本發(fā)明涉及工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩及施工方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，在泥石流的防治技術(shù)中，主要采取攔擋壩（混凝土或漿砌石擋墻、縫隙壩）進(jìn)行攔擋和排泄，但是由于泥石流的成分中含有大量的泥沙、碎石甚至大塊石，所以會(huì)對(duì)攔擋壩的上游面造成沖刷，長(zhǎng)期運(yùn)行后上游面的結(jié)構(gòu)易被磨損掉，進(jìn)而減小攔擋壩的斷面尺寸，造成工程危險(xiǎn)，同時(shí)傳統(tǒng)的攔擋壩在施工中，需要對(duì)上下游分別綁扎鋼筋、立模板然后在進(jìn)行混凝土澆筑，施工程序繁瑣。同時(shí)由于大體積混凝土的溫度控制程序復(fù)雜，相應(yīng)造價(jià)高，很不經(jīng)濟(jì)。而一旦混凝土溫度控制不利，還容易造成混凝土表層甚至壩體內(nèi)部的混凝土開(kāi)裂，存在很大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩及施工方法。本發(fā)明具有節(jié)約施工工期、造價(jià)低、安全性高、施工簡(jiǎn)便和耐久性好的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩，包括下游面攔擋鋼板，下游面攔擋鋼板經(jīng)頂部鋼蓋板與上游面攔擋鋼板連接；所述的下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板間設(shè)有水平支梁；所述的下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板均與基礎(chǔ)混凝土蓋板連接。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩中，所述的下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板間還設(shè)有斜向支梁，斜向支梁的一端與水平支梁連接，另一端與下游面攔擋鋼板/上游面攔擋鋼板連接。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩中，所述的下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板均經(jīng)鋼板基礎(chǔ)連接板與基礎(chǔ)混凝土蓋板連接；所述的鋼板基礎(chǔ)連接板還經(jīng)基礎(chǔ)拉筋固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板上。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩中，處于底端的斜向支梁的一端經(jīng)梁支撐基礎(chǔ)連接板與基礎(chǔ)混凝土蓋板連接；所述的梁支撐基礎(chǔ)連接板還經(jīng)基礎(chǔ)錨筋固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板上。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩中，所述的下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板上設(shè)有排水孔。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩中，所述的下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板間還填有回填混凝土。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩中，所述的上游面攔擋鋼板的坡比緩于1:0.5；所述的下游面攔擋鋼板的坡比為1:0.1~1:0.6。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩的施工方法，按下述步驟進(jìn)行：

a、將建基面基礎(chǔ)挖至基巖部位；

b、在建基面基礎(chǔ)上澆筑基礎(chǔ)混凝土蓋板；

c、將下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板上，并安裝相應(yīng)的水平支梁；

d、在下游面攔擋鋼板和下游面間灌注回填混凝土；

e、灌注完成后蓋上頂部鋼蓋板。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩的施工方法所述的步驟b中，在建基面基礎(chǔ)上澆筑基礎(chǔ)混凝土蓋板時(shí)，預(yù)留鋼板基礎(chǔ)連接板和梁支撐基礎(chǔ)連接板的位置。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩的施工方法所述的步驟c中，將下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板經(jīng)鋼板基礎(chǔ)連接板固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板上后，還安裝相應(yīng)的斜向支梁。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在基礎(chǔ)混凝土蓋板上設(shè)置下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板，該結(jié)構(gòu)，使得下游面攔擋鋼板直接接觸泥石流中的的泥沙，因鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比，其抗沖刷能力突出，所以保證了結(jié)構(gòu)的耐久性。不僅如此，由于本發(fā)明采用下游面攔擋鋼板和上游面攔擋鋼板的鋼結(jié)構(gòu)，省去了混凝土內(nèi)部鋼筋的布置和上下游模板立模，因此有效降低了材料和施工成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，具體地，較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠節(jié)約經(jīng)濟(jì)投資20%左右。且上述結(jié)構(gòu)，使施工條件更好，干擾更小，具有很高的施工便利性，較現(xiàn)有技術(shù)可以節(jié)約施工工期1/3以上。

本發(fā)明的各結(jié)構(gòu)單元之間的支持和連接結(jié)構(gòu)受力條件清楚，易于設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性可靠。

本發(fā)明的壩型斷面尺寸小，具體表現(xiàn)為：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)輪廓充分和基巖基礎(chǔ)連接，周邊基礎(chǔ)起到了較好的錨固作用，同時(shí)攔擋鋼板內(nèi)部又通過(guò)鋼支撐相互連接，所以較傳統(tǒng)的依靠結(jié)構(gòu)自重的結(jié)構(gòu)體型改善明顯，特別是頂部厚度可以較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減幅達(dá)50%以上，而下游坡面坡度較傳統(tǒng)的1:0.7左右坡比陡至1:0.2或直立，進(jìn)而較傳統(tǒng)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的壩體而言，其壩型斷面尺寸更小。本發(fā)明的主要承力結(jié)構(gòu)為上、下游面攔擋鋼板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)較混凝土而言，其對(duì)泥石流的攔擋具有更高的抗沖刷性(在工程運(yùn)行中表明受泥沙沖擊的混凝土耐久性較差，一般1~2年內(nèi)表面就可能被沖蝕，所以鋼板結(jié)構(gòu)的耐久性提高明顯),因此對(duì)上、下游面攔擋鋼板間的填充材料要求低，繼而不用再投入大量的溫度控制措施和費(fèi)用進(jìn)行混凝土的防裂保護(hù)，所以具有很高的經(jīng)濟(jì)性。

為了保證本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的可靠性，首先在建基面基礎(chǔ)上設(shè)置一層基礎(chǔ)混凝土蓋板，并在基礎(chǔ)混凝土蓋板上經(jīng)基礎(chǔ)拉筋固定鋼板基礎(chǔ)連接板，之后再在鋼板基礎(chǔ)連接板上設(shè)置上、下游面攔擋鋼板，以此形成一個(gè)完全整的攔擋面。同時(shí)在上、下游面攔擋鋼板之間設(shè)置水平、斜向支梁，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，有效提高整體的安全性，保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性和耐久性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的剖面示意圖。

附圖中的標(biāo)記為：1-下游面攔擋鋼板，2-頂部鋼蓋板，3-上游面攔擋鋼板，4-水平支梁，5-基礎(chǔ)混凝土蓋板，6-斜向支梁，7-鋼板基礎(chǔ)連接板，8-基礎(chǔ)拉筋，9-梁支撐基礎(chǔ)連接板，10-基礎(chǔ)錨筋，11-排水孔，12-回填混凝土。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。

實(shí)施例1。一種高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩，構(gòu)成如圖1-2所示，包括下游面攔擋鋼板1，下游面攔擋鋼板1經(jīng)頂部鋼蓋板2與上游面攔擋鋼板3連接；所述的下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3間設(shè)有水平支梁4；所述的下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3均與基礎(chǔ)混凝土蓋板5連接。

前述的頂部鋼蓋板2厚度大于/等于8mm。

前述的下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3的厚度均大于/等于14mm；上、下游面攔擋鋼板地面以上高度小于/等于25m，在該取值范圍內(nèi)，鋼板的厚度和發(fā)明結(jié)構(gòu)相對(duì)經(jīng)濟(jì)，隨著高度的繼續(xù)增加，鋼板的厚度增加，撓度增加，相應(yīng)所需要的內(nèi)部鋼支撐結(jié)構(gòu)也增加，經(jīng)濟(jì)性隨之降低；上、下游面攔擋鋼板的頂部間距為0.5~10m，該取值范圍主要是根據(jù)施工、交通和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等要求綜合確定的。

前述的基礎(chǔ)混凝土蓋板5的厚度為0.3~3m；基礎(chǔ)混凝土蓋板5嵌入基巖內(nèi)部厚度不小于0.5m；基礎(chǔ)混凝土蓋板5強(qiáng)度不低于C25。向上、下游面的延伸距離不小于2.0m。

前述的下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3間還設(shè)有斜向支梁6，斜向支梁6的一端與水平支梁4連接，另一端與下游面攔擋鋼板1/上游面攔擋鋼板3連接。

前述的下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3均經(jīng)鋼板基礎(chǔ)連接板7與基礎(chǔ)混凝土蓋板5連接；所述的鋼板基礎(chǔ)連接板7還經(jīng)基礎(chǔ)拉筋8固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板5上。

前述的鋼板基礎(chǔ)連接板7厚度不小于8mm。

前述的基礎(chǔ)拉筋8間排距不大于0.5m，基礎(chǔ)拉筋8直徑不小于20mm，基礎(chǔ)拉筋8深入基巖內(nèi)部長(zhǎng)度不小于1.0m。

處于底端的斜向支梁6的一端經(jīng)梁支撐基礎(chǔ)連接板9與基礎(chǔ)混凝土蓋板5連接；所述的梁支撐基礎(chǔ)連接板9還經(jīng)基礎(chǔ)錨筋10固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板5上?；A(chǔ)錨筋10在每塊梁支撐基礎(chǔ)連接板9底部不少于2根，并和連接板之間焊接連接，基礎(chǔ)錨筋10直徑不小于16mm，要求錨筋深入基巖內(nèi)部長(zhǎng)度不小于1.0m。

前述的下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3上設(shè)有排水孔11。排水孔11可以為圓形或方形，截面面積不小于0.04m²，同時(shí)不大于2m²。

前述的下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3間還填有回填混凝土12。為保證在泥石流作用下整個(gè)壩體的穩(wěn)定性，在內(nèi)部有回填混凝土13，保證了整體的穩(wěn)定性。

前述的上游面攔擋鋼板3的坡比為緩于1:0.5，該設(shè)置能夠夠有效提高本發(fā)明的強(qiáng)度；所述的下游面攔擋鋼板1的坡比為1:0.1~1:0.6。

前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩的施工方法，按下述步驟進(jìn)行：

a、將建基面基礎(chǔ)挖至基巖部位；建基面基礎(chǔ)嵌入基巖內(nèi)部深度不小于0.5m；

b、在建基面基礎(chǔ)上澆筑基礎(chǔ)混凝土蓋板5；

c、將下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板5上，并安裝相應(yīng)的水平支梁4；

d、在下游面攔擋鋼板1和下游面間灌注回填混凝土12；回填混凝土12強(qiáng)度等級(jí)不低于C15，采用分層澆筑，分層高度控制在2.0m以內(nèi)，施工中應(yīng)充分振搗，確保密實(shí)。

e、灌注完成后蓋上頂部鋼蓋板2。

前述的步驟b中，在建基面基礎(chǔ)上澆筑基礎(chǔ)混凝土蓋板5時(shí)，預(yù)留鋼板基礎(chǔ)連接板7和梁支撐基礎(chǔ)連接板9的位置。

前述的步驟c中，將下游面攔擋鋼板1和上游面攔擋鋼板3經(jīng)鋼板基礎(chǔ)連接板7固定于基礎(chǔ)混凝土蓋板5上后，還安裝相應(yīng)的斜向支梁6。

更具體地，前述的高抗沖刷的鋼包混凝土新型壩的施工方法，按下述步驟進(jìn)行：

a、首先根據(jù)地質(zhì)勘探成果確定的建基面深度，開(kāi)挖建基面基礎(chǔ)至基巖部位；

b、在建基面基礎(chǔ)上進(jìn)行基礎(chǔ)拉筋8和基礎(chǔ)錨筋10的施工；

c、開(kāi)始基礎(chǔ)混凝土蓋板5澆筑，預(yù)留鋼板基礎(chǔ)連接板7和梁支撐基礎(chǔ)連接板9的位置；

d、進(jìn)行鋼板基礎(chǔ)連接板7和梁支撐基礎(chǔ)連接板9的施工，將其錨固焊接在相應(yīng)的基礎(chǔ)拉筋8和基礎(chǔ)錨筋10上，確保滿相關(guān)規(guī)范要求的錨固和焊接要求；

e、依次分段、分塊進(jìn)行攔擋鋼板、水平支梁、斜向支梁等鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工，焊縫和焊接滿足相關(guān)規(guī)范即可。施工前宜對(duì)攔擋鋼板先按照布置要求完成排水孔的開(kāi)孔；

f、分段進(jìn)行回填混凝土施工，施工中應(yīng)注意對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)；

g、進(jìn)行頂部鋼蓋板2的施工；

h、重復(fù)上述步驟直至施工完成。

i、所有鋼材均應(yīng)按照現(xiàn)行有效規(guī)程規(guī)程要求進(jìn)行防銹、防腐和防火處理。