一种防渗土工膜垫层中混凝土与土石回填区的过渡结构的制作方法

本发明涉及混凝土与回填区过渡结构，具体涉及一种防渗土工膜垫层中混凝土与土石回填区的过渡结构及其施工方法。

背景技术：

在抽水蓄能电站建设中，越来越多的全库盆防渗水库在库盆底部采用土工膜进行防渗；但蓄能电站的库盆下卧中经常出现土石回填和混凝土结构相接带，且回填渣体的高度普遍较高，势必存在一定的沉降变形，尤其是在紧挨相对不变性沉降的混凝土结构物周边，极易出现断崖式台阶；即使预留了沉降期进行沉降，但在蓄水后的高水头作用下，此类情况仍不可避免的出现；这样容易在土工膜底部形成脱空，土工膜处于悬链张拉状态并直接承受水头压力导致拉裂破坏，留下质量安全隐患。

技术实现要素：

本发明提供一种回填体沉降不会对土工膜造成破坏的防渗土工膜垫层中混凝土与土石回填区的过渡结构及其施工方法。

本发明采用的技术方案是：一种防渗土工膜垫层中混凝土与土石回填区的过渡结构，包括设置在结构混凝土和回填区之间的置换混凝土；置换混凝土上表面向外扩散形成缓坡散水结构；置换混凝土和结构混凝土接触处设置有防渗结构；回填区上方设置有延长渗径结构；延长渗径结构上方设置有预留回填结构；预留回填结构上方设置有天然河砂层；置换混凝土内设置有预埋灌浆管，预埋灌浆管顺结构混凝土边线设置。

进一步的，所述防渗结构包括填料、设置在填料表面的粘接层和设置在粘接层表面的防渗盖片。

进一步的，所述填料内靠近置换混凝土和结构混凝土接触处设置有橡胶棒。

进一步的，所述回填区和结构混凝土接触处设置有延伸入置换混凝土内的接触回填灌浆孔。

进一步的，所述延长渗径结构包括三维复合排水网和设置在其上方的土工膜。

一种防渗垫层中混凝土与回填区过渡结构的施工方法，包括以下步骤：

a、在结构混凝土周围回填区中上层进行充填灌浆，使结构混凝土周围回填区形成沉降缓坡；

b、将结构混凝土周围回填区部分回填料置换为置换混凝土，置换缓凝土表面形成往外扩散的缓坡散水结构；

c、置换混凝土浇筑的过程中预埋灌浆管，预埋灌浆管顺结构混凝土边线布置，对置换混凝土底部回填区和结构混凝土交界处进行灌浆；

d、在置换混凝土和结构混凝土接触处设置防渗结构；

e、在回填区上方设置延长渗径结构，延长渗径结构上方设置预留回填结构，预留回填结构上方设置天然河砂层。

进一步的，所述充填灌浆采用低压浓浆灌注。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在水库蓄水后，土工膜底部深厚回填区沉降量不会对土工膜造成破坏，避免因此造成土工膜破损引起防渗体系破坏进而发生水库渗漏，威胁水库安全；

（2）本发明结构分明、施工难度小、施工速度快，成本投入低，适用性强。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明中防渗结构示意图。

图中：1-结构混凝土，2-回填区，3-锚固混凝土，4-预留回填结构，5-置换混凝土，6-天然河砂层，7-土工膜防渗结构，8-防渗结构，9-接触回填灌浆孔，10-延长渗径结构，801-填料，802-粘结层，803-防渗盖片，804-橡胶棒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1-2所示，一种防渗土工膜垫层中混凝土与土石回填区的过渡结构，包括设置在结构混凝土1和回填区2之间的置换混凝土5；置换混凝土5上表面向外扩散形成缓坡散水结构；置换混凝土5和结构混凝土1接触处设置有防渗结构8；回填区2上方设置有延长渗径结构10；延长渗径结构10上方设置有预留回填结构4；预留回填结构4上方设置有天然河砂层6；置换混凝土5内设置有预埋灌浆管，预埋灌浆管顺结构混凝土1边线设置。

进一步的，所述防渗结构8包括填料803、设置在填料803表面的粘接层802和设置在粘接层802表面的防渗盖片801。

进一步的，所述填料803内靠近置换混凝土5和结构混凝土1接触处设置有橡胶棒804。

进一步的，所述回填区2和结构混凝土1接触处设置有延伸入置换混凝土5内的接触回填灌浆孔9。

进一步的，所述延长渗径结构10包括三维复合排水网和设置在其上方的土工膜。

一种防渗垫层中混凝土与回填区过渡结构的施工方法，包括以下步骤：

a、在结构混凝土1周围回填区2中上层进行充填灌浆，使结构混凝土1周围回填区2形成沉降缓坡；

b、将结构混凝土1周围回填区2部分回填料置换为置换混凝土5，置换缓凝土5表面形成往外扩散的缓坡散水结构；

c、置换混凝土5浇筑的过程中预埋灌浆管，预埋灌浆管顺结构混凝土1边线布置，对置换混凝土5底部回填区2和结构混凝土1交界处进行灌浆；

d、在置换混凝土5和结构混凝土1接触处设置防渗结构8；

e、在回填区2上方设置延长渗径结构10，延长渗径结构10上方设置预留回填结构4，预留回填结构4上方设置天然河砂层6。

进一步的，所述充填灌浆采用低压浓浆灌注。

以溧阳抽水蓄能电站上水库进/出水塔周边为例，首先在塔体附近即结构混凝土1附近2～5m范围回填区2内进行充填灌浆，充填灌浆对象为回填区2的中上层；灌浆采用低压浓浆灌注，灌浆孔间排距根据浆液扩散半径确定，该部分主要用于提高回填区2密实度和压缩模量、减少结构混凝土1周边附近范围内的回填区2沉降变形量；使塔体、塔体附近、塔体周边大范围形成沉降缓坡，减少沉降阶梯避免过大的不均匀变形；结构混凝土1周边回填区2充填灌浆完成后，将结构混凝土1周边1～2m范围内的回填料置换成混凝土结构形成置换混凝土5；置换混凝土5表面形成往外扩散的缓坡散水结构；该部分相当于在结构混凝土1周边形成一圈裙边，进一步减小沉降阶梯；在置换混凝土5浇筑过程中预埋灌浆管，灌浆管顺结构混凝土1边线布置，对置换混凝土5底部回填区2与结构混凝土1交界处进行灌浆；防止有渗水顺结构混凝土1而下，对置换混凝土5下部回填区2进行冲刷，形成空腔；为进一步防止土工膜下部水流顺置换混凝土5和结构混凝土1而下，对下部回填区2造成冲刷，需对两种混凝土接缝处进行防渗处理，设置防渗结构8；所述防渗结构8包括填料803、设置在填料803表面的粘接层802和设置在粘接层802表面的防渗盖片801；填料803内靠近置换混凝土5和结构混凝土1接触处设置有橡胶棒804；防渗盖片801为sr防渗盖片，填料为sr柔性填料，粘结层为hk988涂层，构成综合性防渗结构8；然后进行延长渗经结构10施工，该部分由土工膜和三维复合排水网组成，土工膜覆盖在三维复合排水网上部；土工膜覆盖区域适度大于回填区2充填灌浆区域以外一定范围；该部分结构作用在于当膜下出现渗水时，能将渗水引出井周附近到外围远区，并降低渗压水头和水流流速，防止对井周附近的回填区2集中冲刷；延长渗径结构10上方为预留回填结构4，此结构为特殊垫层料为主，局部用天然砂；该结构作用在于，在水库蓄水后，井周回填区2发生沉降时，利用部分超高对沉降量进行补充，减小、甚至完全避免出现不利的沉降台阶；预留回填结构4厚度结合回填区2厚度和水头进行计算确定；预留回填结构4一般其粒径较大容易对土工膜造成刺穿风险，所以在其上表面铺筑一层天然河砂层6，河砂厚度在10cm左右；天然河砂层6施工结束后，即可进行表层的土工膜防渗结构7进行施工，为了提高安全性；该区域土工膜防渗结构7一般采用双层土工膜，表层膜主要起抗水流冲刷作用，下层膜主要起结构防渗作用。

本发明通过采用回填区2充填灌浆、回填料的混凝土置换来减少土工膜下部垫层的沉降；然后利用接触回填灌浆和混凝土之间的防渗结构8来减少局部渗水或者地下水对下部垫层侵蚀冲刷影响；最后通过预留回填结构6和天然砂层7将沉降防渗后对土工膜防渗系统影响降到最低，最终达到保护土工膜防渗体系的效果；从减少回填区2沉降量及不均匀变形和减少沉降对土工膜影响方面出发；通过多种结构，确保在水库蓄水后，土工膜底部回填区2沉降量不会对土工膜造成破坏，使之变形降到土工膜本身可承受范围之内，避免了因此造成土工膜破损引起防渗体系破坏进而发生水库渗漏，威胁水库安全；具有结构分明、施工难度小、施工速度快、成本投入低、适用能力强等优点。