CN220579927U - 一种碾压混凝土坝体补强加固结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种碾压混凝土坝体补强加固结构，包括碾压混凝土坝体、水泥灌浆加强结构、深孔植锚筋束结构和坝前回填土；所述水泥灌浆加强结构包括均匀布置于碾压混凝土坝体中的灌浆补强孔，所述灌浆补强孔穿过碾压混凝土坝体的底层并进入基岩，所述灌浆补强孔内灌注硅酸盐水泥或超细水泥；所述深孔植锚筋束结构成排设置于距离碾压混凝土坝体的上游面1.5m‑2m处；所述坝前回填土设置于碾压混凝土坝体的上游面外侧，自碾压混凝土坝体的底部摊铺，所述坝前回填土的前面为坡面。该结构有效解决碾压混凝土大坝取芯率偏低、透水率偏大、坝体防渗、层间结合及局部强度不足的技术难题，且施工速度快，经济实用，耐久性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及水工建筑物混凝土技术领域，具体的说，涉及了一种碾压混凝土坝体补强加固结构。
背景技术
在水工建筑物碾压混凝土大坝施工中，往往会由于拌合混凝土质量或现场施工管理不力等因素影响，造成碾压混凝土坝碾压不密实、层间结合不良产生的取芯率偏低、透水率偏大或强度不足等问题，这类问题在国内同类坝型中不同程度出现过。实践中处理此类质量问题，一般采取的加固补救方法是直接灌浆补强，短期内效果明显，但从水工建筑物的耐久性和运行安全性来说，可能会存在一定风险。
国内工程还有一种补强处理方法为“金包银”的外加面板法，即外加常态混凝土面板包裹碾压混凝土，这种方法虽然效果显著，但其改变了坝体原有结构形式，人为扩大大坝坝体断面，处理工期较长，成本也较高，推广应用受限。
为此，围绕碾压混凝土坝体取芯率偏低、透水率偏大、局部强度不足及层间结合不良等问题，急需一种可行的坝体补强结构，即满足坝体的物理性能需求，成本、工艺难度和工期也控制在较低水平。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种有效解决碾压混凝土大坝取芯率偏低、透水率偏大、坝体防渗、层间结合及局部强度不足的技术难题，且施工速度快，经济实用，耐久性好的一种碾压混凝土坝体补强加固结构。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种碾压混凝土坝体补强加固结构，包括碾压混凝土坝体、水泥灌浆加强结构、深孔植锚筋束结构和坝前回填土；
所述水泥灌浆加强结构包括均匀布置于碾压混凝土坝体中的灌浆补强孔，所述灌浆补强孔穿过碾压混凝土坝体的底层并进入基岩，所述灌浆补强孔内灌注硅酸盐水泥或超细水泥；
所述深孔植锚筋束结构成排设置于距离碾压混凝土坝体的上游面1.5m-2m处；
所述坝前回填土设置于碾压混凝土坝体的上游面外侧，自碾压混凝土坝体的底部摊铺，所述坝前回填土的前面为坡面。
基上所述，所述灌浆补强孔按照梅花状分布，相邻两灌浆补强孔的间距为2m-2.5m，所述灌浆补强孔的孔深为16.5m-18m，所述灌浆补强孔的底部进入基岩的深度为0.5m-1m。
基上所述，所述深孔植锚筋束结构包括锚筋孔、锚筋束和填充材料，所述锚筋孔的深度为5.4m-16.5m、孔径为100mm-110mm、孔间距为1.5m-2m，锚筋束中所植钢筋的型号为Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋，所植钢筋采用至少三根Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋通过套筒接头错位连接成长钢筋，接头错开长度不小于50倍Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋直径，所述锚筋束通过点焊成束，钢筋束上每隔固定间距设置用于约束钢筋间距的中支架，所述填充材料选用ICG-Ⅱ无机粘结灌注材料，所述锚筋孔的孔斜率不超过8‰，钻孔深度误差不大于50mm。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型在碾压混凝土坝体中通过设置水泥灌浆孔并灌注水泥的方式对坝体补强，与此同时，在坝体上游进行深孔植锚筋束加固，使坝体的层间结合、局部强度效果都有明显提高，也对坝体层间抗剪断强度指标有所改善，提高了坝体的防渗能力。
进一步的，在上游设置坝前回填粘土或均质土的方式进行辅助防渗加固处理，从而是碾压混凝土坝体取芯率偏低、透水率偏大、坝体防渗、层间结合及局部强度不足问题得到有效根治。
附图说明
图1是本实用新型中一种碾压混凝土坝体补强加固结构的立面图。
图中：1.碾压混凝土坝体的上游面；2. 水泥灌浆加强结构；3. 深孔植锚筋束结构；4.坝前回填土；5. 碾压混凝土坝体。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种碾压混凝土坝体补强加固结构，包括碾压混凝土坝体5、水泥灌浆加强结构2、深孔植锚筋束结构3和坝前回填土4；
所述水泥灌浆加强结构2包括均匀布置于碾压混凝土坝体中的灌浆补强孔，所述灌浆补强孔穿过碾压混凝土坝体的底层并进入基岩，所述灌浆补强孔内灌注硅酸盐水泥或超细水泥；所述灌浆补强孔按照梅花状分布，相邻两灌浆补强孔的间距为2m-2.5m，所述灌浆补强孔的孔深为16.5m-18m，所述灌浆补强孔的底部进入基岩的深度为0.5m-1m。
所述深孔植锚筋束结构3成排设置于距离碾压混凝土坝体的上游面1.5m-2m处；所述深孔植锚筋束结构包括锚筋孔、锚筋束和填充材料，所述锚筋孔的深度为5.4m-16.5m、孔径为100mm-110mm、孔间距为1.5m-2m，锚筋束中所植钢筋的型号为Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋，所植钢筋采用至少三根Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋通过套筒接头错位连接成长钢筋，接头错开长度不小于50倍Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋直径，所述锚筋束通过点焊成束，钢筋束上每隔固定间距设置用于约束钢筋间距的中支架，所述填充材料选用ICG-Ⅱ无机粘结灌注材料，所述锚筋孔的孔斜率不超过8‰，钻孔深度误差不大于50mm。
所述坝前回填土4设置于碾压混凝土坝体的上游面1外侧，自碾压混凝土坝体的底部摊铺，所述坝前回填土的前面为坡面。
具体的，施工流程主要包括：
第一部分：水泥灌浆加强结构的施工：
1）钻孔。采用XY-1、XY-2、XY-4型地质钻机，孔径为Φ76mm，使用合金或金刚石钻头钻进，一次性钻进至设计孔深。
2）洗孔。所有灌浆孔灌浆前均进行全孔一次性钻孔冲洗及简易压水试验，压水压力为采用灌浆压力的80%。
3）灌浆。全孔采用自下而上，孔内卡塞循环式灌注，射浆管距孔底不大于0.5m，灌注时，周边预留有钻至设计孔深的未灌浆孔作为排气孔。灌浆压力初拟采用0.6～0.7MPa，具体根据现场试验确定。浆液浓度自始至终采用同一级别水灰比，初定水灰比为5:1或3:1，具体根据现场试验确定。
4）灌浆结束标准。在设计规定压力下，灌浆段不吸浆量，继续灌注10min后结束。
5）封孔。全孔灌浆结束后直接在孔口进行封孔灌浆，采用0.5:1的浓浆替换孔内稀浆。
第二部分：深孔植锚筋束的施工：
1）孔位放样及钻孔、洗孔
孔位测量放点后开始钻孔，偏差不大于10mm，孔斜率不大于8‰，钻孔深度误差不大于50mm，钻孔后采用高压风水冲洗，孔内无残渣，并用木塞保护。
2）锚筋束制作安装
锚筋束采用钢筋型号为Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋。接头采用等强度滚轧直螺纹连接工艺将3根Φ32mm钢筋接长，同孔三根钢筋套筒接头应错开布置，接头错开长度不小于50倍钢筋直径。
植筋孔内放置3Φ32mmⅡ级螺纹钢筋点焊成束，锚筋束上每间距200cm设一对中支架，植筋孔注浆管采用Φ25mm耐压管，随钢筋束一起绑扎，注浆管出浆口距孔底距离50cm。采用8t汽车吊下放锚筋束，入孔下放时，尽量缓慢放，不得高起猛落、强行下放，防止碰撞到孔壁。
3）灌浆
灌浆材料选用ICG-Ⅱ无机粘结灌注材料，配比通过试验确定。灌浆材料的搅拌使用机械进行强制拌和，拌和时间不少于4min。
灌浆应使用柱塞式砂浆泵。压浆最大压力为0.5～0.7MPa，当孔较深时，最大压力可增加到1.0MPa，具体根据现场试验确定。压浆时应边灌边拔管，拔管时灌浆管不得离开浆体。灌浆完成后，修平孔口，并用湿棉纱覆盖。
4）验收
植筋施工每一道工序严格执行“三检”制，经监理工程师检查合格后进行下一道工序施工，做好过程记录，并及时签证验收资料。
第三部分：坝前回填土施工：
坝前粘土填筑或均质土填筑，要分层回填密实，摊铺厚度为35cm，分层碾压厚度为30cm左右，具体现场试验确定。
分层填筑时首先进行测量放样，明确标识填筑高程和边线，采用端进法进料，20t自卸汽车运输，推土机摊铺。铺筑完毕后，根据填料的天然含水量的不同适度洒水，采用18t振动碾进退错距碾压法碾压，振动碾平行轴线方向碾压，振动碾行驶速度控制在2～2.5km/h，碾压轨迹搭接宽度为50cm，上层试验检验合格后再进行下一层的填筑，填筑上升3～4层后利用1.6m3反铲配合人工进行坡面整修设计坡比。
具体案例：
四川江油沉水水库位于江油市马角镇境内插达河上，水库枢纽坐落在距马角坝镇8km的印坪村，距江油市城区约60km。
沉水水库枢纽工程主要任务是灌溉，水库正常蓄水位756.0m，正常蓄水位库容1526万m3，总库容1615万m3，兴利库容1361万m3，最大坝高65.7m。本工程水库枢纽为Ⅲ等工程，工程规模为中型。
大坝共7个坝段，大坝碾压混凝土分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个分布区，主要为：上游迎水面为Ⅱ区0.5m厚二级配C20W6F100变态混凝土，Ⅱ区1.5m厚二级配C20W6F100二级配碾压混凝土；下游面Ⅲ区0.5m厚三级配C15W4F50变态混凝土及Ⅰ区0.5m厚二级配C20W6F100变态混凝土、Ⅰ区1.5m厚二级配C20W6F100碾压混凝土；坝体内部为Ⅲ区三级配C15W4F50碾压混凝土。
补强加固处理之前，大坝共完成4个坝段施工（设计坝高65.7m），其中3#坝段完成9.85m高，浇筑混凝土至EL706.8高程；4#坝段完成23.3m高，5#、6#坝段完成19.3m高，均浇筑混凝土至EL716.3高程。
通过采取坝体全面补强灌浆、深孔植锚筋束及坝前回填粘土或回填均质土的方法进行碾压混凝土补强加固处理，从而使得碾压混凝土大坝取芯率偏低、透水率偏大、坝体防渗、层间结合及局部强度不足问题得到有效根治，处理达到了预期效果。
最后应当说明的是: 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (9)
1.一种碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：包括碾压混凝土坝体、水泥灌浆加强结构、深孔植锚筋束结构和坝前回填土；
所述水泥灌浆加强结构包括均匀布置于碾压混凝土坝体中的灌浆补强孔，所述灌浆补强孔穿过碾压混凝土坝体的底层并进入基岩，所述灌浆补强孔内灌注硅酸盐水泥或超细水泥；
所述深孔植锚筋束结构成排设置于距离碾压混凝土坝体的上游面1.5m-2m处；
所述坝前回填土设置于碾压混凝土坝体的上游面外侧，自碾压混凝土坝体的底部摊铺，所述坝前回填土的前面为坡面。
2.根据权利要求1所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所述灌浆补强孔按照梅花状分布，相邻两灌浆补强孔的间距为2m-2.5m。
3.根据权利要求2所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所述灌浆补强孔的孔深为16.5m-18m。
4.根据权利要求3所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所述灌浆补强孔的底部进入基岩的深度为0.5m-1m。
5.根据权利要求4所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所述深孔植锚筋束结构包括锚筋孔、锚筋束和填充材料，所述锚筋孔的深度为5.4m-16.5m、孔径为100mm-110mm、孔间距为1.5m-2m，锚筋束中所植钢筋的型号为Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋。
6.根据权利要求5所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所植钢筋采用至少三根Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋通过套筒接头错位连接成长钢筋，接头错开长度不小于50倍Ⅱ级Φ32mm螺纹钢筋直径。
7.根据权利要求6所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所述锚筋束通过点焊成束，钢筋束上每隔固定间距设置用于约束钢筋间距的中支架。
8.根据权利要求7所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所述填充材料选用ICG-Ⅱ无机粘结灌注材料。
9.根据权利要求5-8任一项所述的碾压混凝土坝体补强加固结构，其特征在于：所述锚筋孔的孔斜率不超过8‰，钻孔深度误差不大于50mm。
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