一种堤岸坝体溃口堵漏与修补的施工方法与流程

[0001]
本发明属于堤岸坝体的渗透变形、水土冲刷、结构破坏及抢修修补加固技术领域，具体涉及一种堤岸坝体溃口堵漏与修补的施工方法。


背景技术：

[0002]
在河湖塘岸坡、水库堤坝、浸水路基等岩土与水工结构中，已形成了大量的岩土类堤岸坝挡水结构，在强降雨、水位上涨、浸泡、洪涝灾害和渗流过程中，产生了水流冲刷、土体强度降低、应力释放、动水力拖曳、溃口扩展、土粒运移流失、结构垮塌等不利影响，因此水体渗透、冲刷对堤岸坝体的变形与稳定性造成了严重的影响。大量事实证明，堤岸坝体渗透变形、溃口扩展与结构垮塌还受土性条件、堤岸坝体几何特征、水力学参数、填筑密实性和不当的防护加固措施等其它内外因素的影响，此情形下，堤岸坝体大变形、水土流失与溃口扩展安全隐患无处不在，一旦溃决垮塌将产生灾难性的后果，且堵漏困难，修复难度也极大。因此对堤岸坝体溃口堵漏及修补必须采取快速有效的施工方法，阻止溃决垮塌事故发生。
[0003]
目前，堤岸坝体溃口堵漏与修补的施工方法主要是通过打木桩、铺设防渗布、抛填砂袋和重物、浇灌混凝土等措施，这些施工方法能够对堤岸坝体的溃口堵漏、溃口填充修补、阻止水体对岩土类材料的冲刷具有重要意义，但是上述方法都是基于经验性，以瞬时堵漏效果为主，加固强度不高，同时很少考虑冲刷速度、岩土类材料渗透时效变形、溃口快速扩展演变等影响因素对溃口堵漏与修补施工方法的长期影响，倘若在冲刷速度大，岩土材料变形大，溃口范围大及其快速扩展条件下，上述方法已无能为力。因此，堤岸坝体溃口堵漏与修补的施工方法是一个技术难题，尚缺简便高效的快速施工方法。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种环境适应性强、操作简单、施工安全、见效快、成本低、加固效果持效明显的堤岸坝体溃口堵漏与修补的施工方法。
[0005]
本发明的堤岸坝体溃口堵漏与修补的施工方法，包括如下步骤：
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(1)根据堤岸坝体溃口尺寸及水速、水深的水力学参数，进行堵漏结构四个角立柱定位；在堤岸坝体浸水侧溃口两边分别布设1根角立柱，并紧贴浸水侧预留挡水板插口位置，角立柱底端伸入堤岸坝基持力土层，接着在角立柱内布设1根注浆管，注浆管底端与角立柱柱体底端平齐，随着柱体边伸入持力土层边进行速凝注浆，再进行角立柱与连梁施工；所述角立柱为钢管混凝土矩形柱，柱底端附有钢制柱尖，柱内混凝土掺加高效减水剂、早强剂、速凝剂、防水剂外加剂；所述连梁为方形钢管，角立柱与连梁连接为扣件连接，螺栓紧固；所述角立柱施工为静压或锤击方式，所述注浆方式为中高压旋喷渗透注浆；
[0007]
(2)在溃口位置，紧贴堤岸坝体浸水侧挡水板插口处插入挡水板，挡水板底端穿透河床淤泥层，伸入堤岸坝基持力土层即可；所述挡水板为防锈钢板，接着在挡水板中间背水
一侧安设1根中立柱，所述中立柱柱底端无需注浆；
[0008]
(3)在溃口位置挡水板浸水侧下放石笼，石笼底部穿透河床淤泥层即可，石笼顶部高于淤泥层顶面，石笼、角立柱、中立柱、挡水板无需连接；接着在石笼顶面进行水下砂浆抹面，实施粗糙处理；所述石笼为钢丝网结构，所述石笼内填满石头；
[0009]
(4)在水体中安装挡水斜板，挡水斜板的两侧分别与角立柱连接；所述挡水斜板为防锈铁板，其浸水面已进行了粘贴砂粒粗糙处理；
[0010]
(5)进行溃口两壁面速凝喷浆加固，接着沿溃口壁面向堤岸坝体进行渗入注浆改良加固，加固层间距大于挡水板宽度，同时在溃口壁面处分层加筋，并伸入到溃口加固层；所述加筋为钢筋；
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(6)最后在溃口处用素混凝土做溃口修补垫层，接着施工挡水拱，挡水拱凸向水体，挡水拱两侧须粗造化处理，再在溃口处垫层上分层填筑级配良好的填料，分层压实；所述挡水拱为防锈钢板或钢筋混凝土拱形结构，与溃口喷浆壁面及加固层须做好密封嵌固处理；所述填料为防渗土料。
[0012]
具体的，步骤(1)中，所述角立柱截面尺寸为0.5m
×
0.3m，长边垂直于堤岸坝体，角立柱距溃口壁面距离和堤岸坝体垂向角立柱间距均为1.0～2.0倍溃口处水深，角立柱底端伸入堤岸坝基持力层不少于0.5～1.0倍溃口处水深；所述在角立柱内布设1根注浆管，进行柱内混凝土灌注，其混凝土强度不低于c15，注浆压力为0.4～0.8mpa；所述连梁是截面尺寸为0.3m
×
0.3m的方形钢管，连梁无需灌注混凝土。
[0013]
具体的，步骤(2)所述挡水板的宽度为沿堤岸坝体方向两角立柱的间距，挡水板的厚度为1.0～2.0cm，挡水板底端伸入堤岸坝基持力土层不少于1.0m到稳定即可，挡水板浸水面已进行了粘贴砂粒粗糙处理；所述中立柱底端伸入堤岸坝基持力土层不少于0.5～1.0倍溃口处水深，中立柱是截面尺寸为0.5m～0.8
×
0.3m矩形钢管，长边垂直于堤岸坝体，当溃口较宽、水力学参数较大时取大值，否则取小值。
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具体的，步骤(3)所述石笼长度为挡水板长度，石笼宽度为溃口位置水深，石笼顶部高于淤泥层顶面不低于0.1m，石笼砂浆抹面厚度为0.1m。
[0015]
具体的，步骤(4)所述挡水斜板的厚度为1.0～2.0cm，挡水斜板的两侧分别与四个角立柱连接，其中一侧与角立柱顶部和连梁连接，另一侧在淤泥层顶部深度与角立柱连接。
[0016]
具体的，步骤(5)所述进行溃口两壁面速凝喷浆加固，壁面喷浆层厚度为0.1m，高度为堤岸坝体高度；所述接着沿溃口壁面向堤岸坝体进行渗入注浆改良加固，加固层间距大于挡水板宽度，每侧间距不低于0.5m；所述同时在溃口壁面处分层加筋，筋材间距、排距均为0.5m，并伸入到溃口加固层，加筋长度接近溃口每侧加固宽度。
[0017]
具体的，步骤(6)中，最后在溃口处用强度等级为c10的素混凝土做溃口修补垫层，垫层厚度为0.1m；在溃口处垫层上以0.5m厚度分层填筑级配良好的填料。
[0018]
本发明上述技术方案所产生的有益效果如下：
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(1)可以克服堤岸坝体溃口堵漏与修补在冲刷速度大、岩土类材料变形大、溃口范围大及快速扩展演变条件下，施工周期长、技术复杂、危险性大、成本高、持续效果差等问题；保证了堤岸坝体溃口堵漏与修补施工方法具有环境适应性强、操作简单、施工安全、见效快、成本低的特点，加固效果持续明显，既减少了土体和堵漏结构的水流冲刷，又能及时修补溃口，阻止堤岸坝体垮塌破坏。
[0020]
(2)根据冲刷速度、岩土材料渗透变形、溃口快速扩展演变等影响因素，本发明的溃口堵漏与修补施工方法既能进行堵漏结构装配式施工和回收，还能增强堵漏结构强度，具有较好的理论意义和经济价值。
附图说明
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图1为本发明的施工方法流程框图。
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图2为本发明的溃口堵漏布置结构示意图。
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图3为本发明的溃口堵漏布置结构平面图。
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图4为图2的i-i剖面图。
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图5为本发明的角立柱结构及注浆管布设示意图。
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图6为本发明的角立柱底部注浆体示意图。
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图7为本发明的角立柱与连梁连接示意图。
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图8为本发明的溃口修补位置立面图。
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图中，1为河床淤泥，2为溃口，3为堤岸坝体顶部，4为堤岸坝体，5为堤岸坝体底部，6为抹面，7为挡水斜板，8为角立柱，9为连梁，10为水位，11为石头，12为石笼，13为挡水板，14为角立柱底端，15为溃口壁面，16为溃口加固层，17为加筋，18为挡水拱，19为中立柱，20为填料，21为注浆体，22为持力土层，23为注浆管，24为柱内混凝土，25为柱体底端，26为柱尖，27为浆体流向，28为扣件连接，29为螺栓紧固，30为素混凝土垫层，31为壁面喷浆层，ab、ad为两角立柱间距，ef为石笼、淤泥底部，ji为石笼顶面，qp为河床淤泥顶部，ef为淤泥底部，ab为石笼长度，js为石笼宽度，ej为石笼高度，lk为挡水板底端，mn为溃口宽度。
具体实施方式
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下面结合附图和某河岸溃口工程实施例，进一步详细描述本发明的技术方案。
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参见图2，是本实施例河岸溃口堵漏与修补布置结构图，该实施例河岸工程为土体结构，河岸顶部宽度为6m，河床淤泥厚度为0.4m，溃口宽度为1m，水深为3m，水位离岸顶2m，河岸高度为6.4m，水流冲刷速度为1.8m/s。本实施例河岸溃口堵漏与修补的施工方法步骤如下：
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(1)根据河岸堤岸坝体溃口尺寸及水速、水深等水力学参数，首先进行堵漏结构四个角立柱8定位，在河岸土体浸水侧溃口2两边分别布设1根角立柱8，并紧贴浸水侧预留挡水板13插口位置；角立柱8截面尺寸为0.5m
×
0.3m，长边垂直于河岸，角立柱8距溃口壁面15距离am和堤岸坝体4垂向角立柱8距离ad均为4.5m，角立柱底端14伸入持力土层22的深度为2.0m；接着在角立柱8内布设1根注浆管23，注浆管23底端与柱体底端25平齐；再进行柱内混凝土24灌注，柱内混凝土24强度为c15；随着角立柱8边伸入河床淤泥1边进行柱底速凝注浆，再接着进行角立柱8与连梁9施工，连梁9截面尺寸为0.3m
×
0.3m的方形钢管；所述角立柱8为钢管混凝土矩形柱，柱体底端25附有钢制柱尖26，柱内混凝土24掺加高效减水剂、早强剂、速凝剂、防水剂等外加剂；所述连梁9无需灌注混凝土，角立柱8与连梁9采用扣件连接28连接在一起，用螺栓紧固29紧固；所述角立柱8施工为静压或锤击方式；所述注浆方式为中高压旋喷渗透注浆，注浆压力为0.5mpa。
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(2)在溃口2位置，紧贴堤岸坝体4浸水侧挡水板插口处插入挡水板3，挡水板3的宽
度为沿堤岸坝体4向两角立柱8间距ab为7m，挡水板3的厚度为1.0cm，挡水板底端lk穿透河床淤泥1，伸入持力土层22不少于1m到稳定即可；所述挡水板3为防锈钢板，浸水面已进行了粘贴砂粒粗糙处理；接着在挡水板3中间背水一侧安设1根中立柱19，中立柱19底端伸入持力土层22的深度为2.0m，中立柱19是截面尺寸为0.5m
×
0.3m的矩形钢管，长边垂直于河岸土体4，中立柱19底端无需注浆。
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(3)在溃口2位置挡水板3的浸水侧下放石笼12，石笼12长度ab为7.0m，石笼12宽度js为3.0m，石笼高度ej为0.5m，石笼底部ef穿透河床淤泥1，石笼顶面ji高于河床淤泥顶部qp 0.1m；石笼12、角立柱8、中立柱19、挡水板3无需连接；接着在石笼顶面ji进行水下速凝砂浆抹面6，砂浆抹面6厚度为0.1m，实施粗糙处理；所述石笼12为钢丝网结构，网格尺寸为0.1m
×
0.1m，石笼12用粒径不小于0.1m的石头填满。
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(4)在水体中安装挡水斜板7，挡水斜板7的厚度为1.0cm，挡水斜板7的两侧分别与四个角立柱8连接，其中一侧cd边与角立柱8顶部和连梁cd边连接，另一侧在河床淤泥1顶部qp深度与角立柱8连接；所述挡水斜板7为防锈铁板，其浸水面已进行了粘贴砂粒粗糙处理。
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(5)进行溃口两壁面15速凝喷浆加固，壁面喷浆层31厚度为0.1m，高度为7.4m；接着沿溃口壁面15向堤岸坝体4进行渗入注浆改良加固，加固宽度每侧am、bn为3.0m；同时在溃口壁面15处分层加筋17，筋材间距、排距均为0.5m，并伸入到溃口加固层16，加筋17长度为2.0m，加筋17为钢筋。
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(6)最后在溃口2处用强度等级c10的素混凝土做溃口修补垫层30，垫层30厚度为0.1m；接着施工挡水拱18，挡水拱凸向水体，挡水拱18两侧须进行粗造化处理；再在溃口2处垫层上以0.5m厚度分层填筑级配良好的填料20，并分层压实；所述挡水拱18为防锈钢板或钢筋混凝土拱形结构，与溃口2壁面喷浆层31及溃口加固层16，须做好密封嵌固处理；所述填料20为防渗土料。