混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)包括鋪設(shè)在泄水建筑物消力池下游尾端的砂卵石墊層上的混凝土海漫分塊，混凝土海漫分塊相互拼接，其間的縫隙中設(shè)置有隔縫板，混凝土海漫分塊頂部設(shè)置有呈梅花形布置的加糙墩，每兩個(gè)混凝土海漫分塊之間通過鉸鏈鋼筋穿過隔縫板連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，有效地解決了修建在深厚砂卵石覆蓋層河床上海漫，當(dāng)下泄水流單寬流量大、流速高，且河床抗沖刷能力差、不均勻沉降大時(shí)海漫自身的穩(wěn)定問題，確保海漫整體性穩(wěn)定以及消力池和擋水建筑物的長久安全。本發(fā)明還同時(shí)公開了上述混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)的施工方法。
【專利說明】混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水工結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體地指一種混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)及施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國較多閘壩等低水頭水利工程修建在深厚覆蓋層河床上，加上我國大部分河流屬多泥沙河流，洪水時(shí)水流攜砂量較大，當(dāng)閘壩等低水頭水工建筑物下游水深較淺時(shí)，壩后水躍消能效率低，下泄水流出消力池后流速仍較大，由于砂卵石河床穩(wěn)定性和抗沖刷能力差，快速下泄水流常年的沖刷作用將對下游河床的穩(wěn)定性造成不利影響。目前，為了減小下泄水流對閘壩等低水頭水工建筑物后下游河床造成的沖刷影響，一般采取在消力池下游澆筑混凝土層形成海漫結(jié)構(gòu)。但使用現(xiàn)有的海漫結(jié)構(gòu)，含砂量大的快速下泄水流經(jīng)過長時(shí)間的沖刷，下游河床會(huì)產(chǎn)生較大沖坑，同時(shí)海漫會(huì)出現(xiàn)沉降不均現(xiàn)象，進(jìn)而破壞海漫結(jié)構(gòu)，使其難以修復(fù)。海漫結(jié)構(gòu)一旦被破壞，沖刷作用會(huì)繼續(xù)破壞消力池，繼而威脅到擋水建筑物的安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有【背景技術(shù)】的不足之處，研宄開發(fā)出一種混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)及施工方法，它主要解決低佛氏數(shù)水躍消能效率低，水流出消力池后流速大，且下泄水流含砂量大，而消力池后砂卵石覆蓋層河床穩(wěn)定性和抗沖刷能力差，下泄水流在混凝土海漫上進(jìn)一步擴(kuò)散和混凝土海漫分塊之間連接的安全問題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了含砂量大的快速下泄水流在混凝土海漫上進(jìn)一步消能，且不會(huì)使修建在砂卵石河床上易變形的混凝土海漫本身發(fā)生破壞。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，包括鋪設(shè)在泄水建筑物消力池下游尾端的砂卵石墊層上的混凝土海漫分塊，所述混凝土海漫分塊相互拼接，其間的縫隙中設(shè)置有隔縫板，其特殊之處在于，所述混凝土海漫分塊頂部設(shè)置有呈梅花形布置的加糙墩，每兩個(gè)所述混凝土海漫分塊之間通過鉸鏈鋼筋穿過隔縫板連接。
[0005]進(jìn)一步地，所述鉸鏈鋼筋為兩根，交叉穿過隔縫板，其兩頭的伸出端分別錨入兩個(gè)混凝土海漫分塊。采用鉸鏈鋼筋交叉穿過隔縫板連接混凝土海漫分塊的方式，使兩個(gè)混凝土海漫分塊之間形成柔性連接，使海漫結(jié)構(gòu)連為柔性整體，具有在軟基上形成較強(qiáng)變形能力和抗沖刷能力的效果，能長時(shí)間有效保障海漫結(jié)構(gòu)的整體性。
[0006]更進(jìn)一步地，所述混凝土海漫分塊厚50?100cm，所述加糙墩的高度為20?40cm，間隔布置，順?biāo)飨蜷g距為150?200cm，垂直水流向間距為100?150cm。根據(jù)下泄水流的流速及沖刷力的大小，加糙墩設(shè)置過低，效果甚微，設(shè)置過高，將礙洪且增加施工成本。
[0007]更進(jìn)一步地，所述兩根鉸鏈鋼筋的交叉角度為30?50°，兩端錨入混凝土海漫分塊的長度為80?120cm，間距40?70cm，使兩塊混凝土海漫分塊之間形成高強(qiáng)度的柔性連接。
[0008]更進(jìn)一步地，所述加糙墩布置于海漫結(jié)構(gòu)前部1/2或1/3長的混凝土海漫分塊頂部。在海漫結(jié)構(gòu)中靠近消力池一邊的前1/2或1/3面積的混凝土海漫分塊上設(shè)置加糙墩，因?yàn)檫h(yuǎn)離消力池一邊的混凝土海漫分塊所受的沖刷力已經(jīng)被大幅度削減。
[0009]更進(jìn)一步地，所述隔縫板為瀝青杉板或聚乙烯閉孔泡沫板，其耐久性好、施工方便、造價(jià)較低。
[0010]更進(jìn)一步地，所述混凝土海漫分塊為正方形結(jié)構(gòu)，邊長為400?600cm，混凝土海漫分塊的規(guī)格過大易產(chǎn)生裂縫，規(guī)格過小則穩(wěn)定性差、施工造價(jià)增高。
[0011]更進(jìn)一步地，所述加糙墩的四角設(shè)置為倒角，使加糙墩的四角不易被長期攜砂量大快速下泄水流沖刷破壞，保持加糙墩的完整性。
[0012]一種混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟:
[0013]I)在已開挖處理好的基礎(chǔ)上鋪設(shè)砂卵石墊層；
[0014]2)準(zhǔn)備所述鉸鏈鋼筋，對所述鉸鏈鋼筋的中部進(jìn)行防銹處理；
[0015]3)架設(shè)所述混凝土海漫分塊模板和加糙墩模板，并在所述混凝土海漫分塊四周埋設(shè)鉸鏈鋼筋；
[0016]4)澆筑所述混凝土海漫分塊和加糙墩；
[0017]5)澆筑完所述混凝土海漫分塊和加糙墩后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)；
[0018]6)將所述混凝土海漫分塊和加糙墩表面清理干凈，待表面干燥后，在所述混凝土海漫分塊的四周布設(shè)隔縫板，完成一個(gè)混凝土海漫分塊的施工；
[0019]7)重復(fù)步驟3)?6)，直至完成海漫結(jié)構(gòu)中的所有混凝土海漫分塊。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟2)中對所述鉸鏈鋼筋的中部進(jìn)行防銹處理的方法為對所述鉸鏈鋼筋的正中間20cm范圍刷防銹漆，并涂瀝青油膏。
[0021]本發(fā)明提出了一種柔性混凝土海漫，在消力池(護(hù)坦)后設(shè)置抗沖能力、適應(yīng)基礎(chǔ)變形能力強(qiáng)的混凝土柔性海漫及在海漫上設(shè)加糙墩，使快速下泄水流繼續(xù)消散，進(jìn)一步消減水流流速，達(dá)到控制范圍，同時(shí)混凝土海漫分塊之間設(shè)高強(qiáng)度鉸鏈鋼筋保證海漫結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定，以免影響消力池(護(hù)坦)甚至擋水建筑物的安全。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在混凝土海漫結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了加糙墩，在混凝土海漫分塊間設(shè)計(jì)了高強(qiáng)度鉸鏈鋼筋，并對鉸鏈鋼筋進(jìn)行了防銹處理，有效地解決了修建在深厚砂卵石覆蓋層河床上海漫，當(dāng)下泄水流單寬流量大、流速高，且河床抗沖刷能力差、不均勻沉降大時(shí)海漫自身的穩(wěn)定問題，確保海漫整體性穩(wěn)定以及消力池和擋水建筑物的長久安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明混凝土加糙墩柔性海漫的結(jié)構(gòu)平面圖。
[0024]圖2為圖1的剖面圖。
[0025]圖3為圖1中加糙墩的大樣圖。
[0026]圖4為圖2中混凝土海漫分塊I的連接大樣圖。
[0027]圖中:混凝土海漫分塊1，加糙墩2，隔縫板3，鉸鏈鋼筋4，砂卵石墊層5，鋼筋防銹處理層6。

【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0029]如圖1?圖4所示，本發(fā)明提出的一種混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，包括鋪設(shè)在泄水建筑物消力池下游尾端的砂卵石墊層5上的混凝土海漫分塊I?；炷梁Ｂ謮KI為500X500cm的正方形結(jié)構(gòu)，厚度為80cm?；炷梁Ｂ謮KI相互拼接，縫寬1cm，縫隙中設(shè)置有隔縫板3。隔縫板3為瀝青杉板或者聚乙烯閉孔泡沫板。每兩個(gè)混凝土海漫分塊I之間通過鉸鏈鋼筋4穿過隔縫板3連接。鉸鏈鋼筋直徑32mm間距50cm，錨入分塊100cm，交叉布置，交叉角40°。鉸鏈鋼筋4每個(gè)位置為兩根，交叉穿過隔縫板3，其兩頭的伸出端分別錨入兩個(gè)混凝土海漫分塊I。
[0030]混凝土海漫分塊I頂部設(shè)置有呈梅花形布置的加糙墩2。加糙墩尺寸為80 X 80cm，高30cm，加糙墩2的四角設(shè)置為倒角。加糙墩間隔布置，順?biāo)飨蜷g距170cm，垂直水流向120cm。加糙墩2布置于海漫結(jié)構(gòu)前部1/2或1/3的混凝土海漫分塊I頂部。
[0031]本發(fā)明混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)的施工方法包括如下步驟:
[0032]I)在已開挖處理好的基礎(chǔ)上鋪設(shè)50cm厚砂卵石墊層，粒徑I?5cm且級(jí)配合適。
[0033]2)準(zhǔn)備鉸鏈鋼筋4，直徑32mm，長200cm，在正中間20cm刷2道防銹漆，并涂瀝青油膏，形成鋼筋防銹處理層6;
[0034]3)架設(shè)混凝土海漫分塊I模板和加糙墩2模板，并在混凝土海漫分塊I四周埋設(shè)鉸鏈鋼筋3，鉸鏈鋼筋間距為50cm，40°角交叉布置；
[0035]4)澆筑混凝土海漫分塊I和加糙墩2，混凝土海漫分塊I厚80cm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25 ；
[0036]5)澆筑完所述混凝土海漫分塊和加糙墩后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)；
[0037]6)將立?，F(xiàn)澆混凝土海漫分塊I和加糙墩2的表面清理干凈，待表面干燥后，在混凝土海漫分塊I的四周布設(shè)隔縫板3，隔縫板3厚度1cm，完成一個(gè)混凝土海漫分塊I的施工；
[0038]7)重復(fù)步驟3)?6)，直至完成海漫結(jié)構(gòu)中的所有混凝土海漫分塊I。
[0039]本發(fā)明中選用的材料及其要求:
[0040]I)混凝土海漫分縫中鉸鏈鋼筋4: II級(jí)鋼筋，直徑32mm，長200cm，40°角交叉布置。
[0041]2)鉸鏈鋼筋4正中間20cm防銹漆和瀝青油膏:防銹漆保護(hù)海漫分縫處鋼筋以免發(fā)生銹蝕，瀝青油膏防止鉸鏈鋼筋4中間20cm部分與混凝土粘接。
[0042]3)混凝土海漫分塊處隔縫板3:隔縫板3為瀝青杉板或者聚乙烯閉孔泡沫板，厚度根據(jù)海漫分縫寬度確定I?2cm，選用壓縮彈性模量小、變形能力大、耐久性強(qiáng)，能適應(yīng)混凝土海漫基礎(chǔ)不均勻沉降的要求。
[0043]根據(jù)水工模型試驗(yàn)，混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)在下游水深較淺時(shí)，下泄設(shè)計(jì)洪水流量，海漫首端平均流速4.7m/s，海漫末端平均流速3.2m/s，下泄水流在海漫上消散效果明顯，有效地減小了海漫末端水流流速，減少了下游河床的沖刷影響；在工程實(shí)際運(yùn)行中，海漫左側(cè)漿砌石因不均勻沉降，洪水沖坑深度達(dá)3.0m，但混凝土加糙墩柔性海漫與沖坑連接處除產(chǎn)生較大沉降差(35cm)外，海漫整體結(jié)構(gòu)完好。說明設(shè)計(jì)海漫適應(yīng)基礎(chǔ)不均勻沉降能力較強(qiáng)，本發(fā)明混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)及施工方法技術(shù)合理。
[0044]其它未詳細(xì)說明的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，包括鋪設(shè)在泄水建筑物消力池下游尾端的砂卵石墊層(5)上的混凝土海漫分塊(I)，所述混凝土海漫分塊(I)相互拼接，其間的縫隙中設(shè)置有隔縫板(3)，其特征在于:所述混凝土海漫分塊(I)頂部設(shè)置有呈梅花形布置的加糙墩(2)，每兩個(gè)所述混凝土海漫分塊(I)之間通過鉸鏈鋼筋(4)穿過隔縫板(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鉸鏈鋼筋(4)為兩根，交叉穿過隔縫板(3)，其兩頭的伸出端分別錨入兩個(gè)混凝土海漫分塊(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述混凝土海漫分塊⑴的厚度為50?100cm，所述加糙墩⑵的高度為20?40cm，間隔布置，順?biāo)飨蜷g距為150?200cm，垂直水流向間距為100?150cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述兩根鉸鏈鋼筋(4)的交叉角度為30?50°，兩端錨入混凝土海漫分塊(I)的長度為80?120cm，間距40 ?70cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述加糙墩(2)布置于海漫結(jié)構(gòu)前部1/2或1/3的混凝土海漫分塊(I)頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔縫板(3)為瀝青杉板或者聚乙烯閉孔泡沫板。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述混凝土海漫分塊(I)為正方形結(jié)構(gòu)，邊長為400?600cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述加糙墩(2)的四角設(shè)置為倒角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一權(quán)利要求所述的一種混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)在開挖處理好的基礎(chǔ)上鋪設(shè)砂卵石墊層(5); 2)準(zhǔn)備所述鉸鏈鋼筋(4)，對所述鉸鏈鋼筋(4)的中部進(jìn)行防銹處理； 3)架設(shè)所述混凝土海漫分塊(I)模板和加糙墩(2)模板，并在所述混凝土海漫分塊(I)四周埋設(shè)鉸鏈鋼筋(4); 4)澆筑所述混凝土海漫分塊(I)和加糙墩(2); 5)澆筑完所述混凝土海漫分塊(I)和加糙墩(2)后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)； 6)將立?，F(xiàn)澆所述混凝土海漫分塊(I)和加糙墩(2)的表面清理干凈，待表面干燥后，在混凝土海漫分塊(I)的四周布設(shè)隔縫板(3)，完成一個(gè)混凝土海漫分塊(I)的施工； 7)重復(fù)步驟3)?6)，直至完成海漫結(jié)構(gòu)中的所有混凝土海漫分塊(I)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混凝土加糙墩柔性海漫結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:所述步驟2)中對所述鉸鏈鋼筋(4)的中部進(jìn)行防銹處理的方法為對所述鉸鏈鋼筋(4)的正中間20cm范圍刷防銹漆，并涂瀝青油膏。
【文檔編號(hào)】E02B8/06GK104452690SQ201410737993
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】陳朝旭, 高大水, 位敏, 葉俊榮, 秦明海, 陳利強(qiáng) 申請人:長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司