防冲护桩板联合结构及施工方法与流程

本发明涉及水利水电施工技术领域，尤其是一种对水电站大坝高水头泄洪时下游两岸影响区进行防护处理、消能防冲的防冲护桩板联合结构及施工方法。

背景技术：

由于水电资源开发需要，水电站大坝多建在高山峡谷之中，河谷狭窄，河床覆盖层深厚，此类环境和地质条件，结构复杂、技术难度高、环境受限、施工难度大、安全风险大。由于建坝要求必须满足防洪渡汛泄洪安全等级要求，对高坝下游泄洪的两岸影响区进行防护处理是常态，如果防护处理不当有可能使两岸山体大范围失稳滑坡堵塞河道，将给电站造成灾难性的后果，甚至影响下游居民的生命财产安全，给国家带来不可估量的损失。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种防冲护桩板联合结构及施工方法，可以解决山谷陡峭、河道狭窄、深厚覆盖层等地质环境复杂条件下的防护处理技术难题，对水电站大坝高水头泄洪时下游两岸影响区进行防护处理、消能防冲；结构简单，易于施工，经济合理。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种防冲桩板联合结构，包括由多个防冲桩板联合单元组成的结构整体，防冲桩板联合单元包括上部防冲板以及与上部防冲板下部连接的多个防护桩组成，每两个防冲桩板联合单元的上部防冲板之间设有施工缝，多个防冲桩板联合单元组成的结构整体两侧的上部防冲板外侧设有结构缝，多个防冲桩板联合单元顶部的各上部防冲板通过板顶连梁连接形成一个整体，板顶连梁上均匀布置预有多个穿过板顶连梁且锚固于防护河道边坡山体基岩内的预应力锚索。

优选地，多个锚索锚墩浇筑在板顶连梁外侧面上。

优选地，防冲桩板联合单元的上部防护板下部进入完整的基岩中的深度为3～5m。

一种上述防冲桩板联合结构的施工方法，该方法为：

首先在所在部位的边坡开挖支护及回填作业平台；再采用人工井挖施工，进行桩板联合开挖井口锁口衬砌施工，然后进行防护河道一侧边坡上的i序防冲护桩板联合结构井挖作业，再进行i序防冲护桩板联合结构的混凝土浇注，按照上述步骤进行防护河道另一侧边坡上的ⅱ序防冲护桩板联合结构的混凝土浇注；再在i序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元以及ⅱ序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元上安装桩板顶连梁，再安装多根预应力锚索，即完成所述防冲桩板联合结构的施工。

优选地，该方法详细步骤为：

步骤1：在所在部位的边坡开挖支护及回填作业平台；

步骤2：防渗处理；

步骤3：桩板联合开挖井口锁口施工及井口围护：

步骤3-1：桩板联合开挖井口锁口开挖衬砌施工，深度1m左右；

步骤3-2：安装出渣垂直提升系统及安全保护装置并进行调试；

步骤4：i序防冲护桩板联合结构井挖及验收：

步骤4-1：边坡覆盖层开挖及支护，根据地层性质覆盖层分层开挖厚度为0.6～1.2m,采用混凝土衬砌及钢支撑支护，开挖一层支护一层，并紧跟钢支撑安装；

步骤4-2：边坡基岩开挖及支护，根据岩层性质，基岩分层开挖厚度为1.5～2.0m,进入基岩后采用喷锚支护，开挖一层支护一层；

步骤4-3：桩板联合开挖到设计高程，进行联合验收，合格后进入下道工序施工；

步骤5：i序防冲护桩板联合结构混凝土施工：

步骤5-1：各防冲桩板联合单元的防冲桩的钢筋制安，采用钢筋笼整体制作，汽车吊吊装入井；

步骤5-2：各防冲桩板联合单元的上部防冲板钢筋采用人工井下安装；

步骤5-3：完成钢筋及埋件安装后，检查验收；

步骤5-4：:混凝土浇筑，采用溜管入仓，一次性连续浇筑顶；部分有渗水的桩井采用水下混凝土浇筑；即完成i序防冲护桩板联合结构混凝土施工；

步骤6：重复上述步骤1-5，完成i序防冲护桩板联合结构混凝土施工；

步骤7：在i序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元以及ⅱ序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元上安装桩板顶连梁，再安装多根预应力锚索，

即完成所述防冲桩板联合结构的施工。

本发明提供的防冲护桩板联合结构及施工方法，采用“上部防冲板+下部圆形（防冲）桩”相结合的桩板联合形式，防冲桩为主要受力结构，其主要作用为固定防冲板并承担防冲板传递的推力，保证边坡整体稳定；防冲板与防冲桩形成封闭墙体，以防护河道边坡表层覆盖层、强风化岩体被冲(掏)刷；板桩顶根据结构设计需要布置板顶连梁和预应力锚索，提高结构整体性和稳定性；可以解决山谷陡峭、河道狭窄、深厚覆盖层等地质环境复杂条件下的防护处理技术难题，对水电站大坝高水头泄洪时下游两岸影响区进行防护处理、消能防冲；结构简单，易于施工，经济合理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明联合结构的主视图；

图2为本发明联合结构的图1的a-a向剖视图；

图3为本发明联合结构的侧视图；

图4是本发明施工方法步骤1和步骤2作业平台及防渗处理断面示意图；

图5是本发明施工方法步骤4和步骤5井挖及浇注混凝土平剖面示意图；

图6是本发明施工方法步骤4和步骤5井挖及浇注混凝土纵剖面示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1-图3所示，一种防冲桩板联合结构，包括由多个防冲桩板联合单元组成的结构整体，防冲桩板联合单元包括上部防冲板2以及与上部防冲板2下部连接的多个防护桩1组成，每两个防冲桩板联合单元的上部防冲板2之间设有施工缝6，多个防冲桩板联合单元组成的结构整体两侧的上部防冲板2外侧设有结构缝7，多个防冲桩板联合单元顶部的各上部防冲板2通过板顶连梁3连接形成一个整体，板顶连梁3上均匀布置预有多个穿过板顶连梁3且锚固于防护河道边坡山体基岩内的预应力锚索5。

多个锚索锚墩4浇筑在板顶连梁3外侧面上。

防冲桩板联合单元的上部防护板2下部进入完整的边坡基岩19中的深度为3～5m。

上部防冲板2的平面尺寸为长8m，宽2m，防护桩1的半径为1m，桩间距4m；

两块相邻的上部防冲板2之间设置有键槽的施工缝6，钢筋过缝连接，每24～32m设置有键槽的结构缝7，板顶连梁3结构缝与上部防冲板2的结构缝7一致，每24～32m设置。

实施例二

如图4-图6所示，一种上述防冲桩板联合结构的施工方法，该方法为：

首先在所在部位的边坡开挖支护及回填作业平台17；再采用人工井挖施工，进行桩板联合开挖井口锁口10衬砌施工，然后进行防护河道一侧边坡上的i序防冲护桩板联合结构井挖作业，再进行i序防冲护桩板联合结构的混凝土浇注，按照上述步骤进行防护河道另一侧边坡上的ⅱ序防冲护桩板联合结构的混凝土浇注；再在i序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元以及ⅱ序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元上安装桩板顶连梁3，再安装多根预应力锚索5，即完成所述防冲桩板联合结构的施工。

上述方法详细步骤为：

步骤1：在所在部位的边坡开挖支护及回填作业平台17，检查施工道路及施工作业平台17填筑是否完成，保证施工道路通畅、平台面平整；再进行测量放样，布置风、水、电管线。

步骤2：防渗处理：采用高压旋喷灌浆管15对边坡覆盖层18进行高压旋喷灌浆处理，采用帷幕灌浆管16对边坡基岩19进行帷幕灌浆。

步骤3：桩板联合开挖井口锁口10施工及井口围护：

步骤3-1：桩板联合开挖井口锁口10开挖衬砌施工，深度1m左右；

步骤3-2：安装出渣垂直提升系统8及安全保护装置9并进行调试：

出渣垂直提升系统8采用方钢和槽钢组合定制加工，由底座、支撑架、卷扬机、钢丝绳、滑轮、吊臂组成，其中吊臂可在180º范围内摆动；将提升系统安装固定在井口，启动卷扬机使料斗进行升降运送物料（或出渣），摆动吊臂可使料斗在井内外装卸物料。

安全保护装置9为购买的限位器成品，安装在吊臂前端并套在钢丝上，防止卷扬机提升过度，拉断钢丝绳造成事故。

步骤3-3：做好井口防护，临出渣一侧由于要经常活动，采用安全可靠的伸缩式活动栏杆11，便于工人操作，其它三面均采用固定栏板，栏板和栏杆高度均不低于1.2m。

步骤4：i序防冲护桩板联合结构井挖及验收：

步骤4-1：边坡覆盖层18开挖及支护，根据地层性质覆盖层分层开挖厚度为0.6～1.2m,采用混凝土衬砌及钢支撑支护，开挖一层支护一层，并紧跟钢支撑安装；

步骤4-2：边坡基岩19开挖及支护，根据岩层性质，基岩分层开挖厚度为1.5～2.0m,进入基岩后采用喷锚支护，开挖一层支护一层；

步骤4-3：桩板联合开挖到设计高程，进行联合验收，合格后进入下道工序施工；

开挖在边坡覆盖层18内的支护形式为“护壁混凝土12+横向钢支撑13及竖向钢支撑14”，横向钢支撑13为i20a工字钢，竖向钢支撑14为i16槽钢；开挖进入完整基岩后调整为喷锚支护形式，保证安全作业。

步骤5：i序防冲护桩板联合结构混凝土施工：

步骤5-1：各防冲桩板联合单元的防冲桩1的钢筋制安，采用钢筋笼整体制作，汽车吊吊装入井；

步骤5-2：各防冲桩板联合单元的上部防冲板钢筋采用人工井下安装；

步骤5-3：完成钢筋及埋件安装后，检查验收；

步骤5-4：:混凝土浇筑，采用溜管入仓，一次性连续浇筑顶；部分有渗水的桩井采用水下混凝土浇筑；即完成i序防冲护桩板联合结构混凝土施工。

步骤6：重复上述步骤1-5，完成i序防冲护桩板联合结构混凝土施工。

步骤7：在i序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元以及ⅱ序防冲护桩板联合结构的多个防冲桩板联合单元上安装桩板顶连梁3，再安装多根预应力锚索5，

即完成所述防冲桩板联合结构的施工，形成河道消能防冲体系。。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。