深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构及其施工方法.pdf

本发明公开了一种深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构及其施工方法。该深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，包括悬挂式浇筑墙段和灌浆段；所述悬挂式浇筑墙段设置在覆盖层内，其上端与灌浆廊道相连；所述灌浆段设置在覆盖层和基岩内，其上下端两端分别与悬挂式浇筑墙段和基岩相连。该方法用于施工上述深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构。与现有的采用全封闭混凝土防渗墙的防渗结构相比，该防渗结构主要由悬挂式浇筑墙段和灌浆段组成，工程造价较低；仅悬挂式浇筑墙段需要浇筑，浇筑深度浅，施工难度较小，利于保证浇筑质量；通过灌浆廊道对灌浆段进行施工，施工方便，且灌浆施工可与土石坝坝体的填筑同时进行，使整个防渗结构的施工占用直线工期短。

1.  深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于：包括悬挂式浇筑墙段(1)和灌浆段(2)；所述悬挂式浇筑墙段(1)设置在覆盖层(3)内，其上端与灌浆廊道(4)相连；所述灌浆段(2)设置在覆盖层(3)和基岩(5)内，其上下端两端分别与悬挂式浇筑墙段(1)和基岩(5)相连。

2.  如权利要求1所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于：所述悬挂式浇筑墙段(1)内设置有用于施工灌浆段(2)的预埋灌浆管(11)，所述预埋灌浆管(11)的上端与灌浆廊道(4)的内腔连通、下端位于悬挂式浇筑墙段(1)的底部。

3.  如权利要求2所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于：所述预埋灌浆管(11)包括间隔设置的两排，每排预埋灌浆管(11)均主要由两根以上沿悬挂式浇筑墙段(1)长度方向并排设置的预埋灌浆管(11)组成，且两排中的预埋灌浆管(11)错位设置。

4.  如权利要求1、2或3所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于：所述悬挂式浇筑墙段(1)的下部伸入至覆盖层(3)中的相对隔水层(31)内；所述灌浆段(2)包括覆盖层灌浆段(21)和基岩灌浆段(22)；所述基岩灌浆段(22)设置在基岩(5)内；所述覆盖层灌浆段(21)的上部与悬挂式浇筑墙段(1)的下部相连，覆盖层灌浆段(21)的下端嵌入基岩(5)内并与基岩灌浆段(22)连接在一起。

5.  如权利要求4所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于：所述悬挂式浇筑墙段(1)由混凝土浇筑而成，所述灌浆段(2)由帷幕灌浆形成。

6.  如权利要求5所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于：所述覆盖层(3)内还设有用于施工覆盖层灌浆段(21)的灌浆孔(211)，所述灌浆孔(211)的顶端与灌浆廊道(4)的内腔连通、底端位于基岩(5)内。

7.  如权利要求6所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于：所述覆盖层灌浆段(21)由悬挂式浇筑墙段(1)内的预埋灌浆管(11)及覆盖层(3)内的灌浆孔(211)灌浆形成；所述灌浆孔(211)包括分别位于悬挂式浇筑墙段(1)上下游侧的两排，每排灌浆孔(211)均主要由两个以上沿悬挂式浇筑墙段(1)长度方向并排设置的灌浆孔(211)组成。

8.  深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构的施工方法，用于施工权利要求1至3中任一项所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，其特征在于包括下列步骤：
a、由建基面(32)向下在覆盖层(3)内设置浇筑孔，浇筑孔的深度小于覆盖层(3)的深度；在浇筑孔内设置预埋灌浆管(11)，并使预埋灌浆管(11)的下端处于浇筑孔的底部；
b、在浇筑孔内浇筑悬挂式浇筑墙段(1)，浇筑完成后在建基面(32)上设置与悬挂式浇筑墙段(1)上端相连的灌浆廊道(4)，并使预埋灌浆管(11)的上端与灌浆廊道(4)的内腔连通；
c、通过预埋灌浆管(11)向覆盖层(3)和基岩(5)内灌浆，形成上下端两端分别与悬挂式浇筑墙段(1)和基岩(5)相连的灌浆段(2)。

9.  如权利要求8所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构的施工方法，其特征在于：
步骤a中，浇筑孔钻至覆盖层(3)中的相对隔水层(31)内为止，采用混凝土浇筑悬挂式浇筑墙段(1)；
步骤c中，通过预埋灌浆管(11)进行帷幕灌浆，向基岩(5)内灌浆形成基岩灌浆段(22)，向覆盖层(3)内灌浆形成上部与悬挂式浇筑墙段(1)的下部相连、下端嵌入基岩(5)内并与基岩灌浆段(22)连接在一起的覆盖层灌浆段(21)。

10.  如权利要求9所述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构的施工方法，其特征在于：
步骤b还包括，由灌浆廊道(4)的底部向下设置两排底部位于基岩(5)内的灌浆孔(211)，两排灌浆孔(211)分别位于悬挂式浇筑墙段(1)上下游侧，每排灌浆孔(211)均主要由两个以上沿悬挂式浇筑墙段(1)长度方向并排设置的灌浆孔(211)组成；
步骤c还包括，通过预埋灌浆管(11)向覆盖层(3)内灌浆的同时通过灌浆孔(211)向覆盖层(3)进行帷幕灌浆，使灌入覆盖层(3)内的浆液结合在一起形成整体结构的覆盖层灌浆段(21)，并使覆盖层灌浆段(21)与悬挂式浇筑墙段(1)的连接长度大于等于10～20m。

深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构及其施工方法
技术领域
本发明属于水利水电工程领域，具体涉及一种深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构及其施工方法。
背景技术
在深厚覆盖层土石坝中，混凝土防渗墙是较为可靠的坝基防渗结构。现有的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构一般为在覆盖层内设置的全封闭混凝土防渗墙，该防渗墙墙底一般嵌入弱风化基岩0.5～1.0m，其工程造价一般较高；而且，覆盖层深度越大，单位墙体造价越高，施工难度越大，墙体质量也难以保证。此外，现有的防渗结构需要在土石坝坝体填筑前完成施工，施工工期较长，占用直线工期。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种便于施工且造价较低的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，包括悬挂式浇筑墙段和灌浆段；所述悬挂式浇筑墙段设置在覆盖层内，其上端与灌浆廊道相连；所述灌浆段设置在覆盖层和基岩内，其上下端两端分别与悬挂式浇筑墙段和基岩相连。
进一步的是，所述悬挂式浇筑墙段内设置有用于施工灌浆段的预埋灌浆管，所述预埋灌浆管的上端与灌浆廊道的内腔连通、下端位于悬挂式浇筑墙段的底部。
进一步的是，所述预埋灌浆管包括间隔设置的两排，每排预埋灌浆管均主要由两根以上沿悬挂式浇筑墙段长度方向并排设置的预埋灌浆管组成，且两排中的预埋灌浆管错位设置。
进一步的是，所述悬挂式浇筑墙段的下部伸入至覆盖层中的相对隔水层内；所述灌浆段包括覆盖层灌浆段和基岩灌浆段；所述基岩灌浆段设置在基岩内；所述覆盖层灌浆段的上部与悬挂式浇筑墙段的下部相连，覆盖层灌浆段的下端嵌入基岩内并与基岩灌浆段连接在一起。
进一步的是，所述悬挂式浇筑墙段由混凝土浇筑而成，所述灌浆段由帷幕灌浆形成。
进一步的是，所述覆盖层内还设有用于施工覆盖层灌浆段的灌浆孔，所述灌浆孔的顶端与灌浆廊道的内腔连通、底端位于基岩内。
进一步的是，所述覆盖层灌浆段由悬挂式浇筑墙段内的预埋灌浆管及覆盖层内的灌浆孔灌浆形成；所述灌浆孔包括分别位于悬挂式浇筑墙段上下游侧的两排，每排灌浆孔均主要由两个以上沿悬挂式浇筑墙段长度方向并排设置的灌浆孔组成。
本发明还提供了一种深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构的施工方法，用于施工上述的深厚 覆盖层土石坝坝基防渗结构，包括下列步骤：
a、由建基面向下在覆盖层内设置浇筑孔，浇筑孔的深度小于覆盖层的深度；在浇筑孔内设置预埋灌浆管，并使预埋灌浆管的下端处于浇筑孔的底部；
b、在浇筑孔内自下而上地浇筑悬挂式浇筑墙段，浇筑完成后在建基面上设置与悬挂式浇筑墙段上端相连的灌浆廊道，并使预埋灌浆管的上端与灌浆廊道的内腔连通；
c、通过预埋灌浆管向覆盖层和基岩内灌浆，形成上下端两端分别与悬挂式浇筑墙段和基岩相连的灌浆段。
进一步的是，步骤a中，浇筑孔钻至覆盖层中的相对隔水层内为止，采用混凝土浇筑悬挂式浇筑墙段；
步骤c中，通过预埋灌浆管进行帷幕灌浆，向基岩内灌浆形成基岩灌浆段，向覆盖层内灌浆形成上部与悬挂式浇筑墙段的下部相连、下端嵌入基岩内并与基岩灌浆段连接在一起的覆盖层灌浆段。
进一步的是，步骤b还包括，由灌浆廊道的底部向下设置两排底部位于基岩内的灌浆孔，两排灌浆孔分别位于悬挂式浇筑墙段上下游侧，每排灌浆孔均主要由两个以上沿悬挂式浇筑墙段长度方向并排设置的灌浆孔组成；
步骤c还包括，通过预埋灌浆管向覆盖层内灌浆的同时通过灌浆孔向覆盖层进行帷幕灌浆，使灌浆入覆盖层内的浆液结合在一起形成整体结构的覆盖层灌浆段，并使覆盖层灌浆段与悬挂式浇筑墙段的连接长度大于等于10～20m。
本发明的有益效果是：与现有的采用全封闭混凝土防渗墙的防渗结构相比，该防渗结构主要由悬挂式浇筑墙段和灌浆段组成，工程造价较低；仅悬挂式浇筑墙段需要浇筑，浇筑深度浅，施工难度较小，利于保证浇筑质量；通过灌浆廊道对灌浆段进行施工，施工方便，且灌浆施工可与土石坝坝体的填筑同时进行，使整个防渗结构的施工占用直线工期短。
附图说明
图1是本发明中深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构的实施结构示意图；
图中标记为：悬挂式浇筑墙段1、预埋灌浆管11、灌浆段2、覆盖层灌浆段21、灌浆孔211、基岩灌浆段22、覆盖层3、相对隔水层31、建基面32、灌浆廊道4、基岩5、基覆界线6。
图中箭头方向为顺河向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，包括悬挂式浇筑墙段1和灌浆段2；所述悬挂式浇筑墙段1设置在覆盖层3内，其上端与灌浆廊道4相连；所述灌浆段2设置在覆 盖层3和基岩5内，其上下端两端分别与悬挂式浇筑墙段1和基岩5相连。其中，悬挂式浇筑墙段1为浇筑施工而成的防渗墙墙段，其深度小于覆盖层3的深度，工程造价较低，施工难度相对较小；施工悬挂式浇筑墙段1时，通常由建基面32向下在覆盖层3内钻一排或多排浇筑孔进行浇筑，或是由建基面32向下在覆盖层3内开挖浇筑槽进行浇筑。悬挂式浇筑墙段1施工完成后，通常在悬挂式浇筑墙段1正上方的建基面32上设置与悬挂式浇筑墙段1上端相连的灌浆廊道4，灌浆廊道4施工完成后即可使灌浆段2的施工与土石坝坝体的填筑施工同步进行，便于施工操作且节省工期。灌浆段2由灌浆施工而成，通常设置在悬挂式浇筑墙段1以下的覆盖层3内和基岩5内；施工灌浆段2时，通常由建基面32向下在覆盖层3内钻一排或多排灌浆孔进行灌浆，或是通过在覆盖层3内设置灌浆管进行灌浆；灌浆施工时，使灌浆段2的上端与悬挂式浇筑墙段1进行一定的搭接，使灌浆段2的下端嵌入基岩5内。
为了便于灌浆段2的施工，再如图1所示，所述悬挂式浇筑墙段1内设置有用于施工灌浆段2的预埋灌浆管11，所述预埋灌浆管11的上端与灌浆廊道4的内腔连通，预埋灌浆管11的下端位于悬挂式浇筑墙段1的底部。因为预埋灌浆管11的上端与灌浆廊道4的内腔连通，所以灌浆段2的灌浆施工可以在灌浆廊道4中进行，与土石坝坝体的填筑互不干扰，竣工后可通过灌浆廊道4监测该防渗结构的运行情况，并可通过预埋灌浆管11对灌浆段2补灌。优选的，所述预埋灌浆管11包括间隔设置的两排，每排预埋灌浆管11均主要由两根以上沿悬挂式浇筑墙段1长度方向并排设置的预埋灌浆管11组成，且两排中的预埋灌浆管11错位设置。
作为本发明的一种优选方案，再如图1所示，所述悬挂式浇筑墙段1的下部伸入至覆盖层3中的相对隔水层31内；所述灌浆段2包括覆盖层灌浆段21和基岩灌浆段22；所述基岩灌浆段22设置在基岩5内；所述覆盖层灌浆段21的上部与悬挂式浇筑墙段1的下部相连，覆盖层灌浆段21的下端嵌入基岩5内并与基岩灌浆段22连接在一起。悬挂式浇筑墙段1的下部伸入至相对隔水层31内，能够较好的对透水率较高的覆盖层3部分进行防渗，同时既能够与灌浆段2相结合满足深厚覆盖层坝基的防渗要求，又使悬挂式浇筑墙段1的深度处于合理的范围内，利于进一步降低工程成本，并节省工期。覆盖层灌浆段21既能够保证灌浆段2和悬挂式浇筑墙段1的连接效果，又能够保证灌浆段2在覆盖层3内的防渗效果；基岩灌浆段22能够保证灌浆段2与基岩5的连接效果。优选的，所述悬挂式浇筑墙段1由混凝土浇筑而成，所述灌浆段2由帷幕灌浆形成。
为了提高灌浆段2在覆盖层3内的防渗效果以及灌浆段2与悬挂式浇筑墙段1的连接效果，再如图1所示，所述覆盖层3内还设有用于施工覆盖层灌浆段21的灌浆孔211，所述灌浆孔211的顶端与灌浆廊道4的内腔连通、底端位于基岩5内。具体的，所述覆盖层灌浆段 21由悬挂式浇筑墙段1内的预埋灌浆管11及覆盖层3内的灌浆孔211灌浆形成；所述灌浆孔211包括分别位于悬挂式浇筑墙段1上下游侧的两排，每排灌浆孔211均主要由两个以上沿悬挂式浇筑墙段1长度方向并排设置的灌浆孔211组成；通常，两排中的灌浆孔211错位设置。通过两排灌浆管211不仅能够加强覆盖层灌浆段21的厚度，提高其防渗效果，同时还能够增长覆盖层灌浆段21与悬挂式浇筑墙段1的连接长度。
深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构的施工方法，用于施工上述的深厚覆盖层土石坝坝基防渗结构，包括下列步骤：
a、由建基面32向下在覆盖层3内设置浇筑孔，浇筑孔的深度小于覆盖层3的深度；在浇筑孔内设置预埋灌浆管11，并使预埋灌浆管11的下端处于浇筑孔的底部；设置浇筑孔的过程中，首先分批次钻孔，然后将所有浇筑孔连通；通常浇筑孔钻至覆盖层3中的相对隔水层31内为止，使浇筑后悬挂式浇筑墙段1的底部位于相对隔水层31内；一般采用混凝土浇筑悬挂式浇筑墙段1；
b、在浇筑孔内浇筑悬挂式浇筑墙段1，浇筑完成后在建基面32上设置与悬挂式浇筑墙段1上端相连的灌浆廊道4，并使预埋灌浆管11的上端与灌浆廊道4的内腔连通；
c、通过预埋灌浆管11向覆盖层3和基岩5内灌浆，形成上下端两端分别与悬挂式浇筑墙段1和基岩5相连的灌浆段2；一般的，通过预埋灌浆管11进行帷幕灌浆，向基岩5内灌浆形成基岩灌浆段22，向覆盖层3内灌浆形成上部与悬挂式浇筑墙段1的下部相连、下端穿过基覆界线6嵌入基岩5内并与基岩灌浆段22连接在一起的覆盖层灌浆段21。
优选的，步骤b还包括，由灌浆廊道4的底部向下设置两排底部位于基岩5内的灌浆孔211，两排灌浆孔211分别位于悬挂式浇筑墙段1上下游侧，每排灌浆孔211均主要由两个以上沿悬挂式浇筑墙段1长度方向并排设置的灌浆孔211组成，两排中的灌浆孔211相互错位；
步骤c还包括，通过预埋灌浆管11向覆盖层3内灌浆的同时通过灌浆孔211向覆盖层3进行帷幕灌浆，使灌浆入覆盖层3内的浆液结合在一起形成整体结构的覆盖层灌浆段21，并使覆盖层灌浆段21与悬挂式浇筑墙段1的连接长度大于等于10～20m。