一种防渗柔性台阶溢洪道及其施工方法与流程

本发明涉及水利技术领域，具体而言，涉及一种防渗柔性台阶溢洪道及其施工方法。

背景技术：

传统的淤地坝溢洪道采用不具防渗性的土工袋搭建而成，其溢洪道边坡则是由土工袋衬砌而成，由于在实际施工过程中，原有的土工袋体积庞大，导致其自身重量倍增，使的下层土土工袋承受巨大的重量，在溢洪道泄流时水分渗入其内部，导致溢洪道整体结构发生变形和结构受损，且土工袋内部填充的土料为原状土，若土料为砂性土，其内粘聚力为零，无法通过夯实达到溢洪道的强度要求。传统溢洪道的锚固钉为光滑式u型钉，锚固作用相对较差。同时，传统溢洪道为无防渗型溢洪道，在溢洪道下泄时随着水位的升高，水流的侵蚀作用和渗透性不断的增强，进而对溢洪道整体结构产生破坏，且该型溢洪道的施工过程较复杂、施工难度较大和施工周期长等不足和缺点。

技术实现要素：

本发明在于提供一种防渗柔性台阶溢洪道及其施工方法，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种防渗柔性台阶溢洪道，包括坝体，所述坝体设置有溢洪道泄槽，所述溢洪道泄槽内设置有若干溢洪道台阶，所述溢洪道台阶铺设有若干cdass土工袋，所述cdass土工袋通过锚固钉固定，

所述溢洪道泄槽的左右边坡结构相同，均包括溢洪道斜边坡和溢洪道边坡阶梯，同侧的溢洪道边坡阶梯与所述坝体的背水坡坡面之间通过该侧的溢洪道斜边坡衔接，两侧的所述溢洪道斜边坡构成倒八字型结构；

整个溢洪道的露出部分均通过锚固钉固定覆盖有柔性防渗土工复合层，所述锚固钉为锚固部加工有螺纹的t型钉；

所述cdass土工袋内通过混合有石灰、水泥和土料的胶结土填装，所述溢洪道斜边坡和溢洪道边坡阶梯均由胶结土回填成型。

本技术方案的技术效果是：将原有的土工袋垒砌的直立式边坡，调整设计为溢洪道斜边坡和溢洪道边坡阶梯的组合结构，能够更好引导流水，更加高效的溢洪；cdass土工袋内的回填土、溢洪道斜边坡和溢洪道边坡阶梯的成型回填土均为混合有石灰、水泥和土料的胶结土，能够更好的保证土料的溢洪道的抗冲刷性、抗侵蚀性和边坡与泄槽的稳定性；整个溢洪道的露出部分均进行了防渗处理，有效预防了水流对坝体的侵蚀、渗透和冲刷破坏，保证了坝体及溢洪道的完整性和可靠性；锚固方法和材料做了重新调整和设计，将原有光滑式u型钉更换为具有螺纹结构的t型钉，增加了锚固的效果。

第二方面，本发明提供了一种防渗柔性台阶溢洪道的施工方法，包括以下步骤：

s1、沿坝体的上平面、背水坡坡面、坝体的背水下平面挖出溢洪道泄槽，该溢洪道泄槽为通槽；

s2、在溢洪道泄槽的倾斜面修筑溢洪道台阶；

s3、制备胶结土；

s4、利用胶结土对溢洪道泄槽内的左右回填区域进行回填，加固溢洪道泄槽的左右侧壁；

s5、在溢洪道泄槽左右两侧的回填部分修筑出溢洪道斜边坡和溢洪道边坡阶梯；

s6、在溢洪道台阶铺设cdass土工袋，在cdass土工袋中填装胶结土，采用t型钉对cdass土工袋进行锚固，对cdass土工袋的袋口进行缝合，在cdass土工袋表面涂刷氰凝；

s7、当cdass土工袋表面所涂刷的氰凝由液态变为粘稠状或出现拉丝状特征时，在当前溢洪道露出的部分铺设柔性防渗土工复合层，并通过t型钉锚固；

s8、在铺设完成的柔性防渗土工复合层表面涂刷3次氰凝，且涂刷间隔时间为12-24小时；

s9、在当前溢洪道的左右两侧的背水坡坡面挖出边界固定土槽，将柔性防渗土工复合层左右边部通过回填土及t型钉压固在两侧的边界固定土槽中，完成溢洪道的施工。

本技术方案的技术效果是：材料的使用量为传统溢洪道材料使用量的三分之一，在施工过程中施工工艺更加简便快捷，使施工周期大幅度的缩减，仅是原有施工周期的四分之一，促使施工成本大幅度降低。

进一步地，所述步骤s2中，在溢洪道台阶的修筑过程中，需对溢洪道台阶的非平整处进行修整。

本技术方案的技术效果是：更好的保证开挖完成溢洪道台阶尺寸与设计尺寸相符。

进一步地，所述步骤s4具体包括：在溢洪道泄槽内搭建的左右侧模板，左右侧模板与溢洪道泄槽的左右侧壁之间分别形成一回填区域；将胶结土分层回填至左右回填区域；每回填一层胶结土，均采用夯机将当前层的胶结土夯实，夯实标准根据胶结土的击实试验确定，需保证胶结土击实密度不小于最大干密度的0.98倍。

进一步地，所述步骤s6中，采用分层夯实法将胶结土填装至cdass土工袋内，所述cdass土工袋的袋口位于自身顶部，且采用手持缝纫机缝合袋口。

进一步地，所述cdass土工袋的宽度大于溢洪道台阶的宽度，相邻cdass土工袋之间具有重叠部。

本技术方案的技术效果是：相邻cdass土工袋之间重叠支撑，保证了cdass土工袋的铺设稳定性。

进一步地，所有t型钉的搭接缝、柔性防渗土工复合层与cdass土工袋之间的搭接缝均进行了防渗处理。

进一步地，每铺设一个cdass土工袋，就对当前铺设的cdass土工袋进行胶结土填装、t型钉锚固、袋口缝合、涂刷氰凝施工，待当前cdass土工袋完成氰凝涂刷后，且cdass土工袋表面所涂刷的氰凝由液态变为粘稠状或出现拉丝状特征时，即进行下一个cdass土工袋的铺设。

本技术方案的技术效果是：施工效率高，且保证了施工质量。

进一步地，所述t型钉周围的锚固间隙灌有水泥砂浆。

本技术方案的技术效果是：提高t型钉的锚固效果。

进一步地，所述柔性防渗土工复合层由若干小块部分连接而成。

本技术方案的技术效果是：便于制作和铺设。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是实施例中溢洪道修筑过程中的第一状态示意图；

图2是实施例中溢洪道修筑过程中的第二状态示意图；

图3是实施例中溢洪道修筑过程中的第三状态示意图；

图4是实施例中溢洪道修筑过程中的第四状态示意图；

图5是实施例中溢洪道修筑过程中的第五状态示意图；

图6是实施例中溢洪道修筑完成后的状态示意图；

图7是实施例中溢洪道修筑完成后的侧剖视状态示意图；

图中：1-坝体，2-背水坡坡面，3-溢洪道泄槽，4-溢洪道台阶，5-坝体的背水下平面，6-坝体的上平面，7-溢洪道泄槽回填部，8-溢洪道斜边坡，9-溢洪道边坡阶梯，10-cdass土工袋，11-t型钉，12-柔性防渗土工复合层，13-边界固定土槽，14-土工袋重叠部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参照图1～图7，本实施例提供了一种防渗柔性台阶溢洪道，包括坝体1，坝体1设置有溢洪道泄槽3，溢洪道泄槽3内设置有若干溢洪道台阶4，溢洪道台阶4铺设有若干cdass土工袋10，cdass土工袋10通过锚固钉固定，溢洪道泄槽3的左右边坡结构相同，均包括溢洪道斜边坡8和溢洪道边坡阶梯9，同侧的溢洪道边坡阶梯9与坝体的背水坡坡面2之间通过该侧的溢洪道斜边坡8衔接，两侧的溢洪道斜边坡8构成倒八字型结构；整个溢洪道的露出部分均通过锚固钉固定覆盖有柔性防渗土工复合层12，锚固钉为锚固部加工有螺纹的t型钉11；cdass土工袋10内通过混合有石灰、水泥和土料的胶结土填装，溢洪道斜边坡8和溢洪道边坡阶梯9均由胶结土回填成型。

在本实施例中，cdass(checkdamsoftspillway)土工袋运用pet布和土工布重叠对齐缝合而成；柔性防渗土工复合层12运用热熔胶方法将pet布、高强度土工膜和土工布三种材料重叠对齐粘合而成。

在本实施例中，pet布、高强度土工膜和土工布编织的网格密度、单位面积的编织克重、编织厚度和粘结强度等参数，根据被保护土级配、渗透性要求等影响因素进行确定。

在本实施例中，溢洪道斜边坡8具有两个倾斜方向，其第一个倾斜方向为前后倾斜方向，其第二个倾斜方向为左右倾斜方向。

实施例2

请参照图1～图7，本实施例提供了一种实施例1所述防渗柔性台阶溢洪道的施工方法，具体如下：

s1、沿坝体的上平面6、背水坡坡面2、坝体的背水下平面5挖出溢洪道泄槽3，该溢洪道泄槽3为通槽；

s2、在溢洪道泄槽3的倾斜面修筑溢洪道台阶4；

s3、制备胶结土；

s4、利用胶结土对溢洪道泄槽3内的左右回填区域进行回填，加固溢洪道泄槽3的左右侧壁；

s5、在溢洪道泄槽3左右两侧的回填部分修筑出溢洪道斜边坡8和溢洪道边坡阶梯9；

s6、在溢洪道台阶4铺设cdass土工袋10，在cdass土工袋10中填装胶结土，采用t型钉11对cdass土工袋10进行锚固，对cdass土工袋10的袋口进行缝合，在cdass土工袋10表面涂刷氰凝；

s7、当cdass土工袋10表面所涂刷的氰凝由液态变为粘稠状或出现拉丝状特征时，在当前溢洪道露出的部分铺设柔性防渗土工复合层12，并通过t型钉11固定；

s8、在铺设完成的柔性防渗土工复合层12表面涂刷3次氰凝，且涂刷间隔时间为12-24小时；

s9、在当前溢洪道的左右两侧的背水坡坡面2挖出边界固定土槽13，将柔性防渗土工复合层12左右边部通过回填土及t型钉压固在两侧的边界固定土槽13中，完成溢洪道的施工。

在本实施例中，所用到的柔性防渗土工复合层12左和cdass土工袋10均具备抗高速水流冲刷，5.5m/s不破坏；在-40℃严寒条件下冷冻6天和光照辐射强度550w/㎡，连续光照150小时拉伸强度大于95％，具有优异的耐老化和耐冻性；且材料满足单丝双向拉力大于0.19kn/根、双面宽幅拉力强度大于80kn/m和cbr顶破强度大于等于6kn的优异技术指标。

在本实施例中，根据边坡稳定性、土料的级配和溢洪道的边坡强度要求，确定胶结土中石灰、水泥和土料的混合比例，并将其搅拌至均匀，以保证溢洪道斜边坡8强度和cdass土工袋10强度要求。

在本实施例中，cdass土工袋10的宽度大于溢洪道台阶4的宽度，相邻cdass土工袋10之间具有重叠部14。在溢洪道台阶4的修筑过程中，需对溢洪道台阶4的非平整处进行修整，根据溢洪道内水流的流速、流量、流态、对台阶的作用力和消能率的要求，确定溢洪道台阶4和与其相配套的cdass土工袋10尺寸，以及cdass土工袋10固定时所用t型钉11的布置密度和相邻cdass土工袋10的重叠搭接长度。

在本实施例中，对两侧溢洪道泄槽回填部7修筑溢洪道斜边坡8和溢洪道边坡阶梯9时，并依据溢洪道的边坡强度要求和边坡稳定性要求，确定溢洪道斜边坡8的坡比和溢洪道边坡阶梯9的宽度。

在本实施例中，在相邻cdass土工袋10搭接处，首先涂刷一层氰凝用于防渗，待第一层氰凝风干后涂刷第二层氰凝后铺设cdass土工袋10或柔性防渗土工复合层12，其第二层氰凝起到防渗和粘结功能，粘结完成后运用t型钉11对其进行固定，待固定完毕后，运用玻璃胶对细微缝隙处进行二次防渗处理。所有t型钉11的搭接缝、柔性防渗土工复合层12与cdass土工袋10之间的搭接缝均进行了防渗处理。其中，其防渗工程的氰凝每层涂刷间隔需更具气温、湿度等因素确定，一般间隔时间12-24小时为宜，而起粘结作用的氰凝层，需待其呈现粘稠状或出现拉丝状特征时进行下一步。

在本实施例中，每铺设一个cdass土工袋10，就对当前铺设的cdass土工袋10进行胶结土填装、t型钉11锚固、袋口缝合、涂刷氰凝施工，待当前cdass土工袋10完成氰凝涂刷后，并呈现粘稠状或出现拉丝状特征时，即进行下一个cdass土工袋10的铺设。

在本实施例中，柔性防渗土工复合层12由若干小块部分缝合连接而成。

在本实施例中，t型钉11周围的锚固间隙灌有水泥砂浆，t型钉11的固定方法采用灌浆锚固法，首先将t型钉11钉入至一定深度拔出，将水泥砂浆灌入其中，随后将t型钉11全部钉入予以固定。

在本实施例的步骤s8中，具体操作是：在溢洪道两侧边坡一定距离处平行开挖一条边界固定土槽13，将柔性防渗土工复合层12的边部置于边界固定土槽13，并运用t型钉11对其予以固定，待固定完毕后采用分层夯实法，将边界固定土槽13回填。边界固定土槽13距离溢洪道的边坡的距离及其具体尺寸，则根据溢洪道的下泄流量、水流对材料的冲刷和侵蚀力等因素确定。

在本实施例中，步骤s4具体包括：在溢洪道泄槽内搭建的左右侧模板，左右侧模板与溢洪道泄槽的左右侧壁之间分别形成一回填区域；将胶结土分层回填至左右回填区域；每回填一层胶结土，均采用夯机将当前层的胶结土夯实，夯实标准根据胶结土的击实试验确定，需保证胶结土击实密度不小于最大干密度的0.98倍。

在本实施例的步骤s6中，采用分层夯实法将胶结土填装至cdass土工袋10内，cdass土工袋10的袋口位于自身顶部，且采用手持缝纫机缝合袋口。

在本实施例中，溢洪道泄槽进口处的施工工艺为：首先在进口左右壁面刷一层氰凝；将柔性防渗土工复合层12紧贴其上；在柔性防渗土工复合层12刷一层氰凝后将一定宽度的橡胶条粘结在表面，在橡胶的另一刷一层氰凝，随后将与橡胶相同宽度的钢条粘结于一起，并运用电钻在其上面等距打孔；将膨胀螺栓置于钻孔内并将其拧紧，以防止水流涌入至柔性防渗土工复合层12内，对溢洪道及坝体结构产生破坏。其中，每次涂刷氰凝时，需待其出现粘稠状或出现拉丝状特征时才进行下一步工作。

在本实施例中，完成溢洪道的修筑后，需检查各柔性防渗土工复合层12与cdass土工袋10之间、柔性防渗土工复合层12与t型钉11之间搭接处和接缝处是否严实防渗，以保证柔性防渗台阶溢洪道整体性和运行的可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。