CN105155478B - 一种新型堰塞坝加固利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种新型堰塞坝加固利用方法，包括以下步骤：在堰塞坝顶面布置直径为10cm～30cm的虹吸管；虹吸管吸水产生虹吸效应；用振动夯实机对堰塞坝顶面进行夯实整平；在堰塞坝顶面沿纵轴布置钻孔；在钻孔中放置注浆管；在钻孔内用高压注浆泵灌注固结材料；在堰塞坝两端部埋设钢筋混凝土预制空心管；堰塞坝顶面浇筑混凝土；在下游面坡角进行压重；对堰塞坝上游面和下游面进行修复形成护坡；挖掘排水沟；撤除虹吸管，形成坝体。该发明工序简单、节省材料、经济高效、实施效果好、具有广阔的应用前景。

Description

一种新型堰塞坝加固利用方法
技术领域
本发明属于水利工程技术领域，特别涉及一种新型堰塞坝的加固利用方法。
背景技术
我国西部地区为山区，地形地质条件复杂，沟壑纵横，雨量丰富，而我国西部地区又是地震活动频发的区域。在地震过程中，常常会伴随暴雨，山体容易造成滑坡。山体滑坡容易形成堰塞湖，例如，2008年的汶川地震，共形成了34处堰塞湖，其中唐家山堰塞湖是地震中形成的最大的、最危险的堰塞湖，其最大库容量为3.2亿立方米,最高水位为743.1米，上下游最高水位差达到79米，当时情况十分危急，一旦堰塞体崩溃，必将引起洪灾，造成下游北川县城的淹没。最终武警部队借助重型机械的帮助，采用重型机械开挖和***结合的技术挖掘溢洪槽拆除堰塞坝，耗费了大量的人力、物力和财力，同时对于参与拆除堰塞体的武警官兵具有很大的危险，而***技术的运用，对于堰塞坝自身的稳定也有很大的影响。
另一方面，由于我国水能资源储备丰富，我国西部地区虽然修建了很多的水利水电工程，但水能资源的利用率依然很低。目前工程中常见的挡水坝很多都采用土石坝类型，而土石坝的建造需要大量的天然材料。如何将现有的堰塞坝加以利用，使之成为工程可利用的坝，具备蓄水、发电的能力，是需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有处理堰塞坝方法，需要耗费人力、物力、财力，且具有危险性的缺陷,以及修建土石坝时，需要开挖大量的天然材料，发明一种新型堰塞坝的加固利用方法，使堰塞坝变废为宝得以利用。
一种新型堰塞坝的加固利用方法，包括以下步骤：
(1)在堰塞坝顶面布置直径为10cm～30cm的虹吸管，虹吸管之间的间距为2～5m；
(2)虹吸管吸水，使上游水沿虹吸管排出到下游，产生虹吸效应；
(3)把坝顶面巨石移动到下游坝角，形成坡角压重，然后用振动夯实机对堰塞坝顶面进行夯实整平；
(4)在堰塞坝顶面沿纵轴用钻机钻孔，并深入堰塞坝底部，钻孔之间的间距为0.8～1.5m,且在坝顶面呈梅花型分布；
(5)下注浆管至钻孔底部，安放高压注浆泵于坝顶面，连通注浆管与高压注浆泵；
(6)在钻孔内用高压注浆泵灌注固结材料，边注浆边上拔注浆管，直至填满钻孔，注浆过程中固结材料渗透到周围土体中，使土体凝固，起到防渗作用；
(7)虹吸管持续放水，使得上游水位距离坝顶面5m以上；
(8)在堰塞坝两端5～10m范围内，挖掘3～5m高的沟槽；
(9)安装直径为1～2m的预制钢筋混凝土空心管，上部再回填土，并压实；
(10)堰塞坝顶面浇筑C10～C30的普通混凝土，厚度为30cm～50cm；
(11)把多余的土石料堆积到下游坡角进行压重；
(12)上游面和下游面进行修复以形成坝坡；
(13)在坝体下游面预制钢筋混凝土空心管的前方，挖掘宽度等同于预制钢筋混凝土管直径，深度为0.5m～1m的排水沟；
(14)在排水沟内表面浇筑C10的普通混凝土，厚度为10cm～20cm,在下游面用块石砌筑形成护坡；
(15)撤除虹吸管，提升安装在预制钢筋混凝土空心管入水口处的挡水板；
(16)最终形成坝体。
本发明与现有堰塞湖治理方法相比，其优点在于：
(1)克服了偏远山区大型机械无法进场的难题，以及克服了灾害后大型设备无法搬运的难题。由于虹吸管易搬运，发生灾害后，可以立即在堰塞坝上表面安装虹吸管，利用虹吸原理排出上游水，可以控制上游水位的高度，维持堰塞体自身的稳定，消除对下游的威胁；
(2)经济性好。与常规的挡水坝相比，不需要大量挖掘大量的天然土石材料，只需要浇筑少量的固结材料和混凝土；
(3)安全性高。由于堰塞坝是山体高速滑坡所形成的堆积体，土体经高速冲击具有较高的密实性，能在滑坡后保持稳定，说明其具有一定的安全系数，通过在堰塞坝中浇筑固结材料后，提高了坝体的稳定性，增强了防渗透能力；
(4)对下游影响小。虹吸管导出的水和排水沟排出的水都是缓慢流到下游，对下游无影响，克服了***施工溃坝洪水危及下游安全；
(5)虹吸管可以回收利用；
(6)社会价值大。目前的处理堰塞湖的方法都是需要消耗资源，同时不能够创造社会价值，而把堰塞体变成堰塞坝的治理方法，只需要消耗少量的资源，既可以创造巨大的社会价值，把自然的灾难变成一种馈赠，实现人类与自然和谐相处的目标。
附图说明
图1——堰塞坝安装虹吸管后横剖面图
图2——堰塞坝钻孔布置图
图3——坝体钻孔横断面图
图4——堰塞坝浇筑固结材料后横断面图
图5——最终堰塞坝横剖面图
图6——堰塞坝三维图
图中：1上游水位，2滤网，3堰塞坝，4虹吸管，5下游水位，6钻孔，7高压注浆泵，8固结材料，9普通混凝土，10块石，11坡角压重，12预制钢筋混凝土空心管，13排水沟。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
本实施处置的方法是通过以下步骤来具体实现的(参考图1～图6)：
(1)在堰塞坝3顶面布置直径为10cm～30cm的虹吸管4，虹吸管4一端位于上游水位1以下，和上游水位1相距3～5m，另一端处于下游水位5以上，和下游水位5相距1～3m,虹吸管4入水口带滤网2，虹吸管4之间的间距为2m～5m，如图1所示；
(2)虹吸管4吸水，使上游水沿虹吸管排出到下游，产生虹吸效应；
(3)把坝顶面巨石移至下游坝角，形成坡角压重11，然后用振动夯实机对堰塞坝3顶面进行夯实整平；
(4)在堰塞坝3顶面沿纵轴用钻机钻孔，并深入堰塞坝3底部，钻孔6之间的间距为0.8m～1.5m,且在坝顶面呈梅花型分布，如图2所示；
(5)下注浆管至钻孔6底部，安放高压注浆泵7于坝顶面，连通注浆管与高压注浆泵7，如图3所示；
(6)在钻孔6内用高压注浆泵7灌注固结材料8，固结材料8可以是水泥浆或者高聚物等材料。边注浆边上拔注浆管，在距离堰塞坝3两端5～10m范围内，注浆到距离坝顶面3～5m时，停止注浆，在其余部位注浆直至填满钻孔6，注浆过程中固结材料8渗透到周围土体中，使土体凝固。起到防渗作用，所图4所示；
(7)虹吸管4持续排水，使得上游水位1距离坝顶面5m以上；
(8)在堰塞坝3两端3～5m范围内，挖掘3～5m高的沟槽；
(9)安装直径为1～2m的预制钢筋混凝土空心管12，空心管12壁厚为100～200mm，上部再回填土，并压实；
(10)堰塞坝3顶面浇筑C10～C30的普通混凝土9，厚度为30cm～50cm；
(11)把多余的土石料堆积到下游坡角进行压重11；
(12)上游面和下游面进行修复以形成坝坡；
(13)在预制钢筋混凝土空心管12下方，挖掘宽度等同于预制钢筋混凝土管直径，深度为0.5～1m的排水沟13；
(14)在排水沟内表面浇筑C10的普通混凝土9，厚度为10cm～20cm,在下游面用块石10砌筑形成护坡，如图5所示；
(15)撤除虹吸管4，提升安装在预制钢筋混凝土空心管12入水口处的挡水板；
(16)最终形成坝体3，如图6所示。

Claims (2)

1.一种堰塞坝加固利用方法，其特征在于，堰塞坝处置方法是通过以下步骤实现的：
(1)在堰塞坝顶面布置直径为10cm～30cm的虹吸管，虹吸管之间的间距为2m～5m；虹吸管(4)一端位于上游水位(1)以下，和上游水位(1)相距3～5m，另一端处于下游水位(5)以上，和下游水位(5)相距1～3m,虹吸管(4)入水口带滤网(2)；
(2)虹吸管通过虹吸效应吸水，使上游水沿虹吸管排出到下游；
(3)用振动夯实机对堰塞坝顶面进行夯实整平；
(4)在堰塞坝顶面沿坝轴向用钻机钻若干个孔，每一个孔深度达到原来的河床，钻孔之间的间距为0.8m～1.5m；
(5)下注浆管至钻孔底部，安放高压注浆泵于坝顶面，连通注浆管与高压注浆泵；
(6)在钻孔内用高压注浆泵灌注固结材料，边注浆边上拔注浆管，在距离堰塞坝(3)两端5～10m范围内，注浆到距离坝顶面3～5m时，停止注浆，在其余部位注浆直至填满钻孔(6)，注浆过程中固结材料渗透到周围土体中，使土体凝固，形成防渗体；
(7)虹吸管持续放水，使得上游水位距离坝顶面5m以上；
(8)在距离堰塞坝两岸5～10m范围内，在坝顶挖掘3～5m深的沟槽，沟槽的深度方向是深入到坝体内部；
(9)安装直径为1m～2m的预制钢筋混凝土空心管，混凝土管嵌入步骤(8)的沟槽之中，上部再回填土，并压实；
(10)堰塞坝顶面浇筑C10～C30的普通混凝土，厚度为30cm～50cm；
(11)把步骤(3)和步骤(8)产生的多余的土石料堆积到下游坡角进行压重；
(12)上游面和下游面进行修复以形成坝坡；
(13)在坝体下游面预制钢筋混凝土空心管管口的下方，挖掘宽度等同于预制钢筋混凝土管直径，深度为0.5m～1m的排水沟；
(14)在排水沟内表面浇筑C10的普通混凝土，厚度为10cm～20cm,在下游面用块石砌筑形成护坡；
(15)撤除虹吸管，提升安装在预制钢筋混凝土空心管入水口处的挡水板；
(16)形成坝体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中，夯实整平时，把坝顶面巨石移动到下游坝角。
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