一种用于水下处理土石坝坝体渗漏的防水结构的制作方法

1.本实用新型属于水工建筑物渗漏水下处理技术领域，具体涉及一种用于水下处理土石坝坝体渗漏的防水结构。


背景技术：

2.土石坝属于散粒体结构，常常由于坝体施工质量不良、筑坝材料选择不当、坝基沉降等原因，导致土石坝坝体出现渗漏现象；
3.对于土石坝坝体的渗漏，一般采用放空水库在干地条件下进行处理，或在坝顶进行处理；目前的处理方式主要有：斜墙法、冲填式灌浆法、防渗墙法、高压喷射灌浆法、劈裂灌浆法；
4.斜墙法是在上游坝坡补做防渗墙，或加固原有的防渗墙，以此堵住坝体渗流。斜墙法虽然可以根治坝体渗漏，但是需要干地施工，需要将水库放空，而且工程量较大；
5.充填式灌浆法不需要放空水库，可在水库正常使用条件下施工；充填式灌浆法能够在一定程度上减轻坝体渗漏，但很难彻底消除坝体渗漏；
6.防渗墙法是先利用机具造孔，然后在孔内填筑防渗材料，最后在坝体内形成一道防渗体，从而堵住坝体渗漏。防渗墙法可以在不放空水库的情况下施工，防渗墙的可靠性也比较高，但是在造孔等施工过程中会对坝体结构的整体性产生一定的破坏，存在一定的安全隐患；
7.高压喷射灌浆法是利用钻机造孔，然后把带有喷头的注浆管下至土层的预定位置，利用高压把浆液(使用三重管时，还包括水)从喷嘴中喷射出来，冲击周围的土体；土体被射流切削、搅拌，一部分细小的土粒随浆液流出孔外，土体的其余部分与浆液混合在一起，形成具有一定强度的防渗体。高压喷射灌浆法具有较好的止水效果，施工速度较快，但是在施工过程中也会对坝体结构的整体性产生一定的破坏，还会产生泥浆、废灰浆等施工垃圾，会对周围的环境产生不利的影响；
8.劈裂灌浆法是利用压力泥浆(也可掺加水泥等材料)，通过合理的孔位布置，有控制地劈开坝体，并迅速用泥浆进行填充，能够有效地弥补坝体缺陷，提高坝体的稳定性。劈裂灌浆可以形成垂直的连续防渗帷幕，能够充填各种裂缝、孔隙和洞穴。用压力泥浆在坝体内劈开一条灌浆通道后，这个通道又能够将坝体内存在各种缺陷的部位联通起来，从而压入更多更稠的泥浆，达到处理隐患、充填坝体和构造防渗帷幕的目的。这种充填作用与劈裂作用是同时进行的，随灌随劈随填充，达到缝开浆到料满的程度。劈裂灌浆具有设备简单、操作方便、浆料能够就地取材、环境污染轻、止漏效果明显等优点；但是在劈裂灌浆过程中，会对坝体结构的整体性产生较大程度的破坏，存在一定的安全隐患；
9.综上所述，虽然目前处理土石坝坝体渗漏的方法很多，每种方法也各有优势，但是每种方法也存在一定的不足，而且这几种处理坝体渗漏的方法适应坝体后续变形的能力不是很强。因此，现有技术有待进一步研究。


技术实现要素：

10.针对上述背景技术所提出的问题，本实用新型的目的是：旨在提供一种用于水下处理土石坝坝体渗漏的防水结构。
11.为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：
12.一种用于水下处理土石坝坝体渗漏的防水结构，其特征在于：所述土石坝坝体底部铺设有粘土铺盖层，所述土石坝坝体的一侧设有上游护坡，所述上游护坡的表面充填有碎石找平层，所述碎石找平层表面充填有水下不分散砂浆层，所述水下不分散砂浆层表面连接有防水卷材层，所述防水卷材层的上侧连接有水位变动区防水卷材保护层，所述水位变动区防水卷材保护层的顶部安装有防水卷材顶部混凝土压顶，所述防水卷材层底部连接有水下不分散混凝土封闭层。
13.进一步限定，所述碎石找平层的碎石粒径为15～35mm，所述碎石找平层的平均厚度为 280～350mm。这样的结构设计便于碎石找平层对不同大小的空隙、凹坑进行充填找平。
14.进一步限定，所述水下不分散砂浆层内包含有抗分散剂，所述抗分散剂为uwb絮凝剂。这样的结构设计使水下不分散砂浆层的抗分散效果好。
15.进一步限定，所述防水卷材层为若干小幅宽的防水卷材拼接为大幅宽的防水卷材，且拼接部位牢固、严密。这样的结构设计便于进行搬运移动。
16.本实用新型具有以下优点：
17.1、本实用新型在渗漏的土石坝上游坡面同时增加了刚性、柔性两道防水，既符合治理渗漏的“上堵下排”原则，又增加了封堵土石坝渗漏的可靠性；
18.2、本实用新型的防水卷材层具有较大的柔韧性和延展性，能够保证土石坝坝体在出现一定程度的沉降或变形时不发生渗漏；
19.3、本实用新型在实施过程中和实施以后，对坝体结构只有有益的防渗和补强作用，不会对坝体结构产生破坏，不存在影响坝体结构安全的隐患，并且在实施时，不会对周围的环境产生不利影响，不会产生大量施工垃圾；
20.4、本实用新型采用潜水员水下施工，不需要放空水库，不影响水库的正常使用；
21.本实用新型提供一种水下处理土石坝坝体渗漏的方法，采用本实用新型时，不需要放空水库，不影响坝体安全，不会造成环境污染；经采用这种方法处理后的坝体，不仅能够彻底消除渗漏，而且可以使坝体的新增防水结构在很大的程度上能够适应坝体后续的沉降、位移等变形。
附图说明
22.本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
23.图1为本实用新型实施例一种用于水下处理土石坝坝体渗漏的防水结构的结构示意图；
24.主要元件符号说明如下：
25.碎石找平层1、水下不分散砂浆层2、防水卷材层3、水位变动区防水卷材保护层4、防水卷材顶部混凝土压顶5、水下不分散混凝土封闭层6、土石坝坝体10、上游护坡11、粘土铺盖层12。
具体实施方式
26.为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。
27.如图1所示，本实用新型的一种用于水下处理土石坝坝体渗漏的防水结构，土石坝坝体 10底部铺设有粘土铺盖层12，土石坝坝体10的一侧设有上游护坡11，上游护坡11的表面充填有碎石找平层1，碎石找平层1表面充填有水下不分散砂浆层2，水下不分散砂浆层2表面连接有防水卷材层3，防水卷材层3的上侧连接有水位变动区防水卷材保护层4，水位变动区防水卷材保护层4的顶部安装有防水卷材顶部混凝土压顶5，防水卷材层3底部连接有水下不分散混凝土封闭层6。
28.本实施例中，采用水下作业方式进行铺设，在进行水下作业时可采用管供式空气潜水，潜水员按照预先制定的行动路线入水，并配备管供式空气潜水装具、水下照明设备、水下摄像机、潜水电话和水下施工工具，按照技术交底和技术人员的指令进行水下操作，水下摄像机和水下电话通过电缆与水上监视器连接，水下摄像机能够对水下施工进行全程摄像，并将视频同步传输到水上监控器，供水面以上的技术人员观看；技术人员可以通过视频监控系统实时与潜水员保持联系，可以通过监控系统检查和指导潜水员的水下作业，能够实现水下施工作业与水上协调指挥的同步、统一，
29.在进行铺设时，潜水员将上游护坡11的表面进行初步平整，将突出坡面的石块放入低凹处；上游护坡经初步平整后的表面平整度允许偏差可按300mm控制；
30.然后在水面以上的人员和设备配合下，潜水员铺填碎石找平层1，碎石找平层1的粒径为10-30mm，碎石找平层1的平均厚度可按300mm控制；找平层铺填后表面的平整度允许偏差可按50mm控制；
31.然后又在碎石找平层1表面铺填水下不分散砂浆层2，水下不分散砂浆层2的水下不分散砂浆强度的设计标号不低于c30，水下不分散砂浆的抗渗标号需根据大坝的设计水位确定，水下不分散砂浆层2的厚度可按50mm控制，水位变动区部位砂浆的抗冻标号应根据当地的气象条件确定，一般情况下可选择f200；为避免温度变化对水下不分散砂浆层2产生不利影响，沿纵向每隔15m设1道变形缝，变形缝的宽度为20mm，变形缝内需填充柔性密封材料，水下不分散砂浆层2的塌落度应根据碎石找平层1的表面坡度确定，一般可按120mm-140mm控制，施工时砂浆塌落度的具体指标按便于在碎石找平层1表面上铺填的原则控制；在铺填水下不分散砂浆层2时，应留有水下同条件养护的砂浆试块，并将试块放在水温最低的部位进行同条件养护；
32.在水下不分散砂浆层2初凝前，铺贴防水卷材层3；防水卷材层3可选用带砂的sbs卷材，在陆地上时就事先将幅宽为1m的sbs防水卷材拼接成幅宽为3-6m的大幅宽卷材；两幅卷材间的搭接宽度不低于100mm，搭接部位需满涂水下专用粘接剂，将相邻的卷材粘结密封；在粘贴后的接缝处，需骑缝涂刷水下密封胶，拼接完成后，需对拼缝进行严格检查；将检查合格的卷材使用具有足够强度和刚度的钢管卷成轴状；在陆地上将小幅卷材拼接成大幅卷材的目的是：提高水下铺贴防水卷材的效率和质量，然后将带砂的一面铺在下面；水下的铺贴作业由潜水员完成，水面以上的人员和设备进行配合；
33.待水下不分散砂浆的同条件养护试块的强度达到10mpa后，铺贴水位变动区防水卷材保护层4；水位变动区防水卷材保护层4采用带有铝箔反射层的厚度不低于4mm的sbs；
对于水面以下部位的防水卷材保护层，使用水下专用粘接剂进行铺贴；对于水面以上的部位，采用传统的方法铺贴；
34.防水卷材层3的末端需埋入粘土铺盖层12中不少于600mm，埋入时需确保粘土铺盖层12 能够将防水卷材层3的末端密封。在防水卷材层3末端的顶部，浇筑宽度为1600mm，厚度不低于200mm的水下不分散混凝土形成的水下不分散混凝土封闭层6，水下不分散混凝土封闭层6的强度标号不低于c20；以此保护和封闭防水卷材末端的埋入部位，
35.防水卷材层3的顶部与浆砌石挡墙粘结在一起；在顶部的水位变动区防水卷材保护层4 施工完毕后，需浇筑高度和宽度均为400mm的水卷材顶部混凝土压顶5；水卷材顶部混凝土压顶5的强度标号不低于c20，其抗冻标号应根据当地的气象条件确定，一般情况下可选择 f200；水卷材顶部混凝土压顶5需每隔15m设1道变形缝，变形缝的宽度为20mm，变形缝内需填充柔性密封材料形成；防水卷材层3需在大坝两端做适当延伸，必须确保防水卷材层3 的端部封闭在水下不分散混凝土封闭层6中。
36.优选碎石找平层1的碎石粒径为15～35mm，碎石找平层1的平均厚度为280～350mm。这样的结构设计便于碎石找平层1对不同大小的空隙、凹坑进行充填找平。实际上，也可以根据具体情况考虑使用碎石找平层1其他的结构形状。
37.优选水下不分散砂浆层2内包含有抗分散剂，抗分散剂为uwb絮凝剂。这样的结构设计使水下不分散砂浆层2的抗分散效果好。实际上，也可以根据具体情况考虑使用水下不分散砂浆层2其他的结构形状。
38.优选防水卷材层3为若干小幅宽的防水卷材拼接为大幅宽的防水卷材，且拼接部位牢固、严密。这样的结构设计便于进行搬运移动。实际上，也可以根据具体情况考虑使用防水卷材层3其他的结构形状。
39.上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。