一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统的制作方法

本发明涉及一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，属于水电水利工程。

背景技术：

1、砾石土心墙坝填筑的关键在于心墙部位的填筑质量和进度控制，砾石土作为大坝的防渗体，填筑技术要求高、质量标准严，工期紧、强度高、受降雨影响大都是砾石土施工的难点，且心墙填筑工期一般是水电站枢纽建设的控制性工期。现阶段砾石土填筑施工受降雨影响较大，心墙填筑时遭遇较小降雨情况下，一般采取表面封闭、塑料布覆盖、表面土料清除及刨毛等手段进行处理；暴雨工况下，还需要进行抽排水作业，由于土石坝层填筑仓面面积大，抽排水工作实施不便捷；在雨季施工时，还需采用将心墙填筑成斜面、加快排水的施工方式。上述种种降雨带来的不利影响，严重制约了心墙土料的填筑施工进度，影响心墙土料填筑碾压施工质量。

2、现阶段国内大型水电工程建设主战场已转移至西部高原地区，面临高海拔、高寒环境考验，相比内陆地区，西部高原地区雨季、冬季持续时间长。据统计，川西地区心墙填筑全年有效施工天数仅有200余天，严重制约了工程进度。如何有效减少西部高山峡谷地区心墙填筑施工过程的降雨、降雪干扰，是一个急需解决的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统。本发明借鉴悬索桥设计思路，采用在土心墙施工区域作业面上面设置顶棚的方式，隔绝降雨、降雪的影响，同时可在顶棚结构上布置灯光、喷雾等设备，营造相对封闭可控的施工环境，实现土心墙全施工阶段的连续施工，最大限度降低降雨/降雪的影响，大幅提升施工效率，确保心墙施工质量及工程建设工期。

2、本发明的技术方案：一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，高土石坝心墙填筑施工区域作业面形状随坝体填筑高程上升呈现沿上下游方向长度缩短、沿河床左右岸方向长度增加的趋势，其岸坡方向左右两侧均为心墙垫层混凝土，在两侧的心墙垫层混凝土区域沿纵向方向间隔布置有加固基础或滑轨，加固基础或滑轨上设置有滑轮装置，左、右两侧处于同一个竖直端面的2个滑轮装置之间连接有纵向钢丝绳，每根纵向钢丝绳的两端绕制在滑轮装置上、并经其变向后均固定连接有配重块a，配重块a可沿在心墙垫层混凝土表面上下移动，多根纵向钢丝绳顶面固定连接有防雨层，防雨层垂直向投影需完全覆盖高土石坝心墙填筑施工区域作业面。

3、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，多根纵向钢丝绳底面均匀间隔固定连接有多根横向钢丝绳，每根横向钢丝绳的两端均连接有配重块b。

4、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，所述防雨层依次布置在距离高土心墙堆石坝开挖基础面为1/4、1/2、2/3坝高及坝顶高程以上平面上，也可根据高土石坝心墙填筑施工区域作业面的需求增加或者减少布置层数，随着坝体填筑上升拆除低高程的设施，部署高程的设施。

5、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，所述滑轮装置固定在加固基础上，加固基础设置在土心墙垫层混凝土结构中，与土心墙垫层混凝土的钢筋交叉绑扎，同时浇筑成型，采取扩大开挖、打锚杆、浇筑混凝土及固结灌浆方式设置加固基础。

6、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，所述滑轮装置具备锁定功能。

7、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，所述配重块a由多种小型配置块组合而成，其重量可根据需要及时调整，配重块a下方的心墙垫层混凝土上设置有拦挡设施。

8、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，滑轨沿心墙垫层混凝土延展方向布置有多条，滑轮装置沿滑轨上下移动以满足不同高程心墙填筑施工区域作业面需求，在滑轮装置高程变化时，调节同高程滑轮装置之间纵向钢丝绳的长度、横向钢丝绳的布置根数及防雨层的面积大小。

9、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，所述防雨层由多块模块化防雨层经连接绳连接而成。

10、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，所述防雨层其上、下游外侧可布置门帘型封闭层，防雨层底面还可设置有灯光、喷雾设备、加热或降温设备；防雨层底部及上表面均可布置集水及排水设施。

11、前述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统中，所述纵向钢丝绳组数至少为4组，横向钢丝绳不宜少于5～6组。

12、本发明的有益效果：

13、与现有技术相比，本发明具有以下几个方面的优点：

14、（1）本发明为行业内首次提出土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，通过可以移动的防雨层可实现对心墙施工区域进行一定程度的封闭，营造全天候可控施工环境。

15、（2）通过模块化防雨层→横向钢丝绳组及配重块b→纵向钢丝绳组及配重块a→滑轮装置→加固基础/滑轨的多层受力传导体系，将绝大部分荷载传导至岸坡地基中，确保了本发明系统整体的安全性。

16、（3）采用缆机式布置型式，将系统主体结构（滑轮装置、纵向钢丝绳、横向钢丝绳、防雨层以及配重）布置在岸坡及心墙施工作业面上空，最大程度的减少了心墙填筑施工区域的多系统之间的干扰。

17、（4）承受主体荷载的配重块采用小型配置块组合而成，能有效适应不同高程、各种荷载组合条件下的配重要求。

18、（5）防雨层、纵、横向钢丝绳组采用模块式布置方式，通过模块化组装，可快速响应不同布置高程的实际要求。

19、（6）条件允许时，可沿心墙垫层混凝土延展方向布置多条滑轨，方便调整可扩展拆卸型顶棚结构的高程，满足全高程范围内心墙填筑的施工管控需求。

技术特征：

1.一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：高土石坝心墙填筑施工区域（1）作业面形状随坝体填筑高程上升呈现沿上下游方向长度缩短、沿河床左右岸方向长度增加的趋势，其岸坡方向左右两侧均为心墙垫层混凝土（2），在两侧的心墙垫层混凝土（2）区域沿纵向方向间隔布置有加固基础（9）或滑轨（10），加固基础（9）或滑轨（10）上设置有滑轮装置（3），左、右两侧处于同一个竖直端面的2个滑轮装置（3）之间连接有纵向钢丝绳（4），每根纵向钢丝绳（4）的两端绕制在滑轮装置（3）上、并经其变向后均固定连接有配重块a（5），配重块a（5）可沿在心墙垫层混凝土（2）表面上下移动，多根纵向钢丝绳（4）顶面固定连接有防雨层（6），防雨层（6）垂直向投影需完全覆盖高土石坝心墙填筑施工区域（1）作业面。

2.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：多根纵向钢丝绳（4）底面均匀间隔固定连接有多根横向钢丝绳（7），每根横向钢丝绳（7）的两端均连接有配重块b（8）。

3.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：所述防雨层（6）依次布置在距离高土心墙堆石坝开挖基础面为1/4、1/2、2/3坝高及坝顶高程以上平面上，也可根据高土石坝心墙填筑施工区域（1）作业面的实际需求增加或者减少布置层数，随着坝体填筑上升拆除低高程的设施，部署高程的设施。

4.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：所述滑轮装置（3）固定在加固基础（9）上，加固基础（9）设置在土心墙垫层混凝土（2）结构中，与土心墙垫层混凝土（2）的钢筋交叉绑扎，同时浇筑成型，采取扩大开挖、打锚杆、浇筑混凝土及固结灌浆方式设置加固基础（9）。

5.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：所述滑轮装置（3）具备锁定功能。

6.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：所述配重块a（5）由多种小型配置块组合而成，其重量可根据需要及时调整，配重块a（5）下方的心墙垫层混凝土（2）上设置有拦挡设施。

7.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：滑轨（10）沿心墙垫层混凝土（2）延展方向布置有多条，滑轮装置（3）沿滑轨（10）上下移动以满足不同高程心墙填筑施工区域（1）作业面需求，在滑轮装置（3）高程变化时，调节同高程滑轮装置（3）之间纵向钢丝绳（4）的长度、横向钢丝绳（7）的布置根数及防雨层（6）的面积大小。

8.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：所述防雨层（6）由多块模块化防雨层（11）经连接绳（12）连接而成。

9.根据权利要求1所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：所述防雨层（6）其上、下游外侧可布置门帘型封闭层，防雨层（6）底面还可设置有灯光、喷雾设备、加热或降温设备；防雨层（6）底部及上表面均可布置集水及排水设施。

10.根据权利要求2所述的一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，其特征在于：所述纵向钢丝绳（4）组数至少为4组，横向钢丝绳（7）不宜少于5～6组。

技术总结
本发明公开了一种高土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，心墙填筑区域呈斜向外开口形状，其左右两侧均为心墙垫层混凝土，两侧的心墙垫层混凝土沿纵向方向间隔固定设置有多个滑轮装置，左、右两侧处于同一个竖直端面的2个滑轮装置之间连接有纵向钢丝绳，每根纵向钢丝绳的两端经滑轮装置变向后均固定连接有配重块A，配重块A支撑在心墙垫层混凝土表面，多根纵向钢丝绳顶面固定连接有防雨层。本发明为行业内首次提出土石坝心墙填筑区域施工期环境管控系统，通过可以移动的防雨层可实现对心墙施工区域进行一定程度的封闭，营造全天候可控施工环境。

技术研发人员：唐腾飞,徐林,张合作,郝鹏,苏鹏,程瑞林,韩朝军,苗君,鲍伟,林金城,龙益彬
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16