一種粘土心墻土石圍堰施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種粘土心墻土石圍堰施工方法，主要針對(duì)山區(qū)小型河流，河槽調(diào)蓄能力小，河道比降大，來(lái)水量不大，且河床覆蓋層不厚(不宜大于10m)的情況下，粘土心墻土石圍堰設(shè)計(jì)中可采用導(dǎo)管排水，可以降低防滲結(jié)構(gòu)截水槽的開挖難度，能夠?yàn)檎惩列膲μ峁└傻厥┕l件，可以提高粘土心墻的施工質(zhì)量，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)斷面，有利于降低工程造價(jià)，為粘土心墻土石圍堰施工開創(chuàng)了新的施工方法。
【專利說(shuō)明】
—種粘土心墻土石圍堰施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水電站截流施工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種粘土心墻土石圍堰施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]土石圍堰在水電站工程截流施工過(guò)程應(yīng)用比較廣泛，傳統(tǒng)的土石圍堰采用的防滲結(jié)構(gòu)形式有斜墻式、灌漿帷幕式、垂直防滲墻式、斜墻帶水平鋪蓋式、灌漿帶水平鋪蓋式。垂直防滲結(jié)構(gòu)主要采用防滲墻、高噴灌漿帷幕，防滲墻加帷幕灌漿、粘土心墻結(jié)構(gòu)，斜鋪式防滲結(jié)構(gòu)主要采用粘土斜墻。無(wú)論采用何種防滲結(jié)構(gòu)，土石圍堰的結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，上述土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式從成本控制、施工工期比較，粘土心墻結(jié)構(gòu)形式比較經(jīng)濟(jì)，但考慮到部分粘土心墻在水下填筑，存在心墻碾壓密實(shí)的問(wèn)題，給土石圍堰結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)一定的安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]該發(fā)明提供了一種粘土心墻干地施工條件，保證了粘土心墻填筑、碾壓的質(zhì)量，提高了圍堰的抗?jié)B能力，排除了粘土心墻土石圍堰的安全隱患。
[0004]一種粘土心墻土石圍堰施工方法，包括下列步驟:
[0005](I)導(dǎo)管排水粘土心墻圍堰設(shè)計(jì)，包括確定圍堰戧堤、堰體高程、確定滲流量；
[0006](2)截流戧堤施工，龍口合龍后在上游面拋填碎石和砂質(zhì)土，然后用鋼筋石籠對(duì)戧堤上游面進(jìn)行防護(hù)；
[0007](3)堰體施工，包括鋪設(shè)導(dǎo)水涵管、堰體與分層填筑碾壓的粘土心墻同步上升的施工。
[0008]步驟(I)中，滲流量根據(jù)戧堤的長(zhǎng)度、透水系數(shù)進(jìn)行確定，進(jìn)而選擇排水導(dǎo)管的直徑。
[0009]步驟(2)中，對(duì)于導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的土石圍堰，戧堤施工前應(yīng)對(duì)導(dǎo)流洞進(jìn)口段河床疏浚，開啟導(dǎo)流洞疊梁門，便于導(dǎo)流洞過(guò)水分流。
[0010]步驟(2)中，截流戧堤可采用單戧立堵法施工，當(dāng)龍口寬度達(dá)到8?1m時(shí)改用大塊石拋填，直至戧堤全線達(dá)到設(shè)計(jì)高程。
[0011 ] 所述堰體施工包括下述步驟:
[0012](I)當(dāng)截流戧堤堵漏處理完成后，在圍堰堰體開挖縱向?qū)?，將上游戧堤滲水引入下游；
[0013](2)導(dǎo)水涵管鋪設(shè)前，對(duì)其圍堰體范圍內(nèi)進(jìn)行透水層的開挖，接近不透水層后用碎石碴找平，堰體截水槽范圍內(nèi)用粘土找平，安裝排水涵管；
[0014](3)用反鏟清除心墻處的透水層，大孤石體采用鉆爆開挖的施工方法，粘土心墻槽體開挖至基巖面；
[0015](4)在導(dǎo)水涵管上游進(jìn)口附近開挖一個(gè)集水坑，在心墻槽體開挖低洼處布置小型潛水泵，將透水層滲水抽排至集水坑，再通過(guò)導(dǎo)管涵管排入圍堰下游；
[0016](5)粘土心墻按40cm厚分層填筑碾壓，碾壓遍數(shù)按4?6遍控制，碾壓后干密度按不小于1.55g/cm3控制，粘土心墻填筑高程超過(guò)透水層后，堰體與心墻同步上升；
[0017](6)圍堰填筑超過(guò)堰前雍水高程以上時(shí)進(jìn)行涵管上游段封堵，人工將小于涵管直徑的原木堵塞管口，再用粘土或粘土袋密封；導(dǎo)水涵管剩余空腔段回填，采用攪拌車運(yùn)輸?shù)綄?dǎo)管下游部位，用混凝土泵泵送細(xì)石混凝土回填；
[0018](7)堰體水上石渣料的填筑厚度按80cm控制，采用端進(jìn)法施工，每層鋪筑完畢后用振動(dòng)碾碾壓，局部邊腳采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，碾壓滯后于填筑10?20m，碾壓條帶搭接寬度控制不小于20cm。
[0019]堰體施工的步驟(I)中，在導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的條件下，粘土心墻底部埋設(shè)導(dǎo)水涵管，將上游圍堰戧堤滲水引至圍堰下游，減少了戧堤與堰體之間的積水，從而降低了圍堰截水槽開挖難度。
[0020]堰體施工的步驟(5)中，粘土心墻圍堰施工過(guò)程中，對(duì)堰體截水槽內(nèi)少量滲水通過(guò)強(qiáng)排導(dǎo)入涵管泄流后，心墻填筑碾壓能夠在干地施工，改善了粘土心墻填筑條件。
[0021]本發(fā)明針對(duì)山區(qū)小型河流，河槽調(diào)蓄能力小，河道比降大，來(lái)水量不大，且河床覆蓋層不厚(不宜大于1m)的情況下，粘土心墻土石圍堰設(shè)計(jì)中可采用導(dǎo)管排水，通過(guò)抽水設(shè)備引排滲水，可以降低防滲結(jié)構(gòu)截水槽的開挖難度，能夠?yàn)檎惩列膲μ峁└傻厥┕l件，可以提高粘土心墻的施工質(zhì)量，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)斷面，有利于降低工程造價(jià)，為粘土心墻土石圍堰施工開創(chuàng)了新的施工方法。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是粘土心墻土石圍堰施工方法的導(dǎo)管排水心墻土石圍堰斷面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供的粘土心墻土石圍堰施工方法，屬水電站截流施工【技術(shù)領(lǐng)域】。適用于山區(qū)小型河流，河槽調(diào)蓄能力小，河道比降大，來(lái)水量不大，且河床覆蓋層不厚(不宜大于1m)的情況下，粘土心墻土石圍堰設(shè)計(jì)中可考慮采用導(dǎo)管排水。
[0024]本發(fā)明可以降低防滲結(jié)構(gòu)截水槽的開挖難度，能夠?yàn)檎惩列膲μ峁└傻厥┕l件，可以提高粘土心墻的填筑碾壓質(zhì)量，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)斷面，有利于降低工程造價(jià)，為粘土心墻土石圍堰施工開創(chuàng)了新的施工方法。
[0025]其實(shí)施的思路為:導(dǎo)管排水粘土心墻圍堰設(shè)計(jì)一截流戧堤施工一圍堰堰體施工。
[0026]首先，導(dǎo)管排水粘土心墻圍堰設(shè)計(jì)，包括:
[0027](I)根據(jù)導(dǎo)流方式、圍堰設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定圍堰戧堤、堰體高程。
[0028](2)根據(jù)戧堤的長(zhǎng)度、透水系數(shù)，確定滲流量，然后選擇導(dǎo)管排水的直徑。
[0029]在本方法中，導(dǎo)管排水心墻土石圍堰采用的主要設(shè)備包括:反鏟、自卸汽車、吊車、推土機(jī)、振動(dòng)碾、抽水泵、混凝土泵、混凝土攪拌車及測(cè)量設(shè)備等。
[0030]其次，截流戧堤施工:
[0031](I)對(duì)于導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的土石圍堰，戧堤施工前需要對(duì)導(dǎo)流洞進(jìn)口段河床疏浚，開啟導(dǎo)流洞疊梁門，便于導(dǎo)流洞過(guò)水分流。
[0032](2)截流戧堤可采用單戧立堵法施工，用1.4m3反鏟裝料、15t自卸汽車運(yùn)輸、推土機(jī)輔助推料。當(dāng)龍口寬度達(dá)到8?1m時(shí)改用大塊石拋填，直至戧堤全線達(dá)到設(shè)計(jì)高程。
[0033](3)龍口合龍后在上游面拋填碎石和砂質(zhì)土，然后用鋼筋石籠對(duì)戧堤上游面進(jìn)行防護(hù)。
[0034]最后，進(jìn)彳丁堪體施工:
[0035](I)當(dāng)截流戧堤堵漏處理完成后，在圍堰堰體合適位置開挖縱向?qū)?，將上游戧堤滲水引入下游。
[0036](2)導(dǎo)水涵管鋪設(shè)前，對(duì)其圍堰體范圍內(nèi)進(jìn)行透水層的開挖，接近不透水層后用碎石碴找平，堰體截水槽范圍內(nèi)用粘土找平，安裝排水涵管。
[0037](3)用反鏟清除心墻處的透水層，大孤石體采用鉆爆開挖的施工方法，粘土心墻槽體開挖至基巖面。
[0038](4)在導(dǎo)水涵管上游進(jìn)口附近開挖一個(gè)集水坑，在心墻槽體開挖低洼處布置2?3臺(tái)小型潛水泵，將透水層滲水抽排至集水坑，再通過(guò)導(dǎo)管涵管排入圍堰下游。
[0039](5)粘土心墻按40cm厚分層填筑碾壓，碾壓遍數(shù)按4?6遍控制，碾壓后干密度按不小于1.55g/cm3控制，粘土心墻填筑高程超過(guò)透水層后，堰體與心墻同步上升。
[0040](6)圍堰填筑超過(guò)堰前雍水高程以上時(shí)進(jìn)行涵管上游段封堵，人工將小于涵管直徑的原木堵塞管口，再用粘土或粘土袋對(duì)涵管進(jìn)口封堵；導(dǎo)水涵管剩余空腔段回填，采用6m3的攪拌車運(yùn)輸?shù)綄?dǎo)管下游部位，用HB50混凝土泵泵送細(xì)石混凝土回填。
[0041](7)堰體水上石渣料的填筑厚度按80cm控制，采用端進(jìn)法施工。每層鋪筑完畢后用20t振動(dòng)碾碾壓，局部邊腳采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，碾壓滯后于填筑10?20m，碾壓條帶搭接覽度控制不小于20cm。
[0042]其中，導(dǎo)管排水粘土心墻土石圍堰典型斷面圖見附圖1，本發(fā)明導(dǎo)管排水采用預(yù)制混凝土涵管，堵漏材料采用粘土、原木及細(xì)石混凝土。
[0043]本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
[0044](I)在導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的條件下，粘土心墻底部埋設(shè)導(dǎo)水涵管，將上游圍堰戧堤滲水引至圍堰下游，減少了戧堤與堰體之間的積水，降低了圍堰截水槽開挖難度。
[0045](2)粘土心墻圍堰施工過(guò)程中，對(duì)堰體截水槽內(nèi)少量滲水通過(guò)強(qiáng)排導(dǎo)入涵管泄流后,心墻填筑碾壓基本上能在干地施工,改善了粘土心墻填筑條件,有效控制了粘土填筑的密實(shí)度及液限指標(biāo)，保證了粘土心墻填筑的施工質(zhì)量。
[0046](3)導(dǎo)管排水在粘土心墻土石圍堰的應(yīng)用，優(yōu)化了圍堰設(shè)計(jì)斷面，減小了圍堰填筑工程量，降低了工程造價(jià)。
[0047](4)在山區(qū)小型河流，河槽調(diào)蓄能力小，河道比降大，來(lái)水量不大，且河床覆蓋層不厚(不宜大于1m)的情況下，粘土心墻土石圍堰設(shè)計(jì)中采用導(dǎo)管排水，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)斷面，有利于降低工程造價(jià)，是一個(gè)富有新意的施工方法。
【權(quán)利要求】
1.一種粘土心墻土石圍堰施工方法，包括下列步驟: (1)導(dǎo)管排水粘土心墻圍堰設(shè)計(jì)，包括確定圍堰戧堤、堰體高程、確定滲流量； (2)截流戧堤施工，龍口合龍后在上游面拋填碎石和砂質(zhì)土，然后用鋼筋石籠對(duì)戧堤上游面進(jìn)行防護(hù)； (3)堰體施工，包括鋪設(shè)導(dǎo)水涵管、堰體與分層填筑碾壓的粘土心墻同步上升的施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘土心墻土石圍堰施工方法，其特征在于:步驟(I)中，滲流量根據(jù)戧堤的長(zhǎng)度、透水系數(shù)進(jìn)行確定，進(jìn)而選擇排水導(dǎo)管的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘土心墻土石圍堰施工方法，其特征在于:步驟(2)中，對(duì)于導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的土石圍堰，戧堤施工前應(yīng)對(duì)導(dǎo)流洞進(jìn)口段河床疏浚，開啟導(dǎo)流洞疊梁門，便于導(dǎo)流洞過(guò)水分流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘土心墻土石圍堰施工方法，其特征在于:步驟(2)中，截流戧堤可采用單戧立堵法施工，當(dāng)龍口寬度達(dá)到8?1m時(shí)改用大塊石拋填，直至戧堤全線達(dá)到設(shè)計(jì)高程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘土心墻土石圍堰施工方法，其特征在于:所述堰體施工包括下述步驟: (1)當(dāng)截流戧堤堵漏處理完成后，在圍堰堰體開挖縱向?qū)?，將上游戧堤滲水引入下游； (2)導(dǎo)水涵管鋪設(shè)前，對(duì)其圍堰體范圍內(nèi)進(jìn)行透水層的開挖，接近不透水層后用碎石碴找平，堰體截水槽范圍內(nèi)用粘土找平，安裝排水涵管； (3)用反鏟清除心墻處的透水層，大孤石體采用鉆爆開挖的施工方法，粘土心墻槽體開挖至基巖面； (4)在導(dǎo)水涵管上游進(jìn)口附近開挖一個(gè)集水坑，在心墻槽體開挖低洼處布置小型潛水泵，將透水層滲水抽排至集水坑，再通過(guò)導(dǎo)管涵管排入圍堰下游； (5)粘土心墻按40cm厚分層填筑碾壓，碾壓遍數(shù)按4?6遍控制，碾壓后干密度按不小于1.55g/cm3控制,粘土心墻填筑高程超過(guò)透水層后,堰體與心墻同步上升； (6)圍堰填筑超過(guò)堰前雍水高程以上時(shí)進(jìn)行涵管上游段封堵，人工將小于涵管直徑的原木堵塞管口，再用粘土或粘土袋密封；導(dǎo)水涵管剩余空腔段回填，采用攪拌車運(yùn)輸?shù)綄?dǎo)管下游部位，用混凝土泵泵送細(xì)石混凝土回填； (7)堰體水上石渣料的填筑厚度按80cm控制，采用端進(jìn)法施工，每層鋪筑完畢后用振動(dòng)碾碾壓，局部邊腳采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，碾壓滯后于填筑10?20m，碾壓條帶搭接寬度控制不小于20cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘土心墻土石圍堰施工方法，其特征在于:步驟(I)中，在導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的條件下，粘土心墻底部埋設(shè)導(dǎo)水涵管，將上游圍堰戧堤滲水引至圍堰下游，減少了戧堤與堰體之間的積水，從而降低了圍堰截水槽開挖難度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘土心墻土石圍堰施工方法，其特征在于:步驟(5)中，粘土心墻圍堰施工過(guò)程中，對(duì)堰體截水槽內(nèi)少量滲水通過(guò)強(qiáng)排導(dǎo)入涵管泄流后，心墻填筑碾壓能夠在干地施工，改善了粘土心墻填筑條件。
【文檔編號(hào)】E02D19/04GK104264698SQ201410452435
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】李建彬, 劉懷亮, 朱東如, 劉明詩(shī) 申請(qǐng)人:中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司