[发明专利]水电站大坝反向排水封堵装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于拦河坝布置、结构、建造的方法或者设备技术领域，具体涉及到一种水电站大坝反向排水封堵装置及方法。

背景技术

当拦河坝采用混凝土面板或者沥青混凝土面板作为挡水防渗结构时，基于坝料分区的特点，坝体上游半透水料在承受反向渗水(渗压)的能力非常有限。某些工程坝曾发生垫层及混凝土固坡面受损，甚至混凝土面板向上游顶托位移，造成周边缝止水系统破坏的事故，处理非常困难，给工程留下了安全隐患，目前，在高面板坝施工过程中，坝体反向渗水时有发生，尽管国内外对反向渗水的危害已有所认识，虽有工程在混凝土面板上设置竖直抽排水措施或水平排水沟管，但或是抽排水及孔洞封堵不便，影响工程质量，或是费用较高。

在大坝填筑期间，坝体内部积水主要有降雨、两岸边坡渗流等，为了解决施工期大坝堆石体反向水压力问题，使坝体的渗水集中、有效的自由渗流，结合现场坝体内部渗水集水点，本申请在大坝水平趾板位置设置反向排水设施(共计埋设了5根反向排水钢管)，在大坝施工期在表面防渗体上下游形成反向水头差，使得坝体渗水能自由排至趾板上游集水坑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述大坝反向排水系统封堵的不足,提供一种设计合理、结构简单、对排水管进行有效封堵、节省成本、防止反向水头引起垫层料破坏和混凝土面板周边缝破坏的水电站大坝反向排水封堵装置及方法。

解决上述技术问题采用的技术方案是：包括混凝土面板、趾板、垫层料、特殊垫层料，在距趾板一定距离的坝体内设置集水体，其特征在于：在大坝上游集水坑和集水体之间设置有排水管，在排水管内靠近垫层料一端设置有止浆袋，排水管伸出趾板的一端外部设置有止浆环以及安装有阀门的排气管，排水管端口设置有排水管封堵钢板，排水管封堵钢板上设置有相连通的灌浆管，灌浆管一端设置有灌浆管封堵钢板，在趾板端面平行于水平面的方向设置有若干锚杆。

本发明的止浆环为矩形钢板，所述的止浆环上设置有与排水管相适应的孔。

本发明的灌浆管包括设置在阀门两端的钢管。

本发明趾板上安装锚杆的锚杆孔的孔深为45～55cm、孔径为38～58mm。

利用上述装置封堵的方法，

1)、施工准备：在施工期根据权利要求1所述的结构设置反向排水系统，对各个反向排水管进行流量监测；

2)、趾板及管底清理：

a)、人工清除排水管周边淤泥，周边采用土袋围挡；

b)、对设计要求中与混凝土接触的趾板面进行凿毛处理，对排水管进行除杂；

c)、在排水管内靠近垫层料一端设置止浆袋，止浆袋的直径和长度与排水管直径相适应；

3)、管口封堵：

a)、安装止浆环、排气管：先对反向排水管伸出趾板的一端外壁进行处理，然后焊接止浆环和安装有阀门的排气管；

b)、安装排水管封堵钢板、灌浆管：在反向排水管端口焊接排水管封堵钢板，排水管封堵钢板的预留孔上焊接灌浆管，对孔内止浆袋进行灌浆；

4)、锚杆施工：

a)、造孔、清孔：在趾板端面平行于水平面的方向上钻若干锚杆孔，造孔完成后将锚杆孔内岩屑冲洗干净，将锚杆孔封堵密实；

b)、锚杆安装：锚杆安装采用先注浆后安装的顺序，注浆管插至距锚杆孔50～100mm处，随水泥浆的注入缓慢的拔出，直至孔内水泥浆饱满，立即将锚杆插入，锚杆插入锚杆孔长度不小于设计长度的95％；

5)、回填灌浆：包括止浆袋和锚杆孔内回填灌浆两个工序，工艺流程相同；先按设计要求制浆，然后确定浆液配合比和灌浆压力进行灌浆；

6)、混凝土浇筑：

a)、灌浆完成后，对灌浆管及排气管按设计要求采用钢板焊接进行封堵；

b)、对基础进行二次清理施工，采用常规模板进行加工处理；

c)、模板安装完成后进行混凝土浇筑；

7)、坝前充水：排水管封堵后及时快速充水，并超过设计高程，使坝体内水经由排水区排至下游河道。

本发明的有益效果：系统采用简单、实用、有效的坝体排水及封堵设计，本发明经过实际工程的应用测试，可以有效的减少因降雨、渗漏等问题引起的坝内含水量增大，解决了坝体反向渗水问题，达到内外压力平衡，减少施工期间混凝土面板的压力，经过工程实践取得了良好的效果。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明反向排水系统的结构示意图。

图3是图2的左视图。