一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法

文档序号:745571 发布日期:2021-04-23 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法 (Concrete dam section foundation pit drainage and dam foundation pouring method thereof ) 是由 吴刚 赵正平 许泾川 方涛 雷汉勋 张斌 于 2020-12-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,包括步骤:一、施工准备;二、混凝土大坝坝段基坑排水体系的施工;三、混凝土大坝坝段的坝基浇筑并进行基坑排水;四、混凝土大坝坝段基坑排水体系回填浇筑。本发明通过设置混凝土大坝坝段基坑排水体系对坝段基坑进行引水式排水,抽排水位置固定,在有效地降低施工难度、加快施工进度的同时能够有效缓减了基坑混凝土浇筑工作面的积水问题,减少混凝土浇筑时水泥浆的流失,以保证大坝基础混凝土施工质量,此外在大坝基础坝体浇筑完成后进行体系内部的混凝土回填,保证大坝基础的稳定性,回填效果好,便于推广使用。(The invention discloses a method for draining foundation pits of a concrete dam section and pouring a dam foundation of the foundation pits, which comprises the following steps: firstly, construction preparation; secondly, constructing a foundation pit drainage system of the dam section of the concrete dam; thirdly, pouring a dam foundation of the dam section of the concrete dam and draining the foundation pit; and fourthly, backfilling and pouring the foundation pit drainage system of the dam section of the concrete dam. According to the invention, the drainage system of the foundation pit of the dam section of the concrete dam is arranged to conduct water diversion type drainage on the foundation pit of the dam section, the drainage position is fixed, the construction difficulty is effectively reduced, the construction progress is accelerated, meanwhile, the problem of water accumulation on the concrete pouring working surface of the foundation pit can be effectively reduced, the loss of cement paste during concrete pouring is reduced, so that the construction quality of the concrete of the dam foundation is ensured, in addition, the concrete in the system is backfilled after the pouring of the dam body of the dam foundation is completed, the stability of the dam foundation is ensured, the backfilling effect is good, and the popularization and the use are convenient.)

一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法

技术领域

本发明属于混凝土大坝施工技术领域,具体涉及一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法。

背景技术

大坝基坑混凝土施工过程中,由于基坑底面与河道水流面存在水头差的缘故,基岩裂隙、破碎带等渗水几乎不可避免。特别是在坝基第一层混凝土浇筑时,往往会出现部分混凝土浇筑面泡水或过水、未浇筑岩基面积水等现象,不但需要不断变换临时排水设施的位置,而且不可避免的造成部分水泥浆流失、混凝土水灰比变化等情况,影响混凝土浇筑质量。基坑混凝土浇筑目前比较常用的方法有:

1.仓面挤排法:即通过混凝土挤压积水,同时在仓面内设置小型排水设施不间断排水,此法仅在渗水量较小的仓面适用,现场操作麻烦,施工质量难控制;此外,随着混凝土浇筑面积不断扩大,已浇筑区域渗水点被覆盖后,渗水压力不能有效释放,部分转移至未覆盖区域,从而导致未浇筑区域渗流量增大。

2.周边防渗法:即在基坑开挖前或开挖过程中,对其周边作防渗处理,如进行防渗帷幕等施工,此法成本较高、影响施工进度且很难保证有良好的实施效果。

如何快速且有效的清除积水、避免水泥浆流失以确保混凝土浇筑质量不受或少受影响,同时施工成本合理,是目前需要解决的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,通过设置混凝土大坝坝段基坑排水体系对坝段基坑进行引水式排水,能够有效缓减了基坑混凝土浇筑工作面的积水问题,减少混凝土浇筑时水泥浆的流失,以保证大坝基础混凝土施工质量,此外在大坝基础坝体浇筑完成后进行体系内部的混凝土回填,保证大坝基础的稳定性,回填效果好,便于推广使用。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于,所述混凝土大坝坝段的数量为多个,多个所述混凝土大坝坝段沿河道宽度方向布设,将混凝土大坝坝段中基坑的底面高程低于混凝土大坝的多个坝段的基坑底面平均高程的坝段记作待施工混凝土大坝坝段,对任一个待施工混凝土大坝坝段基坑进行排水及其坝基浇筑,具体过程如下:

步骤一、施工准备:对混凝土大坝坝段的基坑底面进行清理;

步骤二、混凝土大坝坝段基坑排水体系的施工:施工混凝土大坝坝段基坑排水体系,所述混凝土大坝坝段基坑排水体系包括两组分别抵接在所述混凝土大坝坝段的基坑上游侧边沿和基坑下游侧边沿且用于收集基坑基岩面渗水的第一临时集水单元,以及设置在基坑中部区域的第二临时集水单元;

所述第一临时集水单元包括多个均抵接在基坑立面上的第一临时集水柱以及设置在基坑底面上且用于连通相邻的两个第一临时集水柱的第一临时引水通道;

所述第二临时集水单元包括多个设置在基坑底面上的第二临时集水柱,第二临时集水柱通过第二临时引水通道与距离其最近的第一临时集水柱连通;

所述第一临时集水柱和所述第二临时集水柱内均设置有抽水泵;所述第一临时集水柱的顶部与基坑顶部齐平,所述第二临时集水柱的顶部高程均大于上游侧河床面高程和下游侧河床面高程;

步骤三、浇筑混凝土大坝坝段的坝基并进行基坑排水;

步骤四、混凝土大坝坝段基坑排水体系回填浇筑。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:步骤三中浇筑混凝土大坝坝段的坝基并进行基坑排水的实施过程为:

基坑内浇筑混凝土,当浇筑的混凝土到达第二临时集水柱的底部时,打开第二临时集水柱内的抽水泵,进行基坑排水;

基坑内持续浇筑混凝土,当浇筑的混凝土到达第一临时集水柱的底部时,打开第一临时集水柱内的抽水泵,进行基坑排水,

直至浇筑的混凝土顶部高出上游侧河床面及下游侧河床面,则形成浇筑的坝基。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:步骤四中混凝土大坝基坑排水体系回填浇筑的实施过程为:

步骤401、坝基浇筑完成后,拆除第二临时集水柱中的抽水泵,保持多个第一临时集水柱中的抽水泵持续抽排水,从第二临时集水柱内下料浇筑水下自密实混凝土,水下自密实混凝土通过第二临时引水通道向第一临时集水柱流动;

步骤402、观察第一临时集水柱中的抽水泵排出物,当第一临时集水柱中的抽水泵排出物中出现水下自密实混凝土时,拆除该处抽水泵,保持其余第一临时集水柱中的抽水泵继续抽排水;直至多个第一临时集水柱中的抽水泵均拆除完毕;

观察第一临时集水柱中的水下自密实混凝土回填高度,当与第二临时引水通道连接的第一临时集水柱中的水下自密实混凝土顶部高度超过第二临时引水通道顶部高度时,此时第二临时引水通道回填完成,从该处第一临时集水柱下料浇筑水下自密实混凝土,直至第一临时引水通道回填完成;

最后,从第一临时集水柱下料浇筑水下自密实混凝土,直至第一临时集水柱回填浇筑完成,此时混凝土大坝基坑排水体系回填完成。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:所述第一临时引水通道的顶部高程由靠近第二临时集水柱设置的第一临时集水柱向远离第二临时集水柱设置的第一临时集水柱方向逐渐增大,所述第二临时引水通道的顶部高程由第二临时集水柱向第一临时集水柱方向逐渐增大。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:所述第二临时集水柱设置在基坑底面高程低于基坑底面设计高程的基坑区域内,所述第二临时集水柱的数量为2个~3个。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:所述第二临时集水单元还包括设置在基坑底面中部的第三临时集水柱,第三临时集水柱设置在基坑底面高程低于基坑底面设计高程的基坑区域内,第三临时集水柱与多个第一临时集水柱的距离均大于设定的距离阈值,第三临时集水柱的顶部高程与第二临时集水柱的顶部高程相同,第三临时集水柱由快易收口网拼接成型,第三临时集水柱内设置有抽水泵。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:所述第一临时集水柱三面快易收口网和基坑立面围成;所述第一临时引水通道由两面快易收口网以及基坑立面和基坑底面围成。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:所述第二临时集水柱为方形集水柱,所述方形集水柱由四面快易收口网拼接成型;所述第二临时引水通道为凹字形引水通道,所述凹字形引水通道由三面快易收口网拼接成型,所述凹字形引水通道的两侧均抵接在基坑立面上。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:步骤四中,从第二临时集水柱内下料浇筑水下自密实混凝土和从第一临时集水柱下料浇筑水下自密实混凝土时均通过砼导管下料。

上述的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,其特征在于:步骤402中从第一临时集水柱下料浇筑水下自密实混凝土时,在已浇筑的所述坝体与第一临时集水柱中的砼导管之间搭设砼溜槽。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、对单个混凝土大坝坝段而言,本发明能够有效缓减了基坑混凝土浇筑工作面的积水问题,减少混凝土浇筑时水泥浆的流失,以保证大坝基础混凝土施工质量,便于推广使用。

2、对大坝整体而言,本发明在仅有基坑底面较低且渗水量较大的数个混凝土大坝坝段布设本体系,其余混凝土大坝坝段因渗水通道未改变而积水量较少,故不需要再设置临时集水柱,如此,极大地减少了临近混凝土大坝坝段清理工作量和浇筑过程中的排水量,施工效果好。

3、本发明在大坝基础坝体浇筑完成后进行体系内部的混凝土回填,保证大坝基础的稳定性,回填效果好。

4、本发明通过使用快易收口网制作第一临时集水柱、第一临时引水通道、第二临时集水柱和第二临时引水通道,快易收口网在能有效拦截混凝土的同时,后期不用拆除、不需要凿毛处理,施工便捷高效。

5、本发明排水位置固定,相比于现有的基坑排水方法施工更加快速,基本不影响混凝土浇筑作业,降低了施工难度。

综上所述,本发明通过设置混凝土大坝坝段基坑排水体系对坝段基坑进行引水式排水,能够有效缓减了基坑混凝土浇筑工作面的积水问题,减少混凝土浇筑时水泥浆的流失,以保证大坝基础混凝土施工质量,此外在大坝基础坝体浇筑完成后进行体系内部的混凝土回填,保证大坝基础的稳定性,回填效果好,便于推广使用。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明采用的混凝土大坝坝段基坑排水体系的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明上游侧第一临时集水单元回填时的施工状态图。

图4为本发明的方法流程框图。

附图标记说明:

1-基坑; 2-第一临时集水柱; 3-第一临时引水通道;

4-第二临时集水柱; 5-第二临时引水通道; 6-第三临时集水柱;

7-抽水泵; 8-坝基; 9-水下自密实混凝土;

10-砼导管; 11-砼溜槽; 12-上游侧河床面;

13-下游侧河床面。

具体实施方式

如图1、图2和图4所示,本发明的一种混凝土大坝坝段基坑排水及其坝基浇筑方法,所述混凝土大坝坝段的数量为多个,多个所述混凝土大坝坝段沿河道宽度方向布设,将混凝土大坝坝段中基坑1的底面高程低于混凝土大坝的多个坝段的基坑底面平均高程的坝段记作待施工混凝土大坝坝段,对任一个待施工混凝土大坝坝段基坑进行排水及其坝基浇筑,具体过程如下:

步骤一、施工准备:对混凝土大坝坝段的基坑1底面进行清理;

步骤二、混凝土大坝坝段基坑排水体系的施工:施工混凝土大坝坝段基坑排水体系,所述混凝土大坝坝段基坑排水体系包括两组分别抵接在所述混凝土大坝坝段的基坑1上游侧边沿和基坑1下游侧边沿且用于收集基坑1基岩面渗水的第一临时集水单元,以及设置在基坑1中部区域的第二临时集水单元;

所述第一临时集水单元包括多个均抵接在基坑1立面上的第一临时集水柱2以及设置在基坑1底面上且用于连通相邻的两个第一临时集水柱2的第一临时引水通道3;

所述第二临时集水单元包括多个设置在基坑1底面上的第二临时集水柱4,第二临时集水柱4通过第二临时引水通道5与距离其最近的第一临时集水柱2连通;

所述第一临时集水柱2和所述第二临时集水柱4内均设置有抽水泵7;所述第一临时集水柱2的顶部与基坑1顶部齐平,所述第二临时集水柱4的顶部高程均大于上游侧河床面12高程和下游侧河床面13高程;

步骤三、浇筑混凝土大坝坝段的坝基并进行基坑排水;

步骤四、混凝土大坝坝段基坑排水体系回填浇筑。

需要说明的是,对大坝整体而言,仅有基坑底面较低且渗水量较大的数个混凝土大坝坝段布设本体系,其余混凝土大坝坝段因渗水通道未改变而积水量较少,故不需要再设置临时集水柱,如此,极大地减少了临近混凝土大坝坝段清理工作量和浇筑过程中的排水量,抽排水位置相对固定,有效地降低了施工难度、加快了施工进度,本实施例中,单个混凝土大坝坝段基坑渗水量超过30m3/h即认为渗水量较大。

本实施例中,所述第一临时集水柱2、第一临时引水通道3、第二临时集水柱4和第二临时引水通道5均由钢筋锚固在基坑1上,保证基坑1混凝土浇筑时所述第一临时集水柱2、第一临时引水通道3、第二临时集水柱4和第二临时引水通道5的位置固定,保证施工效果。

本实施例中,第二临时集水柱4与距离其最近的第一临时集水柱2连通,以减少第二临时引水通道5的布设长度,经济实用。

需要说明的是,在坝体8浇筑过程中,施工人员需及时开启被混凝土覆盖区域内的抽水泵7,有效释放渗水点的水压力,避免未被混凝土覆盖区域的渗流量增大,且需要注意控制临时引水通道附近尤其是顶部的混凝土浇筑速度,确保其不致被破坏。如此,混凝土开始浇筑后,被混凝土覆盖区域的上下游岩基面渗水、临时引水道沿途渗水均可通过第一临时引水通道3和第二临时引水通道5汇集至第一临时集水柱2和第二临时集水柱4后一并向外抽排,避免因混凝土覆盖致使局部渗水点位抬高而导致的混凝土浇筑面过流带走水泥浆液等不利情况,减轻了未覆盖区域内岩基渗水压力和排水难度,也缓减了临近混凝土大坝坝段混凝土浇筑过程中的排水难度。

需要说明的是,对单个混凝土大坝坝段而言,本发明能够有效缓减了基坑1混凝土浇筑工作面的积水问题,减少混凝土浇筑时水泥浆的流失,以保证大坝基础混凝土施工质量;

本发明在大坝基础坝体8浇筑完成后进行体系内部的混凝土回填,保证大坝基础的稳定性,回填效果好。

本发明通过使用快易收口网制作第一临时集水柱2、第一临时引水通道3、第二临时集水柱4和第二临时引水通道5,快易收口网在能有效拦截混凝土的同时,后期不用拆除、不需要凿毛处理,施工便捷高效。

本发明排水位置固定,相比于现有的基坑排水方法施工更加快速,基本不影响混凝土浇筑作业,降低了施工难度。

需要说明的是,第一临时集水柱2位于基坑1立面上,所以第一临时集水柱2的顶部与基坑1顶部齐平即可,第二临时集水柱4位于基坑1中部,此处混凝土浇筑高程需超过上游侧河床面12高程和下游侧河床面13高程后才能进行第二临时集水柱4的回填,因此第二临时集水柱4的顶部高程也需要超过上游侧河床面12高程和下游侧河床面13高程,便于后续回填施工。

本实施例中,步骤三中浇筑混凝土大坝坝段的坝基并进行基坑排水的实施过程为:

基坑1内浇筑混凝土,当浇筑的混凝土到达第二临时集水柱4的底部时,打开第二临时集水柱4内的抽水泵7,进行基坑排水;

基坑1内持续浇筑混凝土,当浇筑的混凝土到达第一临时集水柱2的底部时,打开第一临时集水柱2内的抽水泵7,进行基坑排水,直至浇筑的混凝土顶部高出基坑1;

并在基坑1顶部架设模板,持续浇筑凝土,直至浇筑的混凝土顶部高出上游侧河床面12及下游侧河床面13,则形成浇筑的坝基8。

本实施例中,如图3所示,步骤四中混凝土大坝基坑排水体系回填浇筑的实施过程为:

步骤401、坝基浇筑完成后,拆除第二临时集水柱4中的抽水泵7,保持多个第一临时集水柱2中的抽水泵7持续抽排水,从第二临时集水柱4内下料浇筑水下自密实混凝土9,水下自密实混凝土9通过第二临时引水通道5向第一临时集水柱2流动;

步骤402、观察第一临时集水柱2中的抽水泵7排出物,当第一临时集水柱2中的抽水泵7排出物中出现水下自密实混凝土9时,拆除该处抽水泵7,保持其余第一临时集水柱2中的抽水泵7继续抽排水;直至多个第一临时集水柱2中的抽水泵7均拆除完毕;

观察第一临时集水柱2中的水下自密实混凝土9回填高度,当与第二临时引水通道5连接的第一临时集水柱2中的水下自密实混凝土9顶部高度超过第二临时引水通道5顶部高度时,此时第二临时引水通道5回填完成,从该处第一临时集水柱2下料浇筑水下自密实混凝土9,直至第一临时引水通道3回填完成;

最后,从第一临时集水柱2下料浇筑水下自密实混凝土9,直至第一临时集水柱2回填浇筑完成,此时混凝土大坝基坑排水体系回填完成。

本实施例中,先进行第一临时引水通道3和第二临时引水通道5的回填,保证第一临时引水通道3和第二临时引水通道5不残留空气,回填密实,使坝基稳固。

本实施例中,所述第一临时引水通道3的顶部高程由靠近第二临时集水柱4设置的第一临时集水柱2向远离第二临时集水柱4设置的第一临时集水柱2方向逐渐增大,所述第二临时引水通道5的顶部高程由第二临时集水柱4向第一临时集水柱2方向逐渐增大。

本实施例中,由于基坑上浇筑的坝体8高程高于上游侧河床面12高程且高于下游侧河床面13高程后,所述第一临时集水柱2、第一临时引水通道3、第二临时集水柱4和第二临时引水通道5均需要回填,此外第一临时集水柱2位于浇筑的坝体8外侧,浇筑不易控制,因此首先通过第二临时集水柱4进行第一临时引水通道3和第二临时引水通道5的回填施工,回填的混凝土采用水下自密实混凝土,水下自密实混凝土由第二临时集水柱4向第一临时集水柱2流动,第二临时引水通道5的顶部高程由第二临时集水柱4向第一临时集水柱2方向逐渐增大,使第二临时引水通道5的顶板形成一个仰角,如此设置可以避免回填时引水通道内存留空气,避免影响水下自密实混凝土的回填效果,保证大坝基础稳定坚固,第一临时引水通道3的顶部高程设置原因同理。

本实施例中,所述第以临时引水通道3的顶板仰角和第二临时引水通道5的顶板仰角的角度均为3°~5°。

本实施例中,所述坝体8位于上游侧第一临时集水柱2和下游侧第一临时集水柱2之间。

本实施例中,所述水下自密实混凝土9采用申请号为CN201810597714.3的发明专利《一种水下自密实混凝土及其施工方法》中的水下自密实混凝土。

本实施例中,所述第二临时集水柱4设置在基坑1底面高程低于基坑1底面设计高程的基坑1区域内,所述第二临时集水柱4的数量为2个~3个。

需要说明的是,实际施工中,由于基坑1开挖的方式大都采用爆破施工,所以导致基坑1底面凹凸不平,低于基坑1底面设计高程的区域往往由于地下水渗水的原因导致该区域内渗水量相对较大,因此设置第二临时集水柱4收集该区域内的地下渗水,减少混凝土中水泥浆流失。

本实施例中,所述第二临时集水单元还包括设置在基坑1底面中部的第三临时集水柱6,第三临时集水柱6设置在基坑1底面高程低于基坑1底面设计高程的基坑1区域内,第三临时集水柱6与多个第一临时集水柱2的距离均大于设定的距离阈值,第三临时集水柱6的顶部高程与第二临时集水柱4的顶部高程相同,第三临时集水柱6由快易收口网拼接成型,第三临时集水柱6内设置有抽水泵7。

本实施例中,所述设定距离阈值为8m,第三临时集水柱6与多个第一临时集水柱2的距离均大于8m;所述第一临时引水通道3和所述第二临时引水通道5的长度均不超过8m。

需要说明的是,所述距离阈值的选取根据回填施工时采用的混凝土的流动性决定,混凝土的流动性越好所述距离阈值越大,在所述距离阈值内回填施工时采用的混凝土可以顺利填充临时引水通道,不会发生堵塞,若临时引水通道的长度过长则回填效果较差,不能满足施工要求。

此外,实际施工时水下自密实混凝土回填过程中混凝土浇筑速度应尽可能快,在混凝土初凝前完成临时引水通道的浇筑。

本实施例中,第三临时集水柱6孤立设置在基坑1底面上,不与其余结构连接,实际施工时第三临时集水柱6单独抽排水单独回填,减少基坑1中部的积水。

本实施例中,所述第一临时集水柱2由三面快易收口网和基坑1立面围成;所述第一临时引水通道3由两面快易收口网以及基坑1立面和基坑1底面围成。

本实施例中,第一临时集水柱与基坑1立面和底面一起形成一个储水空间,用于接收基坑1立面岩基面和底面岩基面的渗水,同时防止大坝浇筑的混凝土进入,降低混凝土浇筑工作面的积水量,减少混凝土中水泥浆流失。

此外,由于基坑1立面不一定是垂直的,因此第一临时集水柱2的快易收口网与基坑1立面不接触的一面与基坑1立面呈平行布设,以减少混凝土回填区域,保证回填质量。

实际施工时,所述第一临时集水柱2、第一临时引水通道3、第二临时集水柱4、第二临时引水通道5和第三临时集水柱6内部均需焊接钢筋或钢管支撑快易收口网,保证集水柱和引水通道结构的稳定性,在大坝混凝土浇筑时不易变形,同时防止内部收集的渗水溢出。

本实施例中,所述第二临时集水柱4为方形集水柱,所述方形集水柱由四面快易收口网拼接成型;所述第二临时引水通道5为凹字形引水通道,所述凹字形引水通道由三面快易收口网拼接成型,所述凹字形引水通道的两侧均抵接在基坑1立面上。

本实施例中,步骤四中,从第二临时集水柱4内下料浇筑水下自密实混凝土9和从第一临时集水柱2下料浇筑水下自密实混凝土9时均通过砼导管10下料。

本实施例中,步骤402中从第一临时集水柱2下料浇筑水下自密实混凝土9时,在已浇筑的所述坝体8与第一临时集水柱2中的砼导管10之间搭设砼溜槽11。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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