專利名稱：面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)及其施工方法。適用于施工期在表面防滲體上下游可能形成反向水頭差的混凝土面板壩、瀝青混凝土面板壩工程。
背景技術(shù)：
當(dāng)攔河壩采用混凝土面板或瀝青混凝土面板作為擋水防滲結(jié)構(gòu)時，基于面板壩壩料分區(qū)的特點，壩體上游半透水料在施工期承受反向滲水(滲壓)的能力非常有限。國內(nèi)某些面板壩工程曾發(fā)生墊層及混凝土固坡護面受損，甚至面板向上游頂托位移，造成周邊縫止水系統(tǒng)破壞的事故，處理非常困難，給工程留下了安全隱患。目前，在高面板壩施工過程中，壩體反向滲水時有發(fā)生。盡管國內(nèi)外對反向滲水的危害已有所認識，雖有工程在混凝土面板上設(shè)置豎直抽排水措施或水平排水溝管，但或是抽排水及孔洞封堵不便，影響工程質(zhì)量，或是費用較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)及其施工方法，該系統(tǒng)就是通過簡單、實用、有效的工程措施，以最小的投資和最方便的管理，防止反向水頭引起墊層料破壞和混凝土面板周邊縫破壞。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)，具有混凝土面板、趾板、墊層料、小區(qū)料、過渡層料、堆石料，其特征是在距趾板一定距離的壩體內(nèi)設(shè)置集水體，集水體由一定體積的卵石構(gòu)成，上游集水坑之趾板處設(shè)有一組通往卵石集水體的排水管，該排水管的垂直段為有孔鋼管，通過趾板部分為斜管，兩者之間由水平管連接。
在所述有孔鋼管的外面包有不銹鋼濾網(wǎng)。
所述排水管設(shè)有8根。
一種面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)的施工方法，其特征在于1)在施工期按照上面所述的結(jié)構(gòu)設(shè)置反向排水系統(tǒng)；2)施工結(jié)束后對排水管進行封堵，在封堵過程中，根據(jù)下游水位與反向排水孔的流量關(guān)系，測算面板下游的水位上升速度以及可能對面板產(chǎn)生的作用力，來進行面板上部的壓重設(shè)計，即在封堵最后二根反向排水管時，在面板上部布置四個混凝土壓重墩；3)對排水管的封堵步驟是
a) 用竹桿裹紗布清洗趾板(2)頭部反向排水管之斜管(8-3)的內(nèi)壁，然后塞入白麻(20)至反向排水管深處，再塞入塑性填料(17)(填料內(nèi)預(yù)埋塑料花管，塑料管引至排水管出口處)以臨時阻止反滲水流；b) 回填預(yù)縮速凝砂漿(19)(摻膨脹劑、水玻璃)；c) 上灌漿泵和灌漿管開始灌漿，灌注一定配合比的混合漿液。當(dāng)孔周圍都出現(xiàn)漿液后，檢查并扎緊灌漿嘴繼續(xù)灌漿，直至孔周圍都出漿并穩(wěn)定后停止灌漿。清除孔外周圍浮砂漿及多余的混合物，割掉灌漿嘴；d) 在孔口填入塑性填料(17)；e) 用鋼刷將孔口周圍一定范圍的基面刷洗干凈，再用噴燈將基面完全處理干燥后，涂刷底膠，并用塑性填料刮平；f) 采用氯丁橡膠片(15)和鋼板(13)封住孔口，利用預(yù)留插筋(16)和膨脹螺栓固定鋼板；g) 在排水孔周圍的趾板頭部澆筑混凝土蓋板(14)，保護鋼板封口，混凝土結(jié)合面進行打毛處理。
本發(fā)明的有益效果是系統(tǒng)采用簡單、實用、有效的壩體排水及封堵設(shè)計，成功地解決了壩體反向滲水問題。這項技術(shù)經(jīng)過實際工程的應(yīng)用測試，即混凝土面板堆石壩修建在深厚的河床砂礫石覆蓋層上，壩體在施工中墊層料上下游存在超過20m的反向滲水，且反向排水孔封堵后面板立即承受較大的反向水壓力，最終結(jié)果反應(yīng)良好。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)外未見壩體反向作用水頭超過20m的工程實例。


圖1是本發(fā)明壩體的橫截面圖。
圖2是本發(fā)明壩體反向排水部位面板壓重墩的平面布置圖。
圖3是本發(fā)明壩體反向排水管的封堵圖。
具體實施例方式
在施工期設(shè)置面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)，系統(tǒng)具有混凝土面板1、趾板2、墊層料3、小區(qū)料4、過渡層料5、堆石料6，估算施工期設(shè)計頻率下壩址區(qū)集雨量和施工用水量，在河床最低趾板2上預(yù)留具備相應(yīng)排水能力的排水孔，為使壩體內(nèi)滲水能集中、有效地從排水孔自由外滲，在距趾板2一定距離的壩體內(nèi)設(shè)置集水體7，集水體由一定體積的卵石構(gòu)成，從上游集水坑21的趾板2處布置8根通往卵石集水體(盲溝)7的排水管8，該排水管的垂直段為有孔鋼管8-1，外面包有不銹鋼濾網(wǎng)，認防止鋼管堵塞，有利排水暢通；通過趾板2的部分為斜管8-3，斜管與豎管之間為水平管8-2，它是經(jīng)防腐處理的鍍鋅鋼管。
設(shè)置反向排水設(shè)施后，壩體滲水能自由排至趾板上游集水坑21，用水泵排出基坑。汛期上游基坑充水后，上游水流可通過排水鋼管進入壩體堆石區(qū)，保證了壩面防滲體上下游水壓平衡。
所述排水管8視其壩體的反向滲水量來設(shè)置排水管根數(shù)。
大壩施工結(jié)束后必須對反向排水系統(tǒng)進行封堵。因下游水位與趾板2基礎(chǔ)之間存在著水頭差，下游滲水的作用力對混凝土面板1起著上抬作用，當(dāng)上托力達到一定時，若面板上部沒有足夠的支撐力，則面板將被頂脫，周邊縫18止水系統(tǒng)遭受破壞。因此，在設(shè)計面板上部的支撐力時，根據(jù)下游水位與反向排水管的流量關(guān)系，測算面板下游的水位上升速度以及可能對面板產(chǎn)生的作用力，進行面板上部壓重設(shè)計。通過分析計算，在封堵最后二根反向排水管8時，需在面板上部布置四個混凝土壓重墩11，其平面布置見附圖2。
對反向排水管的封堵見附圖3，其步驟如下a) 用竹桿裹紗布清洗趾板2頭部反向排水管之斜管8-3的內(nèi)壁，然后塞入白麻20至反向排水管深處，再塞入SR塑性填料17(填料內(nèi)預(yù)埋塑料花管，塑料管引至排水管出口處)以臨時阻止反滲水流；b) 回填預(yù)縮速凝砂漿19(摻膨脹劑、水玻璃)；c) 上灌漿泵和灌漿管開始灌漿，灌注一定配合比的混合漿液。當(dāng)孔周圍都出現(xiàn)漿液后，檢查并扎緊灌漿嘴繼續(xù)灌漿，直至孔周圍都出漿并穩(wěn)定后停止灌漿。清除孔外周圍浮砂漿及多余的混合物，割掉灌漿嘴；d) 在孔口填入SR塑性填料17；e) 用鋼刷將孔口周圍一定范圍的基面刷洗干凈，再用噴燈將基面完全處理干燥后，涂刷底膠，并用SR填料刮平；f) 采用氯丁橡膠片15和鋼板13封住孔口，利用預(yù)留插筋16和膨脹螺栓固定鋼板；g) 在排水孔周圍的趾板頭部澆筑C25混凝土蓋板14，保護鋼板封口，混凝土結(jié)合面進行打毛處理。
權(quán)利要求
1.一種面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)，具有混凝土面板(1)、趾板(2)、墊層料(3)、小區(qū)料(4)、過渡層料(5)、堆石料(6)，其特征在于在距趾板(2)一定距離的壩體內(nèi)設(shè)置集水體(7)，集水體由一定體積的卵石構(gòu)成，上游集水坑(21)之趾板(2)處設(shè)有一組通往卵石集水體(7)的排水管(8)，該排水管的垂直段為有孔鋼管(8-1)，通過趾板(2)部分為斜管(8-3)，兩者之間由水平管(8-2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)，其特征在于在所述有孔鋼管(8-1)的外面包有不銹鋼濾網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)，其特征在于所述排水管(8)設(shè)有8根。
4.一種面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)的施工方法，其特征在于1)在施工期按照權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)設(shè)置反向排水系統(tǒng)；2)施工結(jié)束后對排水管(8)進行封堵，在封堵過程中，根據(jù)下游水位與反向排水孔的流量關(guān)系，測算面板下游的水位上升速度以及可能對面板產(chǎn)生的作用力，來進行面板上部的壓重設(shè)計，即在封堵最后二根反向排水管(8)時，在面板上部布置四個混凝土壓重墩(11)；3)對排水管的封堵步驟是a)用竹桿裹紗布清洗趾板(2)頭部反向排水管之斜管(8-3)的內(nèi)壁，然后塞入白麻(20)至反向排水管深處，再塞入塑性填料(17)(填料內(nèi)預(yù)埋塑料花管，塑料管引至排水管出口處)以臨時阻止反滲水流；b)回填預(yù)縮速凝砂漿(19)(摻膨脹劑、水玻璃)；c)上灌漿泵和灌漿管開始灌漿，灌注一定配合比的混合漿液。當(dāng)孔周圍都出現(xiàn)漿液后，檢查并扎緊灌漿嘴繼續(xù)灌漿，直至孔周圍都出漿并穩(wěn)定后停止灌漿。清除孔外周圍浮砂漿及多余的混合物，割掉灌漿嘴；d)在孔口填入塑性填料(17)；e)用鋼刷將孔口周圍一定范圍的基面刷洗干凈，再用噴燈將基面完全處理干燥后，涂刷底膠，并用塑性填料刮平；f)采用氯丁橡膠片(15)和鋼板(13)封住孔口，利用預(yù)留插筋(16)和膨脹螺栓固定鋼板；g)在排水孔周圍的趾板頭部澆筑混凝土蓋板(14)，保護鋼板封口，混凝土結(jié)合面進行打毛處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)及其施工方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過簡單、實用、有效的工程措施，以最小的投資和最方便的管理，防止反向水頭引起墊層料破壞和混凝土面板周邊縫破壞的面板堆石壩壩體反向排水系統(tǒng)及其施工方法。解決該問題的技術(shù)方案是在施工期設(shè)置反向排水系統(tǒng)，距趾板一定距離的壩體內(nèi)設(shè)置集水體，集水體由一定體積的卵石構(gòu)成，上游集水坑之趾板處設(shè)有一組通往卵石集水體的排水管，該排水管的垂直段為有孔鋼管，通過趾板部分為斜管，兩者之間由水平管連接。施工結(jié)束后對排水管進行封堵。本發(fā)明可用于施工期在表面防滲體上下游可能形成反向水頭差的混凝土面板壩、瀝青混凝土面板壩工程。
文檔編號E02B7/02GK1587536SQ20041005311
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者陳振文, 蔣效忠, 徐建榮, 郎玲芳, 鄭齊峰 申請人:國家電力公司華東勘測設(shè)計研究院