本发明涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种用于复杂地质条件下的桩林坝及其导流施工方法。
背景技术：
近年来，我国西南峡谷地区水电大开发，水电站的沟谷河道极易受到泥石流的危害，严重影响水电工程的建设，危及人员的生命安全，造成巨大的经济损失和社会影响。目前，发生泥石流时伴随块石或杂物从高处滚落而造成损失巨大，对块石或杂物的拦截成为泥石流治理成败的关键。桩林坝结构对块石及杂物的拦截效果较好，因而在西南峡谷地区河道中应用较多。
桩林坝施工工期越短，越能尽早发挥拦挡功能，对水电工程的建设越有利，而传统的桩林坝结构采用灌注桩施工而成。然而，我国西南峡谷地区地形地质条件极为复杂，岩体结构差，组合复杂，含砂量高，沟床架空现象严重，沟床孤块石块径大，且分布不均匀等，使得传统桩林坝结构采用的灌注桩施工难度很大，给桩林坝的施工带来极大的困难，严重影响施工工期。
同时，沟谷河道常年流水，水流流量枯期流量小，汛期流量很大，且流量在汛期之前具有逐渐增大的趋势，如何进行导流施工以保证桩林坝结构的干地施工是一个亟待解决的工程问题。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是：现有桩林坝结构的采用灌注桩施工方式，不利于在复杂地质条件下施工的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于复杂地质条件下的桩林坝，桩林坝整体横夸地拦截设置在河道内，其两端分别与河道的两侧岸边相连；所述桩林坝包括坝基、桩体和连接横梁；所述坝基的底部嵌入到河床基础以内，并且在所述坝基内设置有导流通道，所述导流通道将桩林坝上下游河道连通；所述桩体设置有至少一排，并且每排包括多根间隔平行设置的桩体，连接横梁用于将相应桩体的上部连接；桩体与坝基为混凝土浇注成型的一体结构。
进一步的是：所述连接横梁包括中部连接横梁和顶部连接横梁，所述中部连接横梁用于将相应桩体的中部连接，所述顶部连接横梁用于将相应桩体的中部连接。
进一步的是：所述坝基的底部嵌入河床基础内的深度不低于2米。
进一步的是：桩体与坝基为钢筋混凝土结构，并且位于桩体内的钢筋与位于坝基内的钢筋向连接。
进一步的是：桩体为圆柱状，其横截面直径大于0.8m。
进一步的是：桩体位于坝基以上的高度不大于8米。
进一步的是：在设置有多排桩体时，相邻的两排桩体相互错开设置，并且相连两排桩体中，前一排内的桩体分别通过连接横梁与后一排内两侧最近的两个桩体相连；在桩林坝整体的两端分别设置有岸边混凝土挡墙。
另外，本发明还提供一种用于复杂地质条件下的桩林坝的导流施工方法，所述导流施工方法包括如下步骤：
步骤一、一期导流：从河道其中一侧岸边堆筑一期石渣围堰，使水流从河道另一侧过流；通过一期石渣围堰在该侧岸边围成一期局部施工区域，在一期局部施工区域内进行桩林坝的一期坝基施工，在一期坝基施工过程中，在相应的坝基内预埋管道以形成导流通道；
步骤二、二期导流：去除一期石渣围堰，并在河道另一侧岸边堆筑二期石渣围堰，并且二期石渣围堰与一期坝基相连，使水流从一期坝基内的导流通道过流；通过二期石渣围堰在该侧岸边围成二期局部施工区域，在二期局部施工区域内进行桩林坝的二期坝基施工，在二期坝基施工过程中，在相应的坝基内预埋管道以形成导流通道；其中，二期坝基与一期坝基相连并形成桩林坝整体的坝基；
步骤三、三期导流：去除二期石渣围堰，使水流从一期坝基和二期坝基内的导流通道过流；然后进行桩林坝的桩体以及连接横梁的施工；
并且，一期坝基内预埋的管道的过流能力满足二期导流期间对河道水流的过流要求；一期坝基和二期坝基内预埋的管道之和的过流能力满足三期导流期间对河道水流的过流要求；
其中，上述所述的对河道水流的过流要求为避免水流从坝基的表面漫过。
进一步的是：在步骤三中，首先在坝基整体平台的上游侧堆筑沙袋围堰，以增高挡水高程，然后再进行桩林坝的桩体以及连接横梁的施工。
进一步的是：连接横梁包括中部连接横梁和顶部连接横梁；在步骤三中，进行桩林坝的桩体以及连接横梁的施工包括如下步骤：
步骤a、首先进行中部连接横梁和中部连接横梁以下的桩体的施工；
步骤b、然后拆除沙袋围堰；
步骤c、最后进行中部连接横梁以上的桩体和顶部连接横梁的施工。
本发明的有益效果是：本发明所述的桩林坝，其通过设置有一体结构的坝基和桩体，由坝基结构提供对桩体的固定支撑作用，无需通过灌注桩方式施工形成桩体；可有效地适用于在复杂地质条件下；另外，在坝基内通过预埋管道形成导流通道，这样可以有效地便于在桩林坝施工过程中，通过导流通道进行导流，使得施工环境为干地施工。
另外，本发明所述的导流施工方法，其充分利用本发明所述的桩林坝结构，将河道分为左右两半部分先后进行施工，在施工过程中，充分利用坝基内的导流通道，同时结合河道枯期和汛期的时间分布，实现了桩林坝的干地施。本发明的导流施工方法相对于传统的灌注桩方法而言，具有施工方便、效率高以及造价低廉等优势；并且，能很好地结合了沟谷河道水流变化的特点，确保了整个导流施工过程的衔接顺畅。
附图说明
图1为本发明所述桩林坝的横截面示意图；
图2至图5为本发明所述的导流施工方法中不同阶段对应的桩林坝的结构示意图；
图中标记为：河道1、坝基2、一期坝基21、二期坝基22、桩体3、连接横梁4、中部连接横梁41、顶部连接横梁42、河床基础5、导流通道6、一期石渣围堰7、二期石渣围堰8、沙袋围堰9、岸边混凝土挡墙10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1中所示，本发明所述的用于复杂地质条件下的桩林坝，其中，所述的复杂地址条件指的是河床基础存在岩体结构差、组合复杂、含砂量高、沟床架空现象严重和沟床孤块石块径大且分布不均匀情况中的一种或者多种组合的地址条件；在这样的复杂地址条件下，采用传统的灌注桩施工存在施工困难，且由于河床基础结构较差，因此最终施工后形成的桩林坝结构稳定性较差。本发明所述的桩林坝整体横夸地拦截设置在河道1内，其两端分别与河道1的两侧岸边相连；所述桩林坝包括坝基2、桩体3和连接横梁4；所述坝基2的底部嵌入到河床基础5以内，并且在所述坝基2内设置有导流通道6，所述导流通道6将桩林坝上下游河道1连通；所述桩体3设置有至少一排，并且每排包括多根间隔平行设置的桩体3，连接横梁4用于将相应桩体3的上部连接；桩体3与坝基2为混凝土浇注成型的一体结构。
本发明所述的桩林坝，其通过设置有坝基2结构，这样可将整个桩林坝的地基2连接成统一的整体，同时坝基2和桩体3采用混凝土浇注而成的一体结构，这样可确保坝基2的稳定性，进而确保桩体3的稳定性。更具体的，桩体3与坝基2为钢筋混凝土结构，并且位于桩体3内的钢筋与位于坝基2内的钢筋向连接；这样可进一步提高桩体3与坝基2之间的连接牢固性；进而确保桩体3的拦截能力。
另外，坝基2的底部嵌入河床基础5内的深度不低于2米；具体施工时，需要对河床基础5进行一定的开挖施工，以形成坝基2的浇注基坑。通过上述设置，可确保坝基2整体的稳定性，当然，坝基2的上端应高出河床基础5一定高度，以便于对河道水流实现一定的拦截作用，然后通过导流通道6进行导流，避免河道水流在施工过程中漫过坝基2。
另外，本发明进一步在坝基2内形成导流通道6。设置导流通道6的作用是在进行桩林坝施工的过程中起到导流作用，避免水流漫过坝基2，进而确保干地施工条件，便于施工作业。当然，不失一般性，导流通道6的过流能力，应当根据具体的施工步骤以及对应的时间段内的河道流量等参数进行合理设置。
更具体的，连接横梁4的作用是用于连接桩体3的中上部，以增强桩体3整体的结构稳定性。具体的，参照附图1中所示，本发明中的连接横梁4包括中部连接横梁41和顶部连接横梁42，所述中部连接横梁41用于将相应桩体3的中部连接，所述顶部连接横梁42用于将相应桩体3的中部连接。
不失一般性，本发明中的桩体3采用为圆柱状，其横截面直径大于0.8m，以确保桩体3的拦截能力。
另外，对于桩体3的高度，可设置桩体3位于坝基2以上的高度不大于8米。
另外，本发明中的桩体3理论上可设置有多排，所述的多排指的是不少于两排。如附图1和附图5中所示的具体示例中，为设置有两排桩体3。具体的，在设置有多排桩体3时，相邻的两排桩体3相互错开设置，所谓相互错开设置，即指的是沿河道流行方向，上一排内的某一桩体位于下一排的两个桩体之间；具体如附图5中所示。在上述错开设置的情况下，进一步设置相连两排桩体3中，前一排内的桩体3分别通过连接横梁4与后一排内两侧最近的两个桩体3相连；这样即可通过桩体3以及连接横梁4形成交叉状连接结构，以提高桩体3整体的稳定性。
另外，进一步在桩林坝整体的两端分别设置有岸边混凝土挡墙10；岸边混凝土挡墙10的作用是使桩林坝两端有效地与河道的岸边连接。
本发明所述的用于复杂地质条件下的桩林坝的导流施工方法，其中所述桩林坝为上述本发明所述的用于复杂地质条件下的桩林坝；所述导流施工方法包括如下步骤：
步骤一、一期导流：从河道1其中一侧岸边堆筑一期石渣围堰7，使水流从河道1另一侧过流；通过一期石渣围堰7在该侧岸边围成一期局部施工区域，在一期局部施工区域内进行桩林坝的一期坝基21施工，在一期坝基21施工过程中，在相应的坝基2内预埋管道以形成导流通道6；
步骤二、二期导流：去除一期石渣围堰7，并在河道1另一侧岸边堆筑二期石渣围堰8，并且二期石渣围堰8与一期坝基21相连，使水流从一期坝基21内的导流通道6过流；通过二期石渣围堰8在该侧岸边围成二期局部施工区域，在二期局部施工区域内进行桩林坝的二期坝基22施工，在二期坝基22施工过程中，在相应的坝基2内预埋管道以形成导流通道6；其中，二期坝基22与一期坝基21相连并形成桩林坝整体的坝基2；
步骤三、三期导流：去除二期石渣围堰8，使水流从一期坝基21和二期坝基22内的导流通道6过流；然后进行桩林坝的桩体3以及连接横梁4的施工；
并且，一期坝基21内预埋的管道的过流能力满足二期导流期间对河道1水流的过流要求；一期坝基21和二期坝基22内预埋的管道之和的过流能力满足三期导流期间对河道1水流的过流要求；
其中，上述所述的对河道1水流的过流要求为避免水流从坝基2的表面漫过。
不失一般性，上述桩林坝的导流施工方法中，其施工工期优选设置在河道的枯期进行，这样其河道内的水流量较少，可通过拦截后的河道或者相应的导流通道6进行导流即可满足过流水量；以避免水流过大而漫过相应的石渣围堰或者坝基2。
具体的，上述一期石渣围堰7和二期石渣围堰8均为通过堆筑相应的石渣后形成的临时围堰结构，其目的是在河道1内相应侧的岸边隔离水流，进而形成供相应部分的坝基2施工的施工区域，并且由于隔离水流，因此可确保施工区域为干地施工。其中一期石渣围堰7具体可参照附图2中所示进行堆筑，采用c形结构以在河道的一侧岸边形成c形的干地施工区域，此时水流从河道的另一侧过流。而二期石渣围堰8则可将其一端直接与一期坝基21伸入到河道中部的一端相连，而另一端则与相应的岸边连接，这样即可通过二期石渣围堰8和一期坝基21完全阻断河道；此时水流可完全由一期坝基21内的导流通道6进行导流。当然，不失一般性，坝基2高出河床表面的高度以及导流通道6的导流能力应当确保在相应的施工阶段内能有效过流，进而避免水流淹没坝基2后从坝基2表面过流，确保干地施工。
另外，为了临时提高坝基2的挡水能力，还可在步骤三中，首先在坝基2整体平台的上游侧堆筑沙袋围堰9，以增高挡水高程，然后再进行桩林坝的桩体3以及连接横梁4的施工。当然，不失一般性，在步骤二中，也可在一期坝基21上堆筑沙袋围堰9以进行临时挡水。
另外，本发明中还可进一步将桩体3和连接横梁4的施工分为了两部分先后进行，具体为：连接横梁4包括中部连接横梁41和顶部连接横梁42；在步骤三中，进行桩林坝的桩体3以及连接横梁4的施工包括如下步骤：
步骤a、首先进行中部连接横梁41和中部连接横梁41以下的桩体3的施工；
步骤b、然后拆除沙袋围堰9；
步骤c、最后进行中部连接横梁41以上的桩体3和顶部连接横梁42的施工。
这样设置的好处是，可在中部连接横梁41和中部连接横梁41以下的桩体3的施工完成后，即允许河道水流漫过坝基2表面后过流，继而河道过流能力增强，可满足河道从枯期至汛期过程中流量逐渐增大的需求；而对于中部连接横梁41以上的桩体3和顶部连接横梁42的施工则可在后续继续进行；可有效地提高施工效率，降低后续施工过程中对河道过流水量的要求。