本發(fā)明涉及到水工結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，更加具體來說是一種漿砌石壩劣質(zhì)壩體灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
我國已修建為數(shù)眾多的漿砌石壩，大部分是改革開放以前建造，因建設(shè)時期技術(shù)條件較落后，有些漿砌石壩壩體劣質(zhì)，存在壩體空隙率過大問題，經(jīng)過40多年運(yùn)行，壩體逐漸出現(xiàn)了各種病情和險(xiǎn)情，需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。補(bǔ)強(qiáng)加固一般采用灌漿方法，但如果對漿砌石壩劣質(zhì)壩體進(jìn)行全斷面鉆孔灌漿，將會嚴(yán)重破壞壩體結(jié)構(gòu)，且投資較高；如果采用局部鉆孔灌漿而灌漿部位選擇不合適，又達(dá)不到補(bǔ)強(qiáng)加固的目的，解決不了劣質(zhì)壩體存在的安全問題。采用灌漿方法對壩體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固后，同時會造成壩體原排水孔堵塞失效，對壩體內(nèi)部應(yīng)力安全造成不利影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于克服上述背景技術(shù)的不足之處，而提出一種漿砌石壩劣質(zhì)壩體灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過如下措施來實(shí)施的：一種漿砌石壩劣質(zhì)壩體灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)，它包括漿砌石壩壩體，在所述的漿砌石壩壩體底端設(shè)置有廊道；在所述的漿砌石壩壩體內(nèi)設(shè)置有原排水孔，所述的原排水孔自漿砌石壩壩體的頂部自上而下布置，所述的原排水孔的底部與所述的廊道的頂部混凝土面層連通；
在所述的漿砌石壩壩體的上游設(shè)置有原混凝土防滲面板，在所述的原混凝土防滲面板的外側(cè)緊貼設(shè)置有新混凝土防滲面板，在所述的原混凝土防滲面板的內(nèi)側(cè)朝向所述的漿砌石壩壩體上鉆有灌漿孔，所述的灌漿孔的頂部與漿砌石壩壩體頂部的接觸縫齊平，在所述的原混凝土防滲面板頂部與接觸縫的交接處設(shè)有張開變形觀測點(diǎn)，在所述的原排水孔的底部出口處自下而上鉆有新排水孔。
在上述技術(shù)方案中：所述的灌漿孔垂直向下布置有一列或兩列，每列所述的灌漿孔與垂直線的之間的夾角為向下游傾斜2度，每列所述的灌漿孔的底部伸入到所述的廊道頂部混凝土面層以上2米處。
在上述技術(shù)方案中：所述的灌漿孔當(dāng)布置有兩列時，兩列所述的灌漿孔之間的距離為1-2米；所述的灌漿孔的孔間距為1.5-2.5米，所述的灌漿孔的孔徑為91毫米。
在上述技術(shù)方案中：所述的新排水孔的鉆孔深度不小于5米；所述的新排水孔的孔間距與原排水孔的孔間距相同且均不小于3米；所述的新排水孔的孔徑為91毫米。
本發(fā)明還包括一種施工方法：一種漿砌石壩劣質(zhì)壩體灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)的方法，它包括如下步驟：
①、在原混凝土防滲面板的外側(cè)澆筑有新混凝土防滲面板，新混凝土防滲面板緊貼所述的原混凝土防滲面板澆筑；
②、在所述的原混凝土防滲面板的內(nèi)側(cè)朝向所述的漿砌石壩壩體上鉆有灌漿孔，所述的灌漿孔的頂部與漿砌石壩壩體頂部的接觸縫齊平，在所述的原混凝土防滲面板頂部與接觸縫設(shè)有張開變形觀測點(diǎn)；
③、在所述的原排水孔的底部出口處自下而上鉆有新排水孔。
在上述技術(shù)方案中：在步驟②中；所述的灌漿孔中的灌漿采用三序孔法，所述的灌漿孔中的灌漿采用自下而上分段阻塞灌漿，向所述的灌漿孔中灌注水泥漿液，灌漿起始壓力0.2mpa，隨后逐段升壓至0.4mpa,原混凝土防滲面板頂部與漿砌石壩壩體的接觸縫交接處設(shè)張開變形觀測點(diǎn)，當(dāng)接觸縫張開變形觀測點(diǎn)的張開變形值達(dá)到200μm時，應(yīng)降低灌漿壓力或停止灌漿。
在上述技術(shù)方案中：在灌注的水泥漿液中：水與水泥的重量比為3∶1至0.6∶1，采用水泥強(qiáng)度等級不低于42.5級，漿液溫度保持在5-40℃之間。
在上述技術(shù)方案中：所述的灌漿孔垂直向下布置有一列或兩列，每列所述的灌漿孔與垂直線的之間的夾角為向下游傾斜2度，每列所述的灌漿孔的底部伸入到所述的廊道頂部混凝土面層以上2米處。
本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：1、采用一列灌漿孔布置，必要時可增設(shè)一列灌漿孔，形成兩列灌漿孔，灌漿孔布置在大壩上游側(cè)關(guān)鍵部位，既達(dá)到對壩體補(bǔ)強(qiáng)加固的目的，也可節(jié)省工程投資，相比全斷面鉆孔灌漿可節(jié)省投資50％以上。
2、灌漿孔垂直向下游傾斜2°，可適應(yīng)原防滲面板結(jié)構(gòu)上窄下寬的變截面形狀，避免鉆孔破壞上游側(cè)原防滲面板結(jié)構(gòu)；并在原防滲面板頂部與漿砌石壩體接觸縫設(shè)張開變形觀測點(diǎn)，便于灌漿過程控制，可避免灌漿壓力過大而導(dǎo)致原混凝土防滲面板與壩體漿砌石脫開，對壩體結(jié)構(gòu)造成不利影響。
3、可加強(qiáng)原混凝土防滲面板與漿砌石壩體整體結(jié)合，灌漿孔一列或兩列連續(xù)布置，有利于壩體形成連續(xù)的垂直防滲體，可間接提高壩體抗?jié)B能力。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)加固前后試驗(yàn)檢測成果，經(jīng)過壩體灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固，灌漿部位壩體透水率由大于20呂榮減小至小于5呂榮，灌漿補(bǔ)強(qiáng)效果顯著。
4、結(jié)合原壩體排水孔，重新設(shè)置排水孔，恢復(fù)部分排水孔功能，降低壩體結(jié)構(gòu)內(nèi)部揚(yáng)壓力，可保障大壩經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)灌漿后壩體結(jié)構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)定安全。根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與應(yīng)力計(jì)算，原壩體排水孔失效后廊道頂部附近局部產(chǎn)生超標(biāo)拉應(yīng)力值，重新設(shè)置排水孔后結(jié)構(gòu)應(yīng)力恢復(fù)正常，均滿足規(guī)范要求。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：漿砌石壩壩體1、接觸縫1.1、原混凝土防滲面板2、新混凝土防滲面板3、廊道4、灌漿孔5、新排水孔6、原排水孔7、張開變形觀測點(diǎn)8。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定，僅作舉例而已；同時通過說明對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚和容易理解。
參照圖1所示：一種漿砌石壩劣質(zhì)壩體灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)，它包括漿砌石壩壩體1，在所述的漿砌石壩壩體1底端設(shè)置有廊道4；在所述的漿砌石壩壩體1內(nèi)設(shè)置有原排水孔7，所述的原排水孔7自漿砌石壩壩體1的頂部自上而下布置，所述的原排水孔7的底部與所述的廊道4的頂部混凝土面層連通；
在所述的漿砌石壩壩體1的上游設(shè)置有原混凝土防滲面板2，在所述的原混凝土防滲面板2的外側(cè)緊貼設(shè)置有新混凝土防滲面板3，在所述的原混凝土防滲面板2的內(nèi)側(cè)朝向所述的漿砌石壩壩體1上鉆有灌漿孔5，所述的灌漿孔5的頂部與漿砌石壩壩體1頂部的接觸縫1.1齊平，在所述的原混凝土防滲面板2頂部與所述的漿砌石壩壩體1頂部的接觸縫1.1的交接處設(shè)有張開變形觀測點(diǎn)8，在所述的原排水孔7的底部出口處自下而上鉆有新排水孔6。
所述的灌漿孔5垂直向下布置有一列或兩列，每列所述的灌漿孔5與垂直線的之間的夾角為向下游傾斜2度，可適應(yīng)原混凝土防滲面板2結(jié)構(gòu)上窄下寬的變截面形狀，避免鉆孔破壞上游側(cè)原混凝土防滲面板2結(jié)構(gòu)；并在原混凝土防滲面板2頂部與漿砌石壩壩體1的接觸縫1.1設(shè)張開變形觀測點(diǎn)8，可避免灌漿壓力過大對壩體結(jié)構(gòu)造成不利影響。
所述的灌漿孔5當(dāng)布置有兩列時，兩列所述的灌漿孔5之間的排距為1-2米；每列所述的灌漿孔5之間的孔間距為1.5-2.5米。
所述的灌漿孔5的孔徑為91毫米；每列所述的灌漿孔5的底部伸入到所述的廊道4頂部混凝土面層以上2米處。
所述的灌漿孔5的灌漿壓力采用逐段升壓，可按如下方式分段升壓：第一段長度2m、壓力0.2mpa，第二段長度3m、壓力0.3mpa，第三段及以后段均為長度5m、壓力0.4mpa，壓力以原上游面板不發(fā)生抬動為原則，需通過觀測接觸縫1.1張開變形觀測點(diǎn)的張開變形值控制和調(diào)整灌漿壓力。
所述的新排水孔6的孔間距與原排水孔7的孔間距相同且均不小于3米；所述的新排水孔6的孔徑為91毫米；所述的新排水孔6的鉆孔深度不小于5米，具體深度根據(jù)壩體穩(wěn)定實(shí)際需要計(jì)算確定。
一種漿砌石壩劣質(zhì)壩體灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：它包括如下步驟：
①、在原混凝土防滲面板2的外側(cè)澆筑有新混凝土防滲面板3，新混凝土防滲面板3緊貼所述的原混凝土防滲面板2澆筑；
②、在所述的原混凝土防滲面板2的內(nèi)側(cè)朝向所述的漿砌石壩壩體1上鉆有灌漿孔5，所述的灌漿孔5的頂部與漿砌石壩壩體1頂部的接觸縫1.1齊平，在所述的原混凝土防滲面板2頂部與接觸縫1.1設(shè)有張開變形觀測點(diǎn)8；
③、在所述的原排水孔7的底部出口處自下而上鉆有新排水孔6。
在步驟②中；所述的灌漿孔5中的灌漿采用三序孔法(三序孔法：首先施工灌漿孔5中的第一序孔，第一序孔的孔間距為灌漿孔5的孔間距的4倍即6-10m，第一序孔施工完后，在每相鄰第一序孔中間施工第二序孔，然后在每相鄰第一序孔與第二序孔中間施工第三序孔，逐序灌漿加密)。
所述的灌漿孔5中的灌漿采用自下而上分段阻塞灌漿，向所述的灌漿孔5中灌注水泥漿液，灌漿起始壓力0.2mpa，隨后逐段升壓至0.4mpa,原混凝土防滲面板2頂部與漿砌石壩壩體1的接觸縫1.1設(shè)張開變形觀測點(diǎn)8，當(dāng)接觸縫1.1張開變形觀測點(diǎn)8的張開變形值達(dá)到200μm時，應(yīng)降低灌漿壓力或停止灌漿。
在灌注的水泥漿液中：水與水泥的重量比為3∶1至0.6∶1，采用水泥強(qiáng)度等級不低于42.5級，漿液溫度保持在5-40℃之間。
上述未詳細(xì)說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。