专利名称：大开挖方法难以实施时的挡水围堰型式的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水电建设中修建的挡水围堰型式。
背景技术：
现有技术条件下， 一般分期导流的混凝土纵向围堰均系在基坑中对堰基进行大开挖 至基岩面后浇筑混凝土。在地质条件较好、覆盖层薄、导流流量小、河床宽度相对宽阔 等条件下是可行的，但在覆盖层厚、导流流量大、河床宽度相对狭窄等条件下，混凝土 纵向围堰高度往往较大，受导流挡、泄水建筑物与水工枢纽布置的限制，要在基坑中挖 出混凝土纵向围堰堰基非常困难，因此，选择合理的围堰及覆盖层处理型式是非常重要 的，否则，达不到工程进度要求，给工程按时发电留下隐患。
现有技术中也已经公开许多与水电站建设有关的各种施工技术，包括下沉沉井、封 底、锁口桩、结合面凿毛并设连结筋等。参见《水利水电工程施工手册》中国电力出版 社、《钢筋混凝土结构构造手册》冶金工业出版社。
现有技术中，下沉沉井主要运用于地下构筑物(如地下储气罐、储油罐、地下仓库、 地下蓄水池、水处理池、地下泵房、地下停车场、地铁车站、地下防空洞、地下商场、 地下变电站等)、建筑物构筑物基础(如高层建筑基础、高耸塔式建筑物基础、城市高 架道路基础、钢厂高炉基础、重型设备基础、各种桥梁、港口码头、堤坝水闸等水中构 筑物基础)及江心和岸边的井式构筑物等(见参考文献《沉井沉箱施工技术》人民交通 出版社)。但这些应用中，沉井都是作为独立的个体使用。
一般沉井均需封底，当用于水电水利工程的纵向围堰时，对沉井地基处理一般要求 较严，必须保证稳定、可靠，承受侧向力较大的沉井应座落在岩石基础上，并采取锚筋 和钢筋混凝土封底(参见中国电力出版社的《水利水电工程施工手册》P562);当天 然地基上的浅基础沉降量过大或地基稳定性不能满足建筑物的要求时，常采用桩作基础 (参见中国建筑工业出版社的《地基与基础》P453)。在水利水电工程中桩主要用于水 闸、渡槽、输电线塔、变电站、防洪墙、工作桥等的基础，也经常应用于防冲、挡土、 抗滑等工程中(参见中国电力出版社的《水利水电工程施工手册》P431)。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对覆盖层厚、围堰高度大、大开挖方法难以实施时 的混凝土围堰，提供一种技术方案可行、结构可靠且能满足施工进度要求的覆盖层处理 及堰体型式。
本发明提供的挡水围堰包括后浇混凝土和沉井群，沉井之间需要预留间隙，沉井进 行封底，并在沉井与沉井间设锁口桩。
为了加强后浇混凝土与沉井群的传剪能力和保障联合体的安全稳定，将沉井与后浇 混凝土结合面进行凿毛处理，并加设连结筋。
解决方案是考虑沉井群下沉允许倾斜度要求，沉井与沉井之间需要预留间隙，由 于围堰(沉井与后浇混凝土联合体)有防渗要求，井间预留间隙内后浇混凝土与沉井外 壁面之间要达到高围堰的防渗效果的处理难度很大；同时为了减小高围堰的结构尺寸， 需要在围堰迎水侧设置基础帷幕灌浆和排水廊道以减小基础底部扬压力，故以在围堰背 水侧位置下沉沉井群较为合适。根据围堰挡水结构稳定与应力要求，结合沉井下沉对周 围建筑物的影响范围分析成果，确定沉井群的平面位置，待沉井下沉到位并完成封底后 进行沉井与沉井间挡土锁口桩的施工，锁口桩施工完毕即进行剩余堰体堰基及井间的开 挖，同时将沉井与后浇混凝土结合面进行凿毛和连结筋接长等处理的施工，然后浇筑沉 井断面以外的堰体混凝土。
本发明中沉井首先是作为独立的个体——临时挡土墙，在挡土墙围护下将围堰堰基 开挖至建基面后还需与后浇混凝土形成整体作为一种复合型围堰来挡水。本发明中的锁 口桩是一种挡土桩，主要考虑将沉井与沉井之间右端口封闭以开挖井间覆盖层，达到围 堰建基要求；结合面凿毛并设连结筋是新老混凝土结合面常见的结构处理措施，但一般 处理面积不大，本发明是用于大面积(沉井群左侧面)且传力要求高。
虽然上述这些施工方式如下沉沉井、封底、锁口桩、结合面凿毛并设连结筋等，单 个来看是现有技术中已知的方法，但在水电工程行业能将这些单项技术组合到一块、运 用到挡水围堰型式中却是首创。
本发明的有益效果是，通过采用沉井群可成功地解决堰基开挖场地布置的困难，对 井群端部进行锁口后可以保证沉井与沉井间因下沉需要预留间隙内覆盖层的清理，同时 由于后浇混凝土和沉井两者的施工有先后，后浇混凝土与沉井结合面将是一个薄弱结构 面，通过将沉井与混凝土结合面凿毛，并加设连结筋后可以提高结合面的传剪能力，保 证联合体的安全稳定。该发明设计合理，结构可靠，开挖支护与堰体结构完全结合，既节省投资又能满足施工进度要求，是大开挖方案难以实施时一种较好的覆盖层处理及堰 体型式。
图1为围堰型式与开挖关系横剖面图； 图2为相邻沉井错位布置时井间锁口布置图； 图3为相邻沉井齐位布置时井间锁口布置图； 图4为沉井与堰体混凝土的连结筋布置图。
其中1--期土石围堰；2——原地面线，；3——基岩与第四系分界线；4——
微风化带下限；4——不作沉井时一期基坑开挖线；5——作沉井时二期纵堰堰基开挖线; 6——沉井；7——堰体后浇混凝土； 8——沉井与堰体后浇混凝土结合面；9——连结筋; 10——二期导流底孔前沿的右边线(二纵高程260m以上极限左边线)；11——引水渠底 板；12——锁口桩；13——井间回填混凝土。
具体实施例方式
某大型水电站工程规模巨大，坝址工程地质条件复杂、河谷相对较窄，采用分期
导流且导流流量大，其二期纵向围堰大坝上游段地基覆盖层深达45m 62m，如果不加 任何支护措施，直接在一期土石围堰保护下挖除二期纵堰堰基覆盖层(即大开挖方法)， 一期土石围堰从堰顶放坡至基岩面高程时， 一期基坑侧坡的水平宽度约90m 120m， 平面上已完全占去二期纵堰的位置，并超出了用于二期泄流的导流底孔前沿的右边线 (见图1)，因此，必须采取支护措施才能达到在一期基坑中将二期纵堰地基覆盖层全 部挖除然后浇筑堰体混凝土的目的。经过多方案的研究与比选，其支护措施采用本发 明的技术方案，在一期围堰堰脚下沉沉井群，前期作为堰基及大坝地基开挖的临时挡 土墙(利用沉井挡土开挖左侧堰基至基岩面，然后浇筑左堰体混凝土)，后期作为重力 式围堰结构的一部分联合挡水，最大堰高94m。沉井群由10个17mX23m的沉井组成， 设计最大下沉深度60m,最小下沉深度43m，沉井井间间距2 2.2m。采用沉井群与后 浇混凝土联合体作为纵向围堰后，成功地解决了本工程覆盖层厚、堰高大、基坑面积 相对狭小、大开挖方法难以实施的二期纵向围堰布置和修筑问题，确保了一期围堰的 安全运行，工程施工进度目标也按时实现。
权利要求
1、大开挖方法难以实施时的挡水围堰，其特征在于包括后浇混凝土和沉井群，沉井之间需要预留间隙，沉井进行封底，并在沉井与沉井间设锁口桩。
2、 根据权利要求1所述的挡水围堰，其特征在于沉井之间是齐位布置的或者错位 布置的。
3、 根据权利要求1或2所述的挡水围堰，其特征在于当最大堰高94m时，沉井为 17mX23m的沉井，设计最大下沉深度60m，最小下沉深度43m，沉井井间间距2 2.2m。
全文摘要
本发明涉及一种水电建设中修建的挡水围堰型式。本发明提供的挡水围堰包括后浇混凝土和沉井群，沉井之间需要预留间隙，沉井进行封底，并在沉井与沉井间设锁口桩。本发明设计合理，结构可靠，开挖支护与堰体结构完全结合，既节省投资又能满足施工进度要求，是大开挖方案难以实施时一种较好的覆盖层处理及堰体型式。
文档编号E02D19/04GK101560773SQ20091004333
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者冯树荣, 杰 文, 李建军, 王忠耀, 盛乐民, 伟 陈 申请人:中国水电顾问集团中南勘测设计研究院