽(2)中心指向U形槽(2)端部的方向上，截面渐变段的横向截面面积呈递减趋势。

4.如权利要求1所述的纵向围堰结构，其特征在于：U形槽(2)顶部的两侧壁之间通过横向布置的混凝土预制梁(4)相连接，混凝土预制梁(4)沿着U形槽(2)的长度方向间隔布置。

5.如权利要求1所述的纵向围堰结构，其特征在于：U形槽(2)的顶部通过粘土夹土工膜结构(9)封闭。

6.如权利要求1所述的纵向围堰结构，其特征在于：纵向围堰本体(1)包括沿其长度方向依次布置的上游一期围堰段(101)、上游一二期围堰段(102)、可改建永久泄洪闸段(103)、下游一二期围堰段(104)和下游一期围堰段(105)；上游一二期围堰段(102)、可改建永久泄洪闸段(103)和下游一二期围堰段(104)沿着纵向围堰本体(1)的轴线方向布置，上游一期围堰段(101)的轴线相对于纵向围堰本体(1)的轴线具有设定夹角，上游一期围堰段(101)朝向靠近一期上游横向围堰(301)的方向倾斜布置，下游一期围堰段(105)的轴线相对于纵向围堰本体(1)的轴线具有设定夹角，下游一期围堰段(105)朝向靠近一期下游横向围堰(302)的方向倾斜布置。

7.如权利要求6所述的纵向围堰结构，其特征在于：可改建永久泄洪闸段(103)的U形槽(2)侧壁预留有平板闸门门槽(5)。

8.如权利要求1所述的纵向围堰结构，其特征在于：纵向围堰本体(1)沿其长度方向间隔设置有纵向围堰分缝(3)，纵向围堰分缝(3)部位设置止水，纵向围堰本体(1)底部两侧设置有固结灌浆(8)。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的纵向围堰结构，其特征在于：纵向围堰本体(1)靠近挡水侧的基础部位布置有灌浆排水廊道(17)，灌浆排水廊道(17)底部靠外侧布置有帷幕灌浆(19)，灌浆排水廊道(17)底部靠内侧布置深排水孔(18)。

10.如权利要求1至8中任意一项所述的纵向围堰结构，其特征在于：纵向围堰本体(1)靠近挡水侧的基础部位布置有预应力锚索(20)。