用于沟水处理的挡排结构以及挡排方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水电工程构造领域，尤其涉及一种针对高山峡谷地区支流沟谷进行沟水处理的挡排结构。此外，本发明还涉及一种针对高山峡谷地区支流沟谷进行沟水处理的挡排方法。
【背景技术】
[0002]在高山峡谷地区建筑水电站工程时，支流沟谷多为常年流水、且切割较深，由于近坝区可利用的施工场地极少，而工程建设中有大量的施工弃渣需要堆存，还需布置各类施工辅助设施及跨沟施工道路，因此，常利用坝址附近的支流沟谷作为拦沟型弃渣场、施工辅助设施区或跨沟施工道路等，自然需对沟谷进行沟水处理。常规的沟水处理方式多采用挡水坝+排水洞的方式，此种沟水处理方式，对山体地质条件要求较高，工程量较大、工程投资较高，施工难度较大，且沟水处理工程自身的施工弃渣需另找地方堆存，占用的施工场地较大、施工周期较长。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题是提供一种结构简单、施工周期短、节省场地与工程投资、施工方便的用于沟水处理的挡排结构以及相应的挡排方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:用于沟水处理的挡排结构，包括混凝土挡水坝和土石挡水坝，所述混凝土挡水坝设置在土石挡水坝下方朝向沟水渠的一侧；还包括管涵，所述管涵埋在混凝土挡水坝和土石挡水坝内，并且管涵的一端穿过混凝土挡水坝后与沟水渠连通，另一端与下游河道连通；在土石挡水坝上朝向沟水渠一侧的迎水斜坡面上设置有复合材料层，所述复合材料层的下端与混凝土挡水坝连接。
[0005]进一步的是:所述复合材料层由外层到内层依次为坡面混凝土层、复合土工膜层、无砂混凝土层、垫层料、过渡料。
[0006]进一步的是:所述复合材料层中的复合土工膜层伸入到混凝土挡水坝内部。
[0007]进一步的是:所述复合材料层在土石挡水坝的顶部折弯后形成土石挡水坝顶层。
[0008]进一步的是:在管涵的尾端设置有混凝土镇墩，所述管涵穿过混凝土镇墩后与下游河道连通。
[0009]进一步的是:所述混凝土挡水坝的底端嵌入地基一定深度，其顶端高于沟水渠的非汛期水位高程I?2m ;所述土石挡水坝的顶端高于沟水渠的汛期水位高程2?3m。
[0010]进一步的是:在混凝土挡水坝的顶端设置有清污平台和栏杆，在管涵与沟水渠连通的入口端处设置有拦污栅。
[0011]进一步的是:所述管涵设置有斜度，并且与沟水渠连通的一端高于与下游河道连通的一端。
[0012]进一步的是:所述土石挡水坝的下游坝脚位置处设置有块石排水体。
[0013]另外，本发明还提供一种用于沟水处理的挡排方法，其采用上述用于沟水处理的挡排结构，在非汛期由混凝土挡水坝对沟水渠中的沟水进行挡水，在汛期由混凝土挡水坝和土石挡水坝共同对沟水渠中的沟水进行挡水；并且所述土石挡水坝由施工弃渣堆积而成，在土石挡水坝下游坝脚位置与下游河道之间通过堆积回填土形成施工区域；所述管涵位于回填土内。
[0014]本发明的有益效果是:通过采用混凝土挡水坝和土石挡水坝相结合的挡水结构，可节省场地与工程投资、施工周期短、简化施工难度。同时土石挡水坝还可采用现场施工弃渣堆积而成，进一步简化施工难度，节约成本。为保证土石挡水坝的挡水效果和防冲刷效果，在其迎水斜坡面上设置有复合材料层。另外，在非汛期由混凝土挡水坝对沟水渠中的沟水进行挡水，在汛期由混凝土挡水坝和土石挡水坝共同对沟水渠中的沟水进行挡水；实现了根据沟水的季节性变化而进行设计，在满足挡水结构正常、安全使用的情况下最大化的简化挡水结构，降低施工投资。另外，还可根据实际地理情况，通过堆积回填土在土石挡水坝下游坝脚位置处与下游河道之间形成可供堆放弃渣用的弃渣场、施工辅助设施区域或跨沟施工道路等用的施工区域。
【附图说明】
[0015]图1为本发明所述的用于沟水处理的挡排结构的示意图；
[0016]图2为图1中局部区域A的放大示意图；
[0017]图中标记为:土石挡水坝1、复合材料层2、坡面混凝土层21、复合土工膜层22、无砂混凝土层23、垫层料24、过渡料25、土石挡水坝顶层3、混凝土挡水坝4、拦污栅5、管涵6、栏杆7、清污平台8、块石排水体9、回填土 10、混凝土镇墩11、沟水渠12、下游河道13。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]如图1和图2中所示，本发明所述的用于沟水处理的挡排结构，包括混凝土挡水坝4和土石挡水坝I，所述混凝土挡水坝4设置在土石挡水坝I下方朝向沟水渠12的一侧；还包括管涵6，所述管涵6埋在混凝土挡水坝4和土石挡水坝I内，并且管涵6的一端穿过混凝土挡水坝4后与沟水渠12连通，另一端与下游河道13连通；在土石挡水坝I上朝向沟水渠12 —侧的迎水斜坡面上设置有复合材料层2，所述复合材料层2的下端与混凝土挡水坝4连接。
[0020]其中，混凝土挡水坝4设置在土石挡水坝I下方朝向沟水渠12的一侧，如图1中所示。其设置在土石挡水坝I的上游的坡脚处，其主要原因是考虑到将混凝土挡水坝4设置沟水渠12的挡排结构的下端，可承受较大的水压；并且，通常挡排结构的下端部分常年受到水流冲刷，因此采用混凝土结构可增强其抗冲刷效果；并且混凝土结构也可对管涵6起到较好的安装和固定作用，确保挡排结构整体的稳固性。而在混凝土挡水坝4的上方以及下游部分则采用土石挡水坝1，并且土石挡水坝I可直接采用弃渣料堆筑而成，其主要原因是考虑到土石挡水坝I本身承受沟水渠内I的水压较低，而且其迎水斜坡面受到水流冲刷的情况也较少，因此对土石挡水坝I的结构强度要求较低；另外，通过采用弃渣料堆筑成土石挡水坝1，其可就地取材，且施工方便，成本低廉。当然，为了保证土石挡水坝I上的迎水斜坡面能具有将强的抗水流冲刷效果，同时具有较好的防渗透效果，本发明在迎水斜坡面上还设置有一层复合材料层2。
[0021]其中复合材料层2的作用由上所述，主要为增强迎水斜坡面的抗水流冲刷，同时起到防渗透效果，因此理论上只要能满足以上要求的合材料层2即可。本发明优选一种如下结构的复合材料层2，其由外层到内层依次为坡面混凝土层21、复合土工膜层22、无砂混凝土层23、垫层料24、过渡料25。其中坡面混凝土层21作为直接与水流接触的表层，通过采用混凝土铺设而成，其结构强度较高，抗冲刷效果较好。而复合土工膜层22则具有较强的防渗透效果，可防止沟水渗透入土石挡水坝I内，由于土石挡水坝I 一般由弃渣料堆筑而成，因此一旦渗入沟水后将容易导致其出现溃坝现象，引发安全事故。而为了增强复合材料层2整体与土石挡水坝I之间的接触关系，考虑到土石挡水坝堆积后其表面材料凹凸不平，且粒径大小不一，因此如果直接铺设复合土工膜层22和坡面混凝土层21则其连接效果不理想，容易出现脱层现象，因此在复合土工膜层22和土石挡水坝I之间进一步还设置有无砂混凝土层23、垫层料24和过渡料25等。当然，可根据实际情况，设置多层复合材料层2，或者在复合材料层2内设置将其某种材料层设置多层，如在一层复合材料层2内设置有多层的复合土工膜层22。
[0022]复合材料层2中复合土工膜层22的作用主要是防渗透，考虑到复合材料层2与混凝土挡水坝4衔接时往往容易出现缝隙，为此，本发明进一步可将复合土工膜层22伸入到混凝土挡水坝4内部，避免沟水通过上述缝隙渗入到土石挡水坝I内。
[0023]另外，对于土石挡水坝I的顶部，也可将