一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强装置及方法

摘要

本发明公开了一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强装置及方法，装置由透水层、集水支管、主排水管、锚头和排水口组成；主排水管上每隔一定距离就等距垂直设置有若干所述集水支管，构成辐射状锚头，集水支管向外的一端由所述透水层封口；主排水管一端密封、另一端设置有所述排水口。本发明能使围堰防渗帷幕后渗水通过排水管道排出，减小围堰面板渗透水压力；在围堰混凝土面板连接处的锚头同面板浇筑锚固在一起，加固围堰护面；装置在土石围堰填筑体中同时锚固了土石堰体和面板，构成了空间加强骨架，增强了围堰整体性。本发明可极大地增强土石过水围堰的护面结构稳定性。

权利要求

1.一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强方法，是利用土石过水围堰的护面结构稳定性的加强装置进行加强；所述装置（7）由透水层（1）、集水支管（2）、主排水管（3）、锚头（4）和排水口（5）组成；所述主排水管（3）上每隔一定距离就等距垂直设置有若干所述集水支管（2），构成辐射状锚头（4），集水支管（2）向外的一端由所述透水层（1）封口；所述主排水管（3）一端密封、另一端设置有所述排水口（5）；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：土石过水围堰根据围堰的尺寸与材料特性，确定所述装置（7）的布置形式与范围；

步骤2：土石围堰填筑时，从下至上分层填筑并埋设所述装置（7），土石填筑材料（8）修建堰体；所述排水口（5）设置向外，保证混凝土面板（6）的浇筑不影响排水；将所述锚头（4）同混凝土面板结构固定在一起，形成整体骨架；

所述装置（7）在围堰的上下两级堰坡中布设位置不同，上级堰坡上所述装置（7）布设在堰坡下部1/2区域内，下级堰坡上所述装置（7）布设在堰坡中间1/2区域内；

步骤3：所述装置（7）构建完毕，完成围堰填筑与护面浇筑施工，堰体与护面通过所述装置（7）形成空间加强骨架，增强稳定性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述透水层（1）由无纺布组成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述装置（7）的主体管材可由PE管材或钢管材构成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中所述的土石围堰填筑时从下至上分层填筑并埋设所述装置（7），装置（7）在堰体中呈梅花状布置，所述装置（7）在水平向之间布置间距1.0 1.5m，竖直向之间布置间距1.0 1.5m。

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5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3中所述的护面浇筑施工时，所述装置（7）的最外一个辐射状锚头（4）同混凝土面板（6）浇筑在一起。

说明书

一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于水利水电工程技术领域，特别涉及一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强装置及方法，应用于土石过水围堰的设计与施工。

背景技术

[0002] 水利水电工程土石过水围堰建设条件有：枯水期与洪水期不稳定；一个枯水期围堰无法建设完成；基坑清淤抽水较易，建设中坝体较低时可以过水，不能过水时又可以达到预计挡水高程。土石过水围堰堰体体积相对不过水围堰较小，但护面在度汛时期受到水流冲刷，稳定性需要满足过水要求。堰体填筑材料稳定性、帷幕防渗效果、下游排水减压效果以及面板锚固效果等都影响着土石过水围堰的护面稳定。

[0003] 现有土石过水围堰设计施工中为保持护面稳定，常采取防渗帷幕，并在下游堰体布设体积较大的堆石体和大块石排水层通道用于排水。同时，浇筑较厚的混凝土面板作护面。这些处理方式效果并不明显，且围堰建设施工对材料要求较高，填筑运输备料和分区填筑等工艺复杂，工程成本较高。

[0004] 土石过水围堰堰体填筑量较大，建设区场地多为土石混合材料。基于施工场地材料特性，通过构建有效的排水锚固结构，加强堰体和护面稳定性，满足过水要求，可极大地降低工程施工复杂性和建设成本。

[0005] 在本方法设计完成之前，未发现利用相关排水锚固结构加强土石过水围堰护面稳定性的研究与围堰建设工程实例。

发明内容

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于施工场地土石混合材料特性、通过构建有效的排水锚固结构、增强土石过水围堰护面稳定的土石过水围堰的护面结构稳定性加强装置及方法。

[0007] 本发明的装置所采用的技术方案是：一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强装置，其特征在于：所述装置由透水层、集水支管、主排水管、锚头和排水口组成；所述主排水管上每隔一定距离就等距垂直设置有若干所述集水支管，构成辐射状锚头，集水支管向外的一端由所述透水层封口；所述主排水管一端密封、另一端设置有所述排水口。

[0008] 作为优选，所述透水层由无纺布组成。

[0009] 作为优选，所述装置的主体管材可由PE管材或钢管材构成。

[0010] 本发明的方法所采用的技术方案是：一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0011] 步骤1：土石过水围堰根据围堰的尺寸与材料特性，确定所述装置的布置形式与范围；

[0012] 步骤2：土石围堰填筑时，从下至上分层填筑并埋设所述装置，土石填筑材料修建堰体；所述排水口设置向外，保证混凝土面板的浇筑不影响排水；将所述锚头同混凝土面板 结构固定在一起，形成整体骨架；

[0013] 步骤3：所述装置构建完毕，完成围堰填筑与护面浇筑施工，堰体与护面通过所述装置形成空间加强骨架，增强稳定性。

[0014] 作为优选，步骤2中所述的土石围堰填筑时从下至上分层填筑并埋设所述装置，所述装置在堰体中呈梅花状布置，所述装置在水平向之间布置间距1.0 1.5m，竖直向之间布~置间距1.0 1.5m。
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[0015] 作为优选，步骤3中所述的护面浇筑施工时，所述装置的最外一个构成辐射状锚头同混凝土面板浇筑在一起。

[0016] 本发明主要优点是：

[0017] 1、方法中土石过水围堰下游填筑时，排水锚固结构的加筋锚固效果，增强了土石堰体的结构稳定性；

[0018] 2、方法中土石填筑体渗水能够通过排水结构排出，降低下游渗透水压强，增强护面稳定性；

[0019] 3、方法中排水锚固结构锚头同面板锚固在一起，增强排水结构的稳定性，同时对面板加筋锚固。该锚固方法还将堰体与面板结合在一起，形成空间加强骨架，增强了堰体的整体稳定性；

[0020] 4、该发明的土石过水围堰的护面稳定性加强方法，增强了围堰后的排水效果和堰体结构强度，降低了对堰体填筑材料的要求，不用设置过多的堆砌石体等复杂排水结构，将围堰堰体填筑施工简化，节省了材料投资与施工费用。

附图说明

[0021] 图1：是本发明实施例的装置结构简图；

[0022] 图2：是本发明实施例的装置在土石过水围堰下游堰体中的排水原理图；

[0023] 图3：是本发明实施例的装置应用示意图；

[0024] 图4：是本发明实施例的装置空间布置形式示意图。

具体实施方式

[0025] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0026] 请见图1，本发明提供的一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强装置，装置7由透水层1、集水支管2、主排水管3、锚头4和排水口5组成；主排水管3上每隔一定距离就等距垂直设置有若干集水支管2，构成辐射状锚头4；透水层1由无纺布组成，集水支管2向外的一端由透水层1封口；主排水管3一端密封、另一端设置有排水口5。

[0027] 请见图2、图3和图4，本发明提供的一种土石过水围堰的护面结构稳定性的加强方法，包括以下步骤：

[0028] 步骤1：土石过水围堰根据围堰的尺寸与材料特性，确定装置7的布置形式与范围；

[0029] 如图3所示，土石过水围堰下游堰体坡度分为两段，第一段高度为H1，在坡脚上 H1高度的堰体内布置装置7；第二段从河床覆盖层9到围堰中间水平段高度为H2，则在其坡段中间的 H2堰体内布置装置7。

[0030] 装置7在堰体中呈梅花状布置，如图4所示。水平向装置7之间布置间距1.0 1.5m，~竖直向装置7之间布置间距1.0 1.5m。
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[0031] 步骤2：土石围堰填筑时，从下至上分层填筑并埋设装置7，碾压土石填筑材料8密实堰体；排水口5设置向外，保证混凝土面板6的浇筑不影响排水；将锚头4同混凝土面板结构固定在一起，形成整体骨架。

[0032] 步骤3：装置7构建完毕，完成围堰填筑与护面浇筑施工（装置7的最外一个构成辐射状锚头4同混凝土面板6浇筑在一起），堰体与护面通过装置7形成空间加强骨架，增强稳定性。

[0033] 本实施例的装置如何布置根据围堰设计与施工条件决定。装置主体管材可由PE管材或钢管材等构成。辐射状锚头4的数量与间距由围堰防渗帷幕后的围堰尺寸与填筑材料特性决定；装置水平间隔与垂直向布设层数由围堰高度和材料性质等决定；集水支管结构尺寸由围堰尺寸与管桩使用材料、填筑施工要求等决定；同面板浇筑在一起的锚头尺寸由混凝土面板厚度等决定。

[0034] 尽管本说明书较多地使用了混领土面板6、装置7、土石填筑材料8、河床覆盖层9、透水层1、集水支管2、主排水管3、锚头4和排水口5等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

[0035] 应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

[0036] 应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。