一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強裝置及方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發(fā)明屬于水利水電工程技術領域，特別涉及一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性的加強裝置及方法，應用于土石過水圍堰的設計與施工。
[0003]
【背景技術】
[0004] 水利水電工程土石過水圍堰建設條件有：枯水期與洪水期不穩(wěn)定；一個枯水期圍 堰無法建設完成；基坑清淤抽水較易，建設中壩體較低時可以過水，不能過水時又可以達到 預計擋水高程。土石過水圍堰堰體體積相對不過水圍堰較小，但護面在度汛時期受到水流 沖刷，穩(wěn)定性需要滿足過水要求。堰體填筑材料穩(wěn)定性、帷幕防滲效果、下游排水減壓效果 以及面板錨固效果等都影響著土石過水圍堰的護面穩(wěn)定。
[0005] 現(xiàn)有土石過水圍堰設計施工中為保持護面穩(wěn)定，常采取防滲帷幕，并在下游堰體 布設體積較大的堆石體和大塊石排水層通道用于排水。同時，澆筑較厚的混凝土面板作護 面。這些處理方式效果并不明顯，且圍堰建設施工對材料要求較高，填筑運輸備料和分區(qū)填 筑等工藝復雜，工程成本較高。
[0006] 土石過水圍堰堰體填筑量較大，建設區(qū)場地多為土石混合材料。基于施工場地材 料特性，通過構(gòu)建有效的排水錨固結(jié)構(gòu)，加強堰體和護面穩(wěn)定性，滿足過水要求，可極大地 降低工程施工復雜性和建設成本。
[0007] 在本方法設計完成之前，未發(fā)現(xiàn)利用相關排水錨固結(jié)構(gòu)加強土石過水圍堰護面穩(wěn) 定性的研究與圍堰建設工程實例。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種基于施工場地土石混合材料特性、通 過構(gòu)建有效的排水錨固結(jié)構(gòu)、增強土石過水圍堰護面穩(wěn)定的土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性加強裝置及方法。
[0010] 本發(fā)明的裝置所采用的技術方案是：一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強 裝置，其特征在于：所述裝置由透水層、集水支管、主排水管、錨頭和排水口組成；所述主排 水管上每隔一定距離就等距垂直設置有若干所述集水支管，構(gòu)成輻射狀錨頭，集水支管向 外的一端由所述透水層封口；所述主排水管一端密封、另一端設置有所述排水口。
[0011] 作為優(yōu)選，所述透水層由無紡布組成。
[0012] 作為優(yōu)選，所述裝置的主體管材可由PE管材或鋼管材構(gòu)成。
[0013] 本發(fā)明的方法所采用的技術方案是：一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強 方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 : 土石過水圍堰根據(jù)圍堰的尺寸與材料特性，確定所述裝置的布置形式與范圍； 步驟2 :土石圍堰填筑時，從下至上分層填筑并埋設所述裝置，土石填筑材料修建堰 體；所述排水口設置向外，保證混凝土面板的澆筑不影響排水；將所述錨頭同混凝土面板 結(jié)構(gòu)固定在一起，形成整體骨架； 步驟3 :所述裝置構(gòu)建完畢，完成圍堰填筑與護面澆筑施工，堰體與護面通過所述裝置 形成空間加強骨架，增強穩(wěn)定性。
[0014] 作為優(yōu)選，步驟2中所述的土石圍堰填筑時從下至上分層填筑并埋設所述裝置， 所述裝置在堰體中呈梅花狀布置，所述裝置在水平向之間布置間距I. 〇~l. 5m，豎直向之間 布置間距1. 〇~1· 5m。
[0015] 作為優(yōu)選，步驟3中所述的護面澆筑施工時，所述裝置的最外一個構(gòu)成輻射狀錨 頭同混凝土面板澆筑在一起。
[0016] 本發(fā)明主要優(yōu)點是： 1、 方法中土石過水圍堰下游填筑時，排水錨固結(jié)構(gòu)的加筋錨固效果，增強了土石堰體 的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性； 2、 方法中土石填筑體滲水能夠通過排水結(jié)構(gòu)排出，降低下游滲透水壓強，增強護面穩(wěn) 定性； 3、 方法中排水錨固結(jié)構(gòu)錨頭同面板錨固在一起，增強排水結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時對面板 加筋錨固。該錨固方法還將堰體與面板結(jié)合在一起，形成空間加強骨架，增強了堰體的整體 穩(wěn)定性； 4、 該發(fā)明的土石過水圍堰的護面穩(wěn)定性加強方法，增強了圍堰后的排水效果和堰體結(jié) 構(gòu)強度，降低了對堰體填筑材料的要求，不用設置過多的堆砌石體等復雜排水結(jié)構(gòu)，將圍堰 堰體填筑施工簡化，節(jié)省了材料投資與施工費用。
[0017]
【附圖說明】
[0018] 圖1 :是本發(fā)明實施例的裝置結(jié)構(gòu)簡圖； 圖2 :是本發(fā)明實施例的裝置在土石過水圍堰下游堰體中的排水原理圖； 圖3 :是本發(fā)明實施例的裝置應用示意圖； 圖4 :是本發(fā)明實施例的裝置空間布置形式示意圖。
[0019]
【具體實施方式】
[0020] 為了便于本領域普通技術人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā) 明作進一步的詳細描述，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0021] 請見圖1，本發(fā)明提供的一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強裝置，裝置7 由透水層1、集水支管2、主排水管3、錨頭4和排水口 5組成；主排水管3上每隔一定距離 就等距垂直設置有若干集水支管2,構(gòu)成輻射狀錨頭4 ;透水層1由無紡布組成，集水支管2 向外的一端由透水層1封口；主排水管3 -端密封、另一端設置有排水口 5。
[0022] 請見圖2、圖3和圖4,本發(fā)明提供的一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強 方法，包括以下步驟： 步驟1 :土石過水圍堰根據(jù)圍堰的尺寸與材料特性，確定裝置7的布置形式與范圍； 如圖3所示，土石過水圍堰下游堰體坡度分為兩段，第一段高度為H1，在坡腳上 ^氏高度的堰體內(nèi)布置裝置7 ;第二段從河床覆蓋層9到圍堰中間水平段高度為H2,則在其 坡段中間的^ H2堰體內(nèi)布置裝置7。 Λ
[0023] 裝置7在堰體中呈梅花狀布置，如圖4所示。水平向裝置7之間布置間距 I. 0~1. 5m，豎直向裝置7之間布置間距I. 0~1. 5m。
[0024] 步驟2 :土石圍堰填筑時，從下至上分層填筑并埋設裝置7,碾壓土石填筑材料8密 實堰體；排水口 5設置向外，保證混凝土面板6的澆筑不影響排水；將錨頭4同混凝土面板 結(jié)構(gòu)固定在一起，形成整體骨架。
[0025] 步驟3 :裝置7構(gòu)建完畢，完成圍堰填筑與護面澆筑施工(裝置7的最外一個構(gòu)成 輻射狀錨頭4同混凝土面板6澆筑在一起)，堰體與護面通過裝置7形成空間加強骨架，增 強穩(wěn)定性。
[0026] 本實施例的裝置如何布置根據(jù)圍堰設計與施工條件決定。裝置主體管材可由PE 管材或鋼管材等構(gòu)成。輻射狀錨頭4的數(shù)量與間距由圍堰防滲帷幕后的圍堰尺寸與填筑材 料特性決定；裝置水平間隔與垂直向布設層數(shù)由圍堰高度和材料性質(zhì)等決定；集水支管結(jié) 構(gòu)尺寸由圍堰尺寸與管粧使用材料、填筑施工要求等決定；同面板澆筑在一起的錨頭尺寸 由混凝土面板厚度等決定。
[0027] 盡管本說明書較多地使用了混領土面板6、裝置7、土石填筑材料8、河床覆蓋層9、 透水層1、集水支管2、主排水管3、錨頭4和排水口 5等術語，但并不排除使用其他術語的可 能性。使用這些術語僅僅是為了更方便的描述本發(fā)明的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加 的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
[0028] 應當理解的是，本說明書未詳細闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術。
[0029] 應當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本 發(fā)明專利保護范圍的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán) 利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā) 明的請求保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1. 一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強裝置，其特征在于：所述裝置（7)由透 水層（1)、集水支管（2)、主排水管（3)、錨頭（4)和排水口（5)組成；所述主排水管（3)上每 隔一定距離就等距垂直設置有若干所述集水支管（2)，構(gòu)成輻射狀錨頭（4)，集水支管（2) 向外的一端由所述透水層（1)封口；所述主排水管（3 ) -端密封、另一端設置有所述排水口 (5)〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強裝置，其特征在于： 所述透水層（1)由無紡布組成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強裝置，其特征在于： 所述裝置（7)的主體管材可由PE管材或鋼管材構(gòu)成。4. 一種利用權(quán)利要求1所述的土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強裝置進行土石 過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性加強的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :土石過水圍堰根據(jù)圍堰的尺寸與材料特性，確定所述裝置（7)的布置形式與范 圍； 步驟2 :土石圍堰填筑時，從下至上分層填筑并埋設所述裝置（7 )，土石填筑材料（8 )修 建堰體；所述排水口（5)設置向外，保證混凝土面板（6)的澆筑不影響排水；將所述錨頭（4) 同面板混凝土面板結(jié)構(gòu)固定在一起，形成整體骨架； 步驟3:所述裝置（7)構(gòu)建完畢，完成圍堰填筑與護面澆筑施工，堰體與護面通過所述 裝置（7)形成空間加強骨架，增強穩(wěn)定性。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：步驟2中所述的土石圍堰填筑時從下至 上分層填筑并埋設所述裝置（7 )，裝置（7 )在堰體中呈梅花狀布置，所述裝置（7 )在水平向 之間布置間距1. 〇~l. 5m，豎直向之間布置間距1. 0~1. 5m。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：步驟3中所述的護面澆筑施工時，所述裝 置（7)的最外一個構(gòu)成福射狀錨頭（4)同混凝土面板（6)饒筑在一起。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的加強裝置及方法，裝置由透水層、集水支管、主排水管、錨頭和排水口組成；主排水管上每隔一定距離就等距垂直設置有若干所述集水支管，構(gòu)成輻射狀錨頭，集水支管向外的一端由所述透水層封口；主排水管一端密封、另一端設置有所述排水口。本發(fā)明能使圍堰防滲帷幕后滲水通過排水管道排出，減小圍堰面板滲透水壓力；在圍堰混凝土面板連接處的錨頭同面板澆筑錨固在一起，加固圍堰護面；裝置在土石圍堰填筑體中同時錨固了土石堰體和面板，構(gòu)成了空間加強骨架，增強了圍堰整體性。本發(fā)明可極大地增強土石過水圍堰的護面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
【IPC分類】E02D19/04, E02B3/12
【公開號】CN105350550
【申請?zhí)枴緾N201510704989
【發(fā)明人】胡志根, 阮興元, 何文欽, 黃天潤, 冀培民, 楊鑫平
【申請人】武漢大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月27日