一种泄水建筑物过流面组合结构型式及其施工方法与流程

1.本发明涉及水利水电工程领域，具体涉及一种泄水建筑物过流面组合结构型式及其施工方法。


背景技术：

2.在水利水电工程领域中，受制于工程建设条件等因素需要在者土石填筑体表面新建泄水建筑物。该类泄水建筑物往往具有“大落差、大流速、陡坡降”等特点，运行过程中土石填筑体往往存在不均匀沉降，泄水过流面受力不均引起的变形等问题，从而引起过流面的破坏、进而引起整个土石填筑体的溃败。
3.基于上述情况，本发明提出了一种泄水建筑物过流面组合结构型式及其施工方法，可有效解决以上问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种泄水建筑物过流面组合结构型式及其施工方法，涉及一套控制变形的锚固系统、一种可适应变形的混凝土面板结构型式、可降低土石填筑体水压力的排水系统以及坡脚“锁脚”系统。
5.本发明泄水建筑物为在土石填筑体上新建泄水建筑物，采取混凝土面板结构型式，泄水面采取平顺过流、一坡到底的基本思路，并从结构型式上解决土石填筑体在过流时存在的不均匀沉降、泄水过流面受力不均等问题。
6.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
7.一方面，本发明提供一种泄水建筑物过流面组合结构型式，该结构型式包括土石填筑体和位于所述土石填筑体上方的混凝土面板，还包括位于不同平面内的锚固钢筋，每个平面内的锚固钢筋一端与布置于混凝土面板面层的钢筋网相接，另一端与埋入土石填筑体内预先浇筑的混凝土锚固块相接；在每个平面内的锚固钢筋上布置水平钢筋，可将同一平面的锚固钢筋形成一钢筋网整体锚固子系统；若干锚固子系统通过混凝土面板形成一个完整锚固系统，起到整体锚固效应进而控制变形。
8.混凝土面板布置锚固钢筋，锚固钢筋一端与混凝土面板钢筋网相接，另外一端埋入土石填筑体预先浇筑的混凝土锚固块，所述锚固钢筋布置水平钢筋，可以将同一平面的锚固钢筋形成一钢筋网整体，该锚固系统将保证混凝土面板稳定、牢靠。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述混凝土面板由若干混凝土面板单元拼接而成，所述混凝土面板在水流方向两端的混凝土面板单元拼接处采取上游混凝土面板单元压住混凝土面板单元的台阶状接头，整个混凝土面板之间相互压住，可适应沉降变化。
10.作为本发明的一种优选技术方案，每相邻两个混凝土面板单元的拼接处布置连接筋固接，并采用沥青木板填缝，使得混凝土面板形成柔性整体，不受变形破坏。
11.土石填筑体的不均匀沉降以及水流泄水时带来的脉动压力等可能使面板之间发生错位，从而引起泄水面的不平顺、引起破坏，为此所述混凝土面板在水流方向两端采取台
阶状接头，上游面板压住下游面板，在填筑体产生不均匀沉降时，面板可适应沉降变化，确保面板之间相互不脱离；同时，在混凝土面板四周均布置连接筋，沥青木板填缝，保证所有混凝土面板形成以柔性整体，不受变形破坏。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述土石填筑体与混凝土面板之间设置一层透水垫层，并在混凝土面板上开设若干排水孔，形成可降低土石填筑体水压力的排水系统。
13.作为本发明的一种优选技术方案，在坡脚处布置混凝土镇墩，所述混凝土镇墩上布置锚固设施。
14.另一方面，本发明还提供一种泄水建筑物过流面组合结构型式的施工方法，所述施工方法包括：
15.首先，进行土石填筑体施工，随着填筑高程的上升，同时分层施工锚固子系统；
16.待土石填筑体施工完成后，进行坡脚混凝土墩浇筑，并将坡脚锚固设施浇筑其中；
17.待土石填筑体施工完成后，进行透水垫层施工，采取小型机械自下而上摊铺、碾压，同时起到土石填筑体坡面的防护作用；
18.最后，自下而上采取分块浇筑方式，进行混凝土面板施工，将锚固钢筋一端弯折与混凝土面板面层铺设的钢筋网相接，同时周边预埋连接筋及沥青木板，并在混凝土面板内预埋排水管，得到本发明的泄水建筑物过流面组合结构型式。
19.作为本发明的一种优选技术方案，锚固子系统的施工方法包括：随着土石填筑体填筑高程的上升，同步浇筑混凝土锚固块，并相应预埋锚固钢筋，同一水平层锚固钢筋完成后，铺设水平钢筋，并与锚固钢筋焊接，形成钢筋网整体；以此类推，逐层施工其他水平层锚固子系统。
20.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
21.本发明泄水建筑物为在土石填筑体上新建泄水建筑物，采取混凝土面板结构型式，泄水面采取平顺过流、一坡到底的基本思路，并从结构型式上解决土石填筑体在过流时存在的不均匀沉降、泄水过流面受力不均等问题。
附图说明
22.图1是本发明的典型剖面结构示意图；
23.图2是本发明的混凝土面板平面结构示意图；
24.图3是图2中a
‑
a向剖面图。
25.附图标记：1、混凝土面板，2、透水垫层，3、锚固钢筋，4、混凝土锚固块，5、混凝土镇墩，6、锚固设施，7、钢筋网，8、排水管，9、连接筋，10、水平钢筋，11、沥青木板，12、接头，13、土石填筑体。
具体实施方式
26.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
27.下面结合附图1～3和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
28.如图1至3所示，本实施例提供一套控制变形的锚固系统，该锚固系统由不同水平面若干子系统组成，该锚固系统将有效控制土石填筑体13变形引起的混凝土面板1变形。
29.具体的，每个锚固子系统包括位于一个平面内的锚固钢筋3，锚固钢筋3一端与布置于混凝土面板面层的钢筋网7相接，另一端与埋入土石填筑体13内预先浇筑的混凝土锚固块4相接；在每个平面内的锚固钢筋3上布置水平钢筋10，可将同一平面的锚固钢筋3形成一钢筋网整体锚固子系统；若干锚固子系统通过混凝土面板1形成一个完整锚固系统，起到整体锚固效应进而控制变形。
30.其中，所述混凝土面板1面层布置钢筋网7，进一步降低由于土石填筑体沉降造成的混凝土面板裂缝破坏。
31.本实施例还提供一种可适应变形的混凝土面板结构型式，所述混凝土面板1由若干混凝土面板单元拼接而成，所述混凝土面板1在水流方向两端的混凝土面板单元拼接处采取上游混凝土面板单元压住混凝土面板单元的台阶状接头12，以此类推，整个面板均相互压住，在填筑体产生不均匀沉降时，面板可适应沉降变化，确保面板之间相互不脱离。
32.进一步地，每相邻两个混凝土面板单元的拼接处布置连接筋9固接，并采用沥青木板11填缝，保证所有混凝土面板形成以柔性整体，不受变形破坏。
33.运行期间，上游水位存在降低条件，此时所述土石填筑体内部水位高，水压力将顶推混凝土面板，造成混凝土面板的“脱落”破坏，为此设置一套排水系统：所述土石填筑体13与混凝土面板1之间设置一层透水垫层2，并在混凝土面板1上开设若干排水孔8，形成可降低土石填筑体1水压力的排水系统。该透水垫层可采用无砂混凝土、干砌石等可透水型式，一方面作为土石填筑体的垫层材料、另一方面作为所需排水系统的透水层。
34.为保证整个系统的整体稳定，在坡脚布置混凝土镇墩5，对坡脚进行“锁脚”处理，所述混凝土镇墩布置锚固设施6，打入下部基础；所述混凝土镇墩5和锚固设施6可根据具体的基础条件采取不同方式，如锚筋、锚筋束、灌注桩等。
35.基于上述结构，本实施例还提供一种泄水建筑物过流面组合结构型式的施工方法，该施工方法包括：
36.首先，进行土石填筑体13施工，随着填筑高程的上升，同时分层施工锚固子系统，具体为：随着土石填筑体13填筑高程的上升，同步浇筑混凝土锚固块4，并相应预埋锚固钢筋3，同一水平层锚固钢筋3完成后，铺设水平钢筋10，并与锚固钢筋3焊接，形成钢筋网整体；以此类推，逐层施工其他水平层锚固子系统。
37.待土石填筑体13施工完成后，进行坡脚混凝土墩5浇筑，并将坡脚锚固设施6浇筑其中，根据不同的锚固方案，采取相应的“钻、压、灌”机械；
38.待土石填筑体13施工完成后，进行透水垫层2施工，采取小型机械自下而上摊铺、碾压，同时起到土石填筑体13坡面的防护作用；
39.最后，自下而上采取分块浇筑方式，进行混凝土面板1施工，将锚固钢筋3一端弯折与混凝土面板1面层铺设的钢筋网7相接，同时周边预埋连接筋9及沥青木板11，并在混凝土面板1内预埋排水管8，得到本发明的泄水建筑物过流面组合结构型式。
40.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种泄水
建筑物过流面组合结构型式，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
41.如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
42.除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。