[發(fā)明專利]一種用于堰塞體的加固結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610186318.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105756019B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金峰;周虎;劉寧;安雪暉;李順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B7/06
• 分類號(hào): E02B7/06
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11372
• 代理人: 張少輝,劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于堰塞體的加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

堰塞體是由火山熔巖流、冰磧物、地質(zhì)災(zāi)害或地震活動(dòng)等使山體上的巖石崩塌，從而引起山崩、堵截山谷，在山谷中形成類似大壩的擋水體。然而，由于堰塞湖存在物質(zhì)組分復(fù)雜、信息缺失嚴(yán)重、沉降、濕陷量大以及長(zhǎng)期變形難以預(yù)測(cè)等問(wèn)題，從而使得堰塞體容易出現(xiàn)沖刷、侵蝕、溶解以及崩塌的問(wèn)題。對(duì)于危險(xiǎn)性大的堰塞湖，需要采用人工挖掘、爆破或攔截等方式來(lái)引流，以降低堰塞湖內(nèi)的水位，避免造成大的洪災(zāi)。

近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)堰塞湖的減災(zāi)興利，該領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員試圖將部分堰塞體改建為水利工程。然而，由于堰塞體多是由天然土體堆積而成，通常體積巨大、土體松散、物質(zhì)組成以及物理力學(xué)特性都難以準(zhǔn)確地確定。在人工筑壩時(shí)，常用的一些加固處理措施也都難以直接應(yīng)用，因而需要一種有效的用于堰塞體的加固結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提出了一種用于堰塞體的加固結(jié)構(gòu)，包括：沿堰塞體的第一待加固區(qū)的表面從上至下依次設(shè)置的多層第一膠結(jié)體，相鄰層的第一膠結(jié)體彼此接觸而形成所述堰塞體的第一加固體；其中，在所述第一加固體內(nèi)構(gòu)造有能分別與各所述第一膠結(jié)體相連通的第一灌漿孔。由于各第一膠結(jié)體均有比堰塞體更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、密實(shí)度和穩(wěn)定性。這樣，由各第一膠結(jié)體構(gòu)造而成的第一加固體同樣也具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、密實(shí)度和穩(wěn)定性。進(jìn)一步地，由于第一加固體的設(shè)置，大大地增強(qiáng)了堰塞體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密實(shí)度，同時(shí)，也大大地增強(qiáng)了堰塞體的土體穩(wěn)定性，有效地降低了該堰塞體發(fā)生沖刷、侵蝕、溶解以及崩塌的機(jī)率。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一膠結(jié)體包括第一子膠結(jié)體和第二子膠結(jié)體，其中，所述第一子膠結(jié)體和所述第二子膠結(jié)體相對(duì)所述第一灌漿孔的中心軸線呈對(duì)稱式設(shè)置。這樣，不僅降低了施工難度，同時(shí)，也使得位于同一層的第一膠結(jié)體具有相同的抗剪切能力，提高同一層的第一膠結(jié)體的土體穩(wěn)定性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一子膠結(jié)體和所述第二子膠結(jié)體均構(gòu)造為從所述第一灌漿孔的中心軸線沿徑向向外延伸的帶狀結(jié)構(gòu)。這樣，便使得該第一膠結(jié)體具有較好的土體穩(wěn)定性和較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

在一個(gè)實(shí)施例中，下層第一子膠結(jié)體的斜面和底面均低于上層第一子膠結(jié)體的斜面和底面，并且所述下層第一子膠結(jié)體具有與所述上層第一子膠結(jié)體相接觸的重疊區(qū)。這樣，該重疊區(qū)的設(shè)置，可以較好地避免上層第一子膠結(jié)體和下層第一子膠結(jié)體的交界處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱、土體穩(wěn)定性差以及密實(shí)度弱化的現(xiàn)象。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述加固結(jié)構(gòu)還包括沿所述堰塞體的第二待加固區(qū)的表面從上至下依次設(shè)置的多層第二膠結(jié)體，相鄰層的所述第二膠結(jié)體彼此接觸而形成所述堰塞體的第二加固體，其中，所述第一待加固區(qū)和所述第二待加固區(qū)呈并排式設(shè)置。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述加固結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述堰塞體內(nèi)的防滲體，其中，所述防滲體位于所述第一加固體和所述第二加固體之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述第二加固體內(nèi)構(gòu)造有能分別與各層所述第二膠結(jié)體相連通的第二灌漿孔。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述堰塞體的第三待加固區(qū)的表面構(gòu)造有泄水流道，在所述泄水流道的底壁上設(shè)有多個(gè)間隔開(kāi)的第三加固體，在所述堰塞體的緊鄰所述泄水流道的側(cè)壁的部位設(shè)有第四加固體。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提出了一種加固結(jié)構(gòu)的施工方法，包括：第一注漿步驟，向所述堰塞體的第一待加固區(qū)的表面進(jìn)行自流灌漿，以形成第一層第一膠結(jié)體體；鉆孔步驟，待第一層所述第一膠結(jié)體硬化后，在第一層所述第一膠結(jié)體上鉆取第一灌漿孔，并使得所述第一灌漿孔的底端穿過(guò)第一層所述第一膠結(jié)體的底端；第二注漿步驟，向所述第一灌漿孔內(nèi)進(jìn)行自流灌漿，以形成第二層第一膠結(jié)體；依次重復(fù)所述鉆孔步驟和所述第二注漿步驟，自上而下逐層進(jìn)行自流灌漿，以在所述堰塞體的對(duì)應(yīng)所述第一待加固區(qū)的內(nèi)部形成多層所述第一膠結(jié)體，并使得相鄰層的所述第一膠結(jié)體彼此接觸而形成所述堰塞體的第一加固體。在一個(gè)實(shí)施例中，所述自流灌漿材料為自密實(shí)混凝土、自密實(shí)砂漿以及自密實(shí)凈漿中的一種或多種。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一灌漿孔的底端所在的平面低于第一層所述第一膠結(jié)體的底端所在的平面。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述鉆孔步驟之后且在所述第二注漿步驟之前，通過(guò)水泵或水槍對(duì)所述第一灌漿孔進(jìn)行沖洗，以改變構(gòu)成所述第一灌漿孔的孔壁的滲透系數(shù)，并根據(jù)所述滲透系數(shù)來(lái)選擇相應(yīng)的所述自流灌漿的材料。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述第二注漿步驟中，通過(guò)調(diào)節(jié)所述自流灌漿的漿液的粘性和流動(dòng)性來(lái)控制第二層所述第一膠結(jié)體的擴(kuò)散范圍。