一种消力池尾坎防护结构及施工方法与流程

本发明涉及水利水电工程，尤其涉及一种消力池尾坎防护结构及施工方法，在水利水电、水电工程以及类似领域消力池过流量较小的项目中采用。

背景技术：

1、一般情况下，在水电站施工中，大坝蓄水后，原有的下游围堰进行拆除。在拆除前，需要完成消力池尾坎施工。消力池尾坎一般采用混凝土浇筑。常规的消力池尾坎施工种类，包括以下几种。

2、（1）混凝土+垫层尾坎：在消力池混凝土尾坎的基础上，铺设一层较为均匀的土石垫层，来增加尾坎的稳定性和承载能力。垫层一般由适宜的土壤填充而成，可以选择合适的填筑方法进行施工。

3、（2）重力式尾坎：采用大块石料或混凝土块进行堆砌，组成重力式尾坎。通过重力作用，使尾坎稳定，具有一定的抗冲刷能力和耐久性。这种施工方式通常适用于较小规模的消力池尾坎。

4、（3）复合式尾坎：采用多种材料构成的层层堆叠，形成复合式尾坎。例如，先铺设一定厚度的碎石层或者防渗材料层，然后再铺设土石填方层，以增加尾坎的稳定性和排水性能。

5、（4）缺口式尾坎：将消力池尾坎分段施工，形成多个缺口，每个缺口之间留有一定的间隙，以增加尾坎表面的流动面积，减弱水流对尾坎的冲刷力，提高尾坎的抗冲刷性能。

6、（5）植被尾坎：在消力池尾坎上进行植被覆盖，通过植被的根系固定土壤，增加土壤的稳定性，减轻水流对尾坎的冲刷作用。这种施工方式可以提高尾坎的生态环境效益，同时还具有美化景观的功能。

7、（6）地工布尾坎：在消力池尾坎表面铺设地工布，地工布具有抗拉强度和分散冲刷力的能力。它可以有效地抑制土壤的侵蚀和剪切破坏，提高尾坎的抗冲刷性能。

8、（7）网格尾坎：使用钢丝网格或合成纤维网格覆盖在消力池尾坎表面，通过网格的加固作用，增加尾坎的稳定性和承载能力。网格可以有效地分散冲刷力，并促进植被的生长。

9、（8）混凝土加固尾坎：在尾坎的表面或内部，采用钢筋混凝土进行加固，以增加尾坎的抗冲刷性能和稳定性。混凝土加固尾坎一般适用于大型消力池或对稳定性要求较高的场合。

10、（9）土工格栅尾坎：通过在消力池尾坎中安装土工格栅，可以有效地分散水流冲击力并提高尾坎的抗冲刷能力。土工格栅有助于固结土壤颗粒，并形成稳定的结构，可以适用于部分或整个尾坎的加固。

11、在上述的施工种类中，需要拆除下游围堰，并完成消力池尾坎的施工；其工程量较大，成本较高。此外，对工期要求也比较紧，很可能出现大坝蓄水后，消力池支护尚未完成，下游围堰暂时无法拆除的情况。

12、此外，目前还未出现将下游围堰作为消力池尾坎的案例。我司结合实际工程需求，并充分考虑施工质量，特设计了一种全新的围堰防护形式替代原设计的混凝土尾坎。且，其与国内外其他消力池尾坎相比较，采用该技术施工的尾坎能够保证稳定性及防渗性能（原下游围堰设置有黏土心墙、高压旋喷桩防渗），同时采用该技术还能节约施工成本和工期，具有先进性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中的上述问题，而提出的一种消力池尾坎防护结构及施工方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种消力池尾坎防护结构，包括：由原下游围堰形成的消力池尾坎，以及下游围堰上游侧的防护结构、下游围堰下游侧的防护结构。

4、其中：

5、所述下游围堰上游侧的防护结构，包括：

6、在坡脚设置的地梁，在地梁内侧码放的多层铅丝笼，位于铅丝笼背面的块石护坡，以及铅丝笼码放至围堰顶部后，由大块石砌筑形成的铅丝笼防护；

7、所述下游围堰下游侧的防护结构，包括：砌筑的大块石防护。

8、进一步的，所述地梁的宽度为0.5m~1.0m，高度为0.5m~1.0m；

9、所述铅丝笼上下错开30~60cm；

10、所述块石护坡的厚度在1.0m~1.6m；

11、所述块石护坡的块石粒径不小于50cm。

12、一种消力池尾坎防护结构的施工方法，包括以下步骤：

13、s1、施工准备；

14、s2、清理、修整；

15、对消力池和下游围堰坡脚进行清理；

16、s3、地梁施工；

17、在坡脚设置地梁，地梁长度与下游围堰长度相同；

18、s4、铅丝笼码放；

19、在地梁内侧先施工一排铅丝笼，随后在铅丝笼上码放另一层铅丝笼；

20、s5、围堰上游块石护坡；

21、待铅丝笼码放三层后，立即开始在铅丝笼的后侧施工块石护坡；

22、s6、围堰上游块石砂浆灌砌；

23、块石护坡完成后，对块石进行砂浆灌砌；

24、s7、铅丝笼码放至围堰顶部；

25、之后，在进行每层铅丝笼码放的同时施工块石护坡，并在之后进行砂浆灌砌；依次类推，直至铅丝笼施工完成；

26、s8、围堰顶部大块石护坡；

27、铅丝笼施工完成后，将原围堰顶部宽度调整扩大，顶部采用大块石防护；

28、s9、下游围堰背面大块石护坡；

29、随后，将原围堰下游利用大块石防护，大块石厚度2.0m~3.0m。

30、进一步的，在步骤s3中：

31、修整完成后，先进行垫层混凝土浇筑，之后进行地梁施工；

32、垫层混凝土主要是回填清理过程中出现的局部的坑以及高低不平的部位，利用垫层混凝土找平。

33、进一步的，在步骤s3中：

34、地梁模板采用竹胶板，竹胶板底部固定采用浇筑垫层混凝土期间行下游预埋的插筋，插筋与钢管连接形成横向围檩，然后与竖向钢管连接，形成支撑体系；最顶部采用上下游方向钢管连接，最终使支撑体系形成一个整体。

35、进一步的，在步骤s3中：

36、混凝土浇筑采用平层法进行施工；

37、每层高度30cm，每次从左岸向右岸浇筑，直至混凝土浇筑完成。

38、进一步的，在步骤s4中：

39、每一排铅丝笼利用钢筋连接成一个整体，钢筋之间采用焊接连接，相邻铅丝笼之间采用铅丝连接，确保所有铅丝笼为一个整体。

40、进一步的，在步骤s5中：

41、石材应大致方正，表面没有明显的尖角，以确保施工质量和强度；

42、施工过程中，按照一顺一丁的方式排列，并且中间缝隙错开的距离必须在10公分以上；砌石与岸坡接触处应开挖成适合块石形状，使块石与岸坡结合紧密；砌体外露面的坡顶和侧边，应选用较整齐的石块砌筑平整。

43、进一步的，在步骤s5中：

44、在砌筑开始前，要进行测量放样；然后自下而上、错缝竖砌、紧靠密实、塞垫稳固、大块封边、表面平整；在砌筑完成后，应进行表面平整度的检查和必要的修整。

45、与现有技术相比，本发明提供了一种消力池尾坎防护结构及施工方法，具备以下有益效果。

46、1、本发明，根据现场实际情况，结合国内外在建和已经建成的消力池尾坎防护案例，在保证满足尾坎防护施工质量的前提下对施工方法进行优化调整，能够在保证尾坎防护的质量和安全的前提下实现尾坎防护的快速施工，有利于节约施工工期和减少工程投入。

47、2、本发明，利用原下游围堰设置的黏土心墙、高压旋喷桩防渗等，能够保证稳定性及防渗性能；同时，在下游侧直接利用原下游围堰施工期间填筑的大块石作为下游围堰下游侧的防护，同时还能节约施工成本和工期，具有先进性。

48、3、本发明，施工方法简单、便于操作；能够保证施工质量，加快施工进度；优化了原有的施工方法，节约施工成本；最大限度的减小对环境破坏的影响；最大限度的减少对环境污染的影响。

49、4、本发明，减少原下游围堰拆除工程量；节约了消力池尾坎混凝土浇筑工程量；采用了铅丝石笼+块石护坡+砂浆灌砌，保证了消力池尾坎防护后的稳定和抗渗性；操作方便、简单，在确保安全、质量的前提下实现快速施工；通过消力池尾坎防护施工的工艺优化，降低施工成本，加快施工速度，节约工期。

50、本发明的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本发明的实践中得到教导。