一种适用矸石路堤下既有涵洞的围堰填筑方法与流程

本发明涉及一种透水路堤下涵洞围堰填筑方法，适用于透水路堤下既有涵洞的维修加固工程，可减少涵洞维修加固时的排水费用，降低工程造价。

背景技术：

透水路堤通常用大石块、卵石或其他孔隙率高、透水性好的材料堆筑的具有透水能力的路堤。在采煤沉陷区大量使用的矸石路堤由矸石材料填筑而成。矸石本身为颗粒材料，加之施工碾压不充分，填料的透水性往往较高。因此，矸石路堤也可以认为是透水路堤。透水路堤下的涵洞由于各种原因，如年久失修、涵洞上覆填料厚度增加等，需要对其结构进行加固和维修。传统方法是在涵洞的两端洞口位置填筑围堰，将涵洞内部与外侧水系隔绝，然后将涵洞内的积水排空，获得施工作业空间。由于路堤本身为透水材料，在排水过程中，水可以透过路堤，然后通过涵洞洞身的沉降缝进入涵洞内部。尽管洞口位置由于围堰的存在，水无法进入涵洞，但路堤-洞身这一渗透路径，排水过程中水源源不断的进入到涵洞内部。为了使涵洞内部积水尽快排空，为涵洞维修加固创造良好作业空间，只能增大排水能力，造成排水费用迅速增加。这类问题已在淮南矿区的几个既有涵洞维修工程中凸显出来，排水费用有的个别工程高达上百万，占到工程总投资的20％。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有技术，提出一种适用矸石路堤下既有涵洞的围堰填筑方法，可以降低涵洞内部的排水费用。

技术方案：一种适用于矸石路堤下既有涵洞围堰的防渗方法，包括如下步骤：

步骤a：在涵洞两侧的路堤坡面上铺设防渗膜；

步骤b：设置围堰，所述围堰由圆弧段以及连接圆弧段两端的直线段组成，所述防渗膜被围堰的直线段压住。

进一步的，所述防渗膜外伸至路堤坡脚线外侧2-3m处。

进一步的，所述防渗膜沿路堤方向的长度L根据路堤填料渗透系数以及围堰内外的水头差确定，具体计算方法为：

L＝KΔ/v

式中，L为防渗膜长度，Δ为围堰内外水头差，K为路堤渗透系数，v为渗透速度。

进一步的，所述防渗膜的顶端露出水位线。

进一步的，所述围堰由木桩及黏土填料组成。

进一步的，所述围堰直线段沿路堤方向外伸长度与防渗膜长度一致。

有益效果：本发明的一种适用矸石路堤下既有涵洞的围堰填筑方法，其所适用的路堤由煤矸石填筑而成，透水性强。由于地下采矿活动，地表会发生沉降，为了维持路堤顶面标高不变，需要对路堤进行加高处理，导致涵洞顶面上覆填料厚度增加。因此，需要对涵洞结构进行加固，加固的方法通常有加厚涵洞侧墙以及顶板，或者在涵洞中设置矩形钢框架，与原有结构紧密接触，形成共同受力的复合结构。不管那一种加固方法，都需要在两段洞口填筑围堰，形成封闭区域，然后将该区域积水排空，人员、设备才能进入该区域，进行施工作业。本发明的围堰共由三段组成，弧线段需将涵洞洞口包围，两侧直线段沿路堤方向外伸。在路堤边坡坡面上铺设防渗膜，防渗膜需被直线段围堰压住，从而使得水无法从设有防渗膜覆盖段的路堤渗透进路堤，也就无法再通过涵洞洞身的沉降缝进入涵洞内部，从而能够尽快排空涵洞内部积水，降低涵洞内部的排水费用，降低工程造价。

附图说明

图1是本发明的围堰立面图；

图2是本发明的围堰平面图；

图3是本发明的路堤横断面图；

附图中，1为涵洞，2为路堤坡面，3为防渗膜，4为路堤坡脚线，5为围堰，6为路肩边线，7为路堤中心线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

一种适用于矸石路堤下既有涵洞围堰的防渗方法，包括如下步骤：

步骤a：在涵洞1两侧的路堤坡面2上铺设防渗膜3，防渗膜3外伸至路堤坡脚线4外侧2-3m处，防渗膜3的顶端露出水位线，如图3所示。防渗膜3沿路堤方向的单侧长度L根据路堤填料渗透系数以及围堰5内外的水头差确定，具体计算方法为：

L＝KΔ/v

式中，L为防渗膜长度，m；Δ为围堰内外水头差，m；K为路堤渗透系数，m/s；v为渗透速度，m/s。

步骤b：设置围堰5，围堰5由圆弧段以及连接圆弧段两端的直线段组成，围堰5由木桩及黏土填料组成，外伸至路堤坡脚线4外侧以及路堤坡面2上的防渗膜3被围堰5的直线段压住，围堰5直线段沿路堤方向外伸长度与防渗膜长度一致，如图2所示。

理论上，单位时间内渗入围堰范围内的水量为Sv，而围堰内部单位时间内排水能力为Q，如果有：

Q≥Sv

则围堰内部不会有积水；式中，Q为水泵排水能力，m³/s；S为路堤在水位线以下部分横断面面积，m²。