干渠入河段跌水消能下游渠坡修复加固结构及施工方法与流程

技术领域：

本发明涉及水利工程领域，尤其涉及干渠入河段跌水消能下游渠坡修复加固结构及施工方法。

背景技术：
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在水利输送工程中，河道两侧会设有若干道干渠，便于将干渠内的水汇聚到河道内，由于干渠水位一般都高于河道水位，且干渠与河道之间存在一定夹角，因此干渠与河道的交汇处一般会设置消力坎，以便对水流进行消能。现状消力坎的位置位于跌水末端，由于消力坎较高，过流时易产生新的水流跌落造成消能不彻底，跌水入河后水流偏转一定角度，水流若不能在跌水泄槽内完成消能，出流后受偏转影响将会造成水流的紊乱和偏转以及局部的冲刷，河道下游两岸渠坡的衬砌结构时间久了长期受力容易脱落，造成渠坡水土流失及松动，形成安全隐患。

因此，如何能够提升干渠入河段跌水消能效果以及对下游两岸渠坡进行修复加固，成为行业内亟需解决的技术难题。

技术实现要素：
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本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种干渠入河段跌水消能下游渠坡修复加固结构及施工方法，既可提升跌水消能效果，对水起到导流作用，避免水流紊乱，又可使下游渠坡抗水冲击能力强，不易脱落，消除了安全隐患，解决了现有技术存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

干渠入河段跌水消能下游渠坡修复加固结构，包括交汇的干渠与河道，干渠水位高于河道水位，干渠与河道之间存在夹角，干渠跌水水流下方的河道内设有跌水泄槽，所述跌水泄槽内设有跌水消能结构，所述跌水消能结构包括设在跌水泄槽中部垂直于跌水水流的一级消力坎，所述跌水泄槽的尾部设有垂直于跌水水流的二级消力坎，所述一级消力坎的高度高于二级消力坎的高度；所述河道与干渠的交汇处两岸设有渠坡修复加固结构，包括渠底，所述渠底两侧设有向上倾斜设置的渠坡，所述渠坡顶部外侧还设有封顶齿墙，所述渠坡底部设有一级齿墙，所述一级齿墙与渠底之间设有二级齿墙。

所述一级消力坎的高度为0.5m，二级消力坎的高度为0.2m。

所述一级消力坎和二级消力坎采用格宾石笼。

所述一级消力坎和二级消力坎内设若干梯形配筋和直线型配筋。

所述一级消力坎和二级消力坎底部设有若干l型植筋，l型植筋底部插入地面以下，通过水下植筋胶进行固定。

所述渠坡包括设在外侧的浆砌块石层、设在中间的碎石垫层和设在内侧的复合土工膜，所述浆砌块石层内间隔设有若干横缝，所述封顶齿墙采用浆砌块石齿墙，所述一级齿墙采用浆砌块石齿墙，所述二级齿墙采用现浇混凝土齿墙，所述横缝内下部填充有闭孔泡沫板，上部填充有沥青砂浆。

所述渠坡包括设在外侧的现浇混凝土层、设在中间的碎石垫层和设在内侧的复合土工膜，所述现浇混凝土层内交错设有若干横缝和纵缝，所述封顶齿墙采用现浇混凝土齿墙，所述一级齿墙采用现浇混凝土齿墙，一级齿墙内间隔设有若干横缝，所述二级齿墙采用现浇混凝土齿墙，所述横缝和纵缝内下部填充有闭孔泡沫板，上部填充有双组份聚硫密封胶。

所述复合土工膜下侧设有中粗砂槽，排水管自外向内依次穿过渠坡底部伸至中粗砂槽内，排水管自外向内向上倾斜设置，所述排水管倾斜角度为5度，所述位于中粗砂槽内的排水管上设有若干梅花状布置的开孔，所述开孔段及管头通过土工布包裹扎牢，所述中粗砂槽与渠坡呈直角三角形布置。

所述碎石垫层中的碎石粒径为5-20mm。

一种干渠入河段跌水消能下游渠坡修复加固施工方法，包括如下步骤：

s1：在干渠跌水水流下方河道内的跌水泄槽内设置跌水消能结构，所述跌水消能结构包括设在跌水泄槽中部垂直于跌水水流的一级消力坎，所述跌水泄槽的尾部设有垂直于跌水水流的二级消力坎，所述一级消力坎的高度高于二级消力坎的高度，所述一级消力坎用于对上游水深较深、流量较大的水流进行一次消能，所述二级消力坎用于对下游水深较浅、流量较小的水流进行二次消能；

s2：在河道与干渠的交汇处两岸设有渠坡修复加固结构，包括渠底，所述渠底两侧设有向上倾斜设置的渠坡，所述渠坡顶部外侧还设有封顶齿墙，所述渠坡底部设有一级齿墙，所述一级齿墙与渠底之间设有二级齿墙。

本发明采用上述方案，具有以下优点：

通过设置一级消力坎和二级消力坎，可保证水流在跌水泄槽内完成消能，提升跌水消能效果，对水起到导流作用，避免水流紊乱；通过在渠坡底部和顶部设置一级齿墙和封顶齿墙，使渠坡附着力大大提升，结构更加稳定，通过在渠坡与渠底之间设置一级齿墙和二级齿墙，齿墙深埋在具有软弱夹泥层的岩基中，起防冲连锁作用，大大增强抗水冲击能力，保护渠坡不受冲刷；渠坡自身稳定性好，抗冲刷能力强，避免了河道下游两岸渠坡的衬砌结构长期受力脱落，避免了渠坡水土流失及松动，消除了安全隐患。

附图说明：

图1为本发明的俯视结构示意图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为本发明消力坎的植筋结构示意图。

图4为本发明消力坎的配筋结构示意图。

图5为本发明的河道两岸渠坡的实施例1结构示意图。

图6为图5中的a处放大结构示意图。

图7为图5中的渠坡的侧视结构示意图。

图8为图7中的b-b向剖视结构示意图。

图9为本发明的河道两岸渠坡的实施例2结构示意图。

图10为图9中的c处放大结构示意图。

图11为图9中的渠坡的侧视结构示意图。

图12为图11中的d-d向剖视结构示意图。

图中，1、干渠，2、河道，3、跌水泄槽，4、一级消力坎，5、二级消力坎，6、梯形配筋，7、直线型配筋，8、l型植筋，9、渠底，10、渠坡，11、封顶齿墙，12、一级齿墙，13、二级齿墙，14、浆砌块石层，15、现浇混凝土层，16、碎石垫层，17、复合土工膜，18、横缝，19、闭孔泡沫板，20、沥青砂浆，21、纵缝，22、双组份聚硫密封胶，23、中粗砂槽，24、排水管。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

实施例1：

如图1-8所示，干渠入河段跌水消能下游渠坡修复加固结构，包括交汇的干渠1与河道2，干渠1水位高于河道2水位，干渠1与河道2之间存在夹角，干渠1跌水水流下方的河道2内设有跌水泄槽3，所述跌水泄槽3内设有跌水消能结构，所述跌水消能结构包括设在跌水泄槽3中部垂直于跌水水流的一级消力坎4，所述跌水泄槽3的尾部设有垂直于跌水水流的二级消力坎5，所述一级消力坎4的高度高于二级消力坎5的高度；所述一级消力坎4的高度为0.5m，用于对上游水深较深、流量较大的水流进行一次消能，二级消力坎5的高度为0.2m，用于对下游水深较浅、流量较小的水流进行二次消能。

所述一级消力坎4和二级消力坎5采用格宾石笼，单个尺寸0.5×0.5×0.25m，根据高差变化进行组合，最大宽度1.0m。

所述一级消力坎4和二级消力坎5内设若干梯形配筋6和直线型配筋7，以增加自身强度。

所述一级消力坎4和二级消力坎5底部设有若干l型植筋8，梅花形布置，l型植筋8底部插入地面以下，通过水下植筋胶进行固定，可保证一级消力坎4和二级消力坎5固定牢固。

干渠1内的水落入河道2后，由上向下直接落入跌水泄槽3内，在上游水深较深、流量较大时，先经过跌水泄槽3中部垂直于跌水水流的一级消力坎4进行一次消能，在下游水深较浅、流量较小时，过坎水流为自由出流，将发生远驱水跃，仍需增设消能设施，因此本发明在跌水泄槽3尾部增加垂直于跌水水流的二级消力坎5，进行二次消能，可保证水流在跌水泄槽3内完成消能，既可提升跌水消能效果，又可对水起到导流作用。

所述河道2与干渠1的交汇处两岸设有渠坡修复加固结构，包括渠底9，所述渠底9两侧设有向上倾斜设置的渠坡10，所述渠坡10顶部外侧还设有封顶齿墙11，所述渠坡10底部设有一级齿墙12，一级齿墙12和封顶齿墙11配合，使渠坡10附着力大大提升，结构更加稳定，所述一级齿墙12与渠底9之间设有二级齿墙13，一级齿墙12和二级齿墙13配合，齿墙深埋在具有软弱夹泥层的岩基中，起防冲连锁作用，大大增强抗水冲击能力，保护渠坡不受冲刷。

所述渠坡10包括设在外侧的浆砌块石层14、设在中间的碎石垫层16和设在内侧的复合土工膜17，先通过复合土工膜17进行防渗，浆砌块石层14设置30cm厚，碎石垫层16铺设20cm厚，再通过碎石垫层16对软弱土进行保护，提高基础的承载力，再在外侧铺设浆砌块石层14，浆砌块石层14稳定性好，抗冲刷能力强，不易脱落，避免了渠坡水土流失及松动，消除了安全隐患，所述浆砌块石层14内间隔设有若干横缝18，横缝18主要用于减少渠坡的纵向约束，以适应地基的不均匀沉降及温度变化，所述封顶齿墙11采用浆砌块石齿墙，对渠坡10顶部起到加强作用，所述一级齿墙12采用浆砌块石齿墙，对渠坡10底部起到支撑作用，所述二级齿墙13采用现浇混凝土齿墙，对浆砌块石齿墙与渠底之间的间距进行现浇混凝土，形成现浇混凝土齿墙，实现无缝对接，增加强度，所述横缝18内下部填充有闭孔泡沫板19，上部填充有沥青砂浆20。

所述复合土工膜17下侧设有中粗砂槽23，排水管24自外向内依次穿过渠坡10底部伸至中粗砂槽23内，排水管24自外向内向上倾斜设置，所述排水管24倾斜角度为5度，所述位于中粗砂槽23内的排水管24上设有若干梅花状布置的开孔，所述开孔段及管头通过土工布包裹扎牢，土工布可防止砂石进入排水管24造成堵塞，所述中粗砂槽23与渠坡10呈直角三角形布置。采用中粗砂槽23汇水，水经排水管24上的若干个开孔进入排水管24，然后排入河道，排水管24采用φ60mmpe管，出口位于渠底以上0.15m处，自外向内采用5％坡度埋设，便于水从中粗砂槽经排水管24向河道2排出。

所述碎石垫层16中的碎石粒径为5-20mm，相对密度不小于0.7，可减少沉降量，调整地基的不均匀沉降，加速地基的排水固结。

一种干渠入河段跌水消能下游渠坡修复加固施工方法，包括如下步骤：

s1：在干渠跌水水流下方河道内的跌水泄槽内设置跌水消能结构，所述跌水消能结构包括设在跌水泄槽中部垂直于跌水水流的一级消力坎，所述跌水泄槽的尾部设有垂直于跌水水流的二级消力坎，所述一级消力坎的高度高于二级消力坎的高度，所述一级消力坎用于对上游水深较深、流量较大的水流进行一次消能，所述二级消力坎用于对下游水深较浅、流量较小的水流进行二次消能；

s2：在河道与干渠的交汇处两岸设有渠坡修复加固结构，包括渠底，所述渠底两侧设有向上倾斜设置的渠坡，所述渠坡顶部外侧还设有封顶齿墙，所述渠坡底部设有一级齿墙，所述一级齿墙与渠底之间设有二级齿墙。

干渠1与河道2交汇后，干渠1内水流对河道2下游两侧的渠坡10造成冲击，通过在渠坡10底部和顶部设置一级齿墙12和封顶齿墙11，使渠坡10附着力大大提升，结构更加稳定，通过一级齿墙12和二级齿墙13配合起防冲连锁作用，大大增强抗水冲击能力，保护渠坡10不受冲刷，所述渠坡4包括设在外侧的浆砌块石层14、设在中间的碎石垫层16和设在内侧的复合土工膜17，先通过复合土工膜17进行防渗，再通过碎石垫层16对软弱土进行保护，提高基础的承载力，再在外侧铺设浆砌块石层14，浆砌块石层14稳定性好，抗冲刷能力强，不易脱落，避免了渠坡水土流失及松动，消除了安全隐患。

实施例2：

如图9-12所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述渠坡10包括设在外侧的现浇混凝土层15、设在中间的碎石垫层16和设在内侧的复合土工膜17，先通过复合土工膜17进行防渗，现浇混凝土层15采用c25现浇混凝土，现浇混凝土层15设置20cm厚，碎石垫层16铺设20cm厚，再通过碎石垫层16对软弱土进行保护，提高基础的承载力，再在外侧铺设现浇混凝土层15，现浇混凝土层15稳定性好，抗冲刷能力强，不易脱落，避免了渠坡10水土流失及松动，消除了安全隐患，所述现浇混凝土层15内交错设有若干横缝18和纵缝21，横缝18和纵缝21主要用于减少渠坡10的纵向和横向约束，以适应地基的不均匀沉降及温度变化，所述封顶齿墙11采用现浇混凝土齿墙，对渠坡10顶部起到加强作用，所述一级齿墙12采用现浇混凝土齿墙，对渠坡10底部起到支撑作用，一级齿墙12内间隔设有若干横缝18，所述二级齿墙13采用现浇混凝土齿墙，采用c20现浇混凝土，对一级齿墙12与渠底9之间的间距进行现浇混凝土，形成现浇混凝土齿墙，实现无缝对接，增加强度，所述横缝18和纵缝21内下部填充有闭孔泡沫板19，上部填充有双组份聚硫密封胶22。其它与实施例1相同。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。