一种橡胶心墙格栅石笼坝及其快速筑坝方法与流程

水利;给水;排水工程装置的制造及其处理技术1.本发明涉及一种坝体结构及其施工方法，尤其是一种橡胶心墙格栅石笼坝及其快速筑坝方法。背景技术：2.在水利水电工程设计中，传统的当地材料坝填筑过程均需要机械摊铺和碾压，施工工期长、成本高、质量控制难度大；此外，传统心墙坝采用粘土或沥青混凝土作为防渗材料，设计与施工均受当地材料、气候等影响制约，施工过程繁琐，施工干扰多。因而需要一种防渗体与坝体均能快速施工的坝体机构、筑坝材料及一种快速筑坝的施工方法。技术实现要素：3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种橡胶心墙格栅石笼坝及其快速筑坝方法，在保证质量的前提下，解决低坝，堤防或围堰等水利工程的快速筑坝问题。4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种橡胶心墙格栅石笼坝，包括橡胶心墙、闭孔泡沫板保护层、混凝土石笼过渡区、格栅石笼、混凝土基座、坝基防渗体，橡胶心墙与混凝土基座连接，混凝土基座与坝基防渗体连接，橡胶心墙两侧粘附闭孔泡沫板保护层，闭孔泡沫板保护层外侧紧邻混凝土石笼过渡区，混凝土石笼过渡区外侧为从低至高逐渐变窄的构成坝体支撑主体的格栅石笼。5.所述混凝土石笼过渡区通过靠近闭孔泡沫板保护层外侧铺设格栅石笼，在格栅石笼内预埋注浆管，利用注浆管向紧邻心墙的石笼内注入自密实混凝土，使混凝土充填石笼内石块缝隙，形成从低至高逐渐变窄的混凝土石笼过渡区。6.所述橡胶心墙采用三元乙丙橡胶板，厚度不小于5cm，伸长率不小于200％，扯断力不小于3mpa。7.所述格栅石笼的格栅网采用土工格栅材料，格栅孔口采用等六边形，块石选用微风化～弱风化岩块。8.所述橡胶心墙两侧混凝土石笼过渡区底部厚度不小于5m，坝顶处厚度不小于1m。9.上述橡胶心墙格栅石笼坝的快速筑坝方法，包括以下步骤：10.(1)在做好坝基防渗体的前提下，在防渗体顶部沿坝轴线方向浇筑混凝土基座，混凝土基座与坝基防渗体有效连接，同时在混凝土基座顶部埋设橡胶心墙，心墙两侧粘附闭孔泡沫板保护层；11.(2)预先在土工格栅网内装填块石，制作格栅石笼；12.(3)利用起重机械按照从心墙向上下游两侧的顺序紧凑摆放格栅石笼，摆放完成第一层再用相同顺序摆放下一层，在靠近心墙的格栅石笼内预埋注浆管；13.(4)在心墙两侧摆放一定厚度的格栅石笼后，利用注浆管向紧邻心墙的石笼内注入高强度自密实混凝土，使混凝土能够充填石笼内石块缝隙，形成混凝土石笼过渡区，过渡区从低至高逐渐变窄；14.(5)重复第(3)-(4)步骤，直至施工至坝顶。15.本发明的有益效果是：通过发明一种橡胶心墙格栅石笼坝及其快速筑坝方法，省去了坝体机械摊铺和碾压的施工过程，加快施工进度，节约坝体填筑施工成本。附图说明16.图1是本发明的橡胶心墙格栅石笼坝的剖面图。17.图2是本发明的橡胶心墙格栅石笼坝细部图。18.图3是本发明实施例的格栅石笼示意图。具体实施方式19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。20.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。22.如图1-3所示，本发明的橡胶心墙格栅石笼坝，包括橡胶心墙1、闭孔泡沫板保护层4、混凝土石笼过渡区5、格栅石笼7、混凝土基座2、坝基防渗体3，橡胶心墙1与混凝土基座2连接，混凝土基座2与坝基防渗体3连接，橡胶心墙1两侧粘附闭孔泡沫板保护层4，闭孔泡沫板保护层4外侧紧邻混凝土石笼过渡区5，混凝土石笼过渡区5外侧为从低至高逐渐变窄的构成坝体支撑主体的格栅石笼7。23.所述混凝土石笼过渡区5通过靠近闭孔泡沫板保护层4外侧铺设格栅石笼，在格栅石笼内预埋注浆管6，利用注浆管向紧邻心墙的石笼内注入自密实混凝土，使混凝土充填石笼内石块缝隙，形成从低至高逐渐变窄的混凝土石笼过渡区。24.所述橡胶心墙采用三元乙丙橡胶板，厚度不小于5cm，伸长率不小于200％，扯断力不小于3mpa。25.所述格栅石笼的格栅网采用土工格栅材料，格栅孔口采用等六边形，块石选用微风化～弱风化岩块。26.所述橡胶心墙两侧混凝土石笼过渡区底部厚度不小于5m，坝顶处厚度不小于1m。27.上述橡胶心墙格栅石笼坝的快速筑坝方法，包括以下步骤：28.(1)在做好坝基防渗体的前提下，在防渗体顶部沿坝轴线方向浇筑混凝土基座，混凝土基座与坝基防渗体有效连接，同时在混凝土基座顶部埋设橡胶心墙，心墙两侧粘附闭孔泡沫板保护层；29.(2)预先在土工格栅网内装填块石，制作格栅石笼；30.(3)利用起重机械按照从心墙向上下游两侧的顺序紧凑摆放格栅石笼，摆放完成第一层再用相同顺序摆放下一层，在靠近心墙的格栅石笼内预埋注浆管；31.(4)在心墙两侧摆放一定厚度的格栅石笼后，利用注浆管向紧邻心墙的石笼内注入高强度自密实混凝土，使混凝土能够充填石笼内石块缝隙，形成混凝土石笼过渡区，过渡区从低至高逐渐变窄；32.(5)重复第(3)-(4)步骤，直至施工至坝顶。33.本发明的橡胶心墙格栅石笼坝，利用橡胶心墙代替传统黏土或沥青心墙作为坝体的防渗材料，利用格栅石笼代替传统的碾压土石作为坝的主体区域，在橡胶心墙及格栅石笼之间设置混凝土石笼过渡区，在有效粘结心墙附近格栅石笼的同时起到支撑橡胶心墙的作用，在橡胶心墙与混凝土石笼过渡区之间设置闭孔泡沫板保护层，提高橡胶心墙适应应力和变形能力。本发明适用于低坝，河堤或具有较高防渗要求的围堰工程。本发明的方法充分利用了橡胶心墙格栅石笼坝的特点，省去了坝体填筑机械摊铺和碾压的施工过程，加快施工进度，节约坝体填筑施工成本。34.具体地说，所述格栅石笼利用土工格栅网装填块石，形成石笼，利用格栅石笼代替传统的土石材料作为心墙的支撑结构。所述闭孔泡沫板保护层设置在橡胶心墙与混凝土石笼过渡区之间，可以提高橡胶心墙适应应力和变形能力，起到保护橡胶心墙的作用。所述混凝土石笼过渡区设置在闭孔泡沫板保护层及格栅石笼之间，可以有效粘结心墙附近格栅石笼，同时起到支撑保护橡胶心墙的作用。在心墙基础做好坝基防渗体的前提下，在防渗体顶部沿坝轴线方向浇筑混凝土基座，混凝土基座与坝基防渗体有效连接，同时混凝土基座顶部与橡胶心墙连接。利用起重机械按照从心墙向上下游两侧的顺序紧凑摆放格栅石笼，摆放完成第一层再用相同顺序摆放下一层。在靠近心墙的格栅石笼内预埋注浆管，在心墙两侧摆放一定厚度的格栅石笼，利用注浆管向紧邻心墙的石笼内注入高强度自密实混凝土，使混凝土能够充填石笼内石块缝隙，形成混凝土石笼过渡区，过渡区从低至高逐渐变窄。35.国内某工程围堰采用本发明公开的橡胶心墙格宾石笼坝，设计堰高12m，橡胶心墙板采用三元乙丙橡胶板(型号为xjb-23)，厚度为5cm，伸长率不小于200％，扯断力不小于3mpa。闭孔泡沫板保护层采用聚乙烯闭孔泡沫板，厚度为3cm。格栅石笼尺寸为2m x 1m x 1m(长x宽x高)，格栅网采用土工格栅材料，每延米拉伸屈服力不小于80kn/m，屈服伸长率小于10％，格栅孔口采用等六边形，网口尺寸小于75mm，块石粒径范围100mm～750mm，块石选用微风化～弱风化岩块，单轴饱和抗压强度大于30mpa；注浆管采用钢管，管径为150mm，壁厚4mm；高强度自密实混凝土采用sf3等级，坍落扩展度800mm～850mm，骨料最大粒径为10mm，单位体积粗骨料体积为0.26m3～0.33m3之间，单位体积用水量在165kg～195kg，水粉比在1.0～1.15之间，设计抗压强度大于30mpa。每层充填高强度自密实混凝土的厚度不超过3m；橡胶心墙两侧混凝土石笼过渡区底部厚度不小于5m，坝顶处厚度不小于1m；橡胶心墙格宾石笼坝上下游坝坡综合坡比为1:1.8。36.本发明采用橡胶心墙代替传统黏土或沥青作为坝体心墙的防渗材料，发挥橡胶心墙施工不受当地材料、气候等因素制约，施工工艺简单的特点，施工速度快，施工成本低；采用格栅石笼代替传统的土石材料作为坝壳结构，不需要机械摊铺和碾压，施工工艺简单，施工速度快，施工质量便于把控。37.本发明通过一种橡胶心墙格栅石笼坝及其快速筑坝方法，达到了针对低坝，堤防或围堰工程的快速施工的目的，即能够保证质量，又可以节省工期，节约人力，机械等成本。本发明中橡胶心墙为柔性薄板，可根据具体工程水头及其他要求进行设计，格栅石笼的尺寸也可以根据机械配置能力调整，适用性强。38.以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。









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