一种用于土石坝的防渗加固装置的制作方法

本发明属于水力水电工程，具体涉及一种用于土石坝的防渗加固装置。

背景技术：

1、水库在长期运行过程中发生不同程度的损伤、渗漏等隐患，为了确保水库的安全运行，需要对水库的大坝坝体进行防渗处理。已建成的水库中土石坝的占比非常高，受当时经济技术条件限制，水库大坝存在渗漏严重导致蓄水困难或存在渗透破坏危及大坝安全的突出问题，有的大坝背水坡面存在大面积散浸现象，有的大坝坝脚出现集中渗漏通道。

2、而目前采用的主要处理方法包括塑性混凝土防渗墙、帷幕灌浆、土工膜等；其中塑性混凝土防渗墙的防渗处理效果虽然较好，但是造价相对较高；其中帷幕灌浆的造价略低，但耐久性较差，特别是坝基为砂卵砾石层时灌浆效果极差；其中土工膜的施工工艺相对复杂、耐久性差。因此，考虑到在不破坏原有坝面护坡结构的基础上，采用单一的防渗加固方式不符合当下安全、经济、高质量发展的趋势。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种用于土石坝的防渗加固装置，能提高土石坝的防渗效果，保证土石坝防渗的安全性。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种用于土石坝的防渗加固装置，土石坝的坝身填土设置在粉质粘土上，粉质粘土下端为基岩，坝身填土的迎水坝面设置护坡结构且顶端设置坝顶结构，坝身填土上在护坡结构与坝顶结构之间的交界处设置防浪墙，所述防渗加固装置包括处于防浪墙下游侧且处于坝顶结构下方并均沿土石坝的长度方向进行延伸的多头小直径搅拌桩结构、高压旋喷桩结构和帷幕灌浆结构，所述多头小直径搅拌桩结构紧邻高压旋喷桩结构并处于高压旋喷桩结构的下游侧，所述多头小直径搅拌桩结构和高压旋喷桩结构的下部均与帷幕灌浆结构的上部连接；所述多头小直径搅拌桩结构的上端处于坝身填土的上部内且下端穿过粉质粘土并与基岩的上端平齐；所述高压旋喷桩结构的上端处于坝身填土的下部内且下端穿过粉质粘土并伸至基岩的上部内；所述帷幕灌浆结构的上端处于坝身填土的下部内且下端穿过粉质粘土并伸至基岩的下端处，且所述帷幕灌浆结构的上端高度低于高压旋喷桩结构的上端高度。

4、进一步地，所述多头小直径搅拌桩结构和高压旋喷桩结构均设置在土石坝的中部。

5、进一步地，所述多头小直径搅拌桩结构包括多个竖直且沿土石坝的长度方向从前到后并排布置的多头小直径搅拌桩桩位，各所述多头小直径搅拌桩桩位的上端平齐并处于坝身填土的上部内且下端穿过粉质粘土并均与基岩的上端平齐。

6、进一步地，各所述多头小直径搅拌桩桩位的上端高度高于土石坝水库的校核洪水位。

7、进一步地，相邻所述多头小直径搅拌桩桩位之间套孔相接。

8、进一步地，所述高压旋喷桩结构包括多个竖直且沿土石坝的长度方向从前到后并排布置的高压旋喷桩桩位，各所述高压旋喷桩桩位的上端平齐并处于坝身填土的下部内且下端平齐并穿过粉质粘土伸至基岩的上部内。

9、进一步地，相邻所述高压旋喷桩桩位之间套孔相接；每个所述多头小直径搅拌桩桩位均与相邻的高压旋喷桩桩位之间套孔相接。

10、进一步地，所述帷幕灌浆结构包括多个竖直且沿土石坝的长度方向从前到后并排布置的帷幕灌浆孔位，各所述帷幕灌浆孔位的上端平齐并处于坝身填土的下部内且下端穿过粉质粘土并均伸至基岩的下端处，且所述帷幕灌浆孔位的上端高度低于高压旋喷桩桩位的上端高度。

11、进一步地，每个所述帷幕灌浆孔位均与相邻的多头小直径搅拌桩桩位之间套孔相接，并均与相邻的所述高压旋喷桩桩位之间套孔相接。

12、进一步地，还包括设置于坝顶结构上并沿土石坝的长度方向进行延伸的导浆槽，各所述多头小直径搅拌桩桩位均处于导浆槽的下方，通过所述导浆槽进行多头小直径搅拌桩结构的施工。

13、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

14、本发明中用于土石坝的防渗加固装置，包括处于防浪墙下游侧且处于坝顶结构下方并均沿土石坝的长度方向进行延伸的多头小直径搅拌桩结构、高压旋喷桩结构和帷幕灌浆结构，多头小直径搅拌桩结构紧邻高压旋喷桩结构并处于高压旋喷桩结构的下游侧，多头小直径搅拌桩结构和高压旋喷桩结构的下部均与帷幕灌浆结构的上部连接；多头小直径搅拌桩结构的上端处于坝身填土的上部内且下端穿过粉质粘土并与基岩的上端平齐；高压旋喷桩结构的上端处于坝身填土的下部内且下端穿过粉质粘土并伸至基岩的上部内；帷幕灌浆结构的上端处于坝身填土的下部内且下端穿过粉质粘土并伸至基岩的下端处，且帷幕灌浆结构的上端高度低于高压旋喷桩结构的上端高度。由于多头小直径搅拌桩结构不能伸入硬质的基岩，多头小直径搅拌桩结构的下端与基岩的上端平齐，而利用高压旋喷桩结构适用地基条件广的特点，高压旋喷桩结构的上端处于坝身填土的下部内且下端穿过粉质粘土并伸至基岩的上部内，这样采用高压旋喷桩结构能作为土石坝的坝身填土与基岩之间的防渗补强措施，并通过多头小直径搅拌桩结构与高压旋喷桩结构相结合所形成的防渗墙的消减水头作用明显，能降低土石坝的坝身填土的浸润线，提高防渗效果，以保证土石坝防渗的安全性；另外帷幕灌浆结构的上端处于坝身填土的下部内且下端穿过粉质粘土并伸至基岩的下端处，而由于高压旋喷桩结构的下端伸至基岩的上部内，这样能增强与帷幕灌浆结构的连接效果。

15、本发明中，各多头小直径搅拌桩桩位的上端高度高于土石坝水库的校核洪水位。这样当土石坝的上游水位抬高至土石坝水库的校核洪水位时，能保证土石坝的坝身填土上部的防渗效果。

16、本发明中，相邻多头小直径搅拌桩桩位之间套孔相接；相邻高压旋喷桩桩位之间套孔相接；每个多头小直径搅拌桩桩位均与相邻的高压旋喷桩桩位之间套孔相接。这样在保证土石坝防渗安全性的同时，在一定程度上能节约投资。

17、本发明中，防渗加固装置还包括设置于坝顶结构上并沿土石坝的长度方向进行延伸的导浆槽，各多头小直径搅拌桩桩位均处于导浆槽的下方。这样通过导浆槽进行多头小直径搅拌桩结构的施工，既能防止泥浆外流破坏土石坝水库的水质，同时能保持施工场地清洁。

18、本发明采用多头小直径搅拌桩结构、高压旋喷桩结构和帷幕灌浆结构相组合的防渗加固方式，不仅能保证施工质量，减少土石坝中所形成的防渗墙破坏的风险，同时在保证防渗墙安全的前提下，节约了投资；此外，结合目前现有土石坝水库大多是在正常运行中的现状，不宜降低坝顶高程来增加施工平台宽度，而利用多头小直径搅拌桩结构和高压旋喷桩结构对于施工平台作业面宽度要求较低的优点，能降低对于施工平台作业面的要求，对于施工成本控制具有重要意义。

技术特征：

1.一种用于土石坝的防渗加固装置，土石坝的坝身填土(101)设置在粉质粘土(102)上，粉质粘土(102)下端为基岩(103)，坝身填土(101)的迎水坝面设置护坡结构(104)且顶端设置坝顶结构(105)，坝身填土(101)上在护坡结构(104)与坝顶结构(105)之间的交界处设置防浪墙(106)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：所述多头小直径搅拌桩结构(201)和高压旋喷桩结构(202)均设置在土石坝的中部。

3.根据权利要求1所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：所述多头小直径搅拌桩结构(201)包括多个竖直且沿土石坝的长度方向从前到后并排布置的多头小直径搅拌桩桩位(20101)，各所述多头小直径搅拌桩桩位(20101)的上端平齐并处于坝身填土(101)的上部内且下端穿过粉质粘土(102)并均与基岩(103)的上端平齐。

4.根据权利要求3所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：各所述多头小直径搅拌桩桩位(20101)的上端高度高于土石坝水库的校核洪水位。

5.根据权利要求3所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：相邻所述多头小直径搅拌桩桩位(20101)之间套孔相接。

6.根据权利要求3所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：所述高压旋喷桩结构(202)包括多个竖直且沿土石坝的长度方向从前到后并排布置的高压旋喷桩桩位(20201)，各所述高压旋喷桩桩位(20201)的上端平齐并处于坝身填土(101)的下部内且下端平齐并穿过粉质粘土(102)伸至基岩(103)的上部内。

7.根据权利要求6所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：相邻所述高压旋喷桩桩位(20201)之间套孔相接；每个所述多头小直径搅拌桩桩位(20101)均与相邻的高压旋喷桩桩位(20201)之间套孔相接。

8.根据权利要求6所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：所述帷幕灌浆结构(203)包括多个竖直且沿土石坝的长度方向从前到后并排布置的帷幕灌浆孔位(20301)，各所述帷幕灌浆孔位(20301)的上端平齐并处于坝身填土(101)的下部内且下端穿过粉质粘土(102)并均伸至基岩(103)的下端处，且所述帷幕灌浆孔位(20301)的上端高度低于高压旋喷桩桩位(20201)的上端高度。

9.根据权利要求8所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：每个所述帷幕灌浆孔位(20301)均与相邻的多头小直径搅拌桩桩位(20101)之间套孔相接，并均与相邻的所述高压旋喷桩桩位(20201)之间套孔相接。

10.根据权利要求3所述的一种用于土石坝的防渗加固装置，其特征在于：还包括设置于坝顶结构(105)上并沿土石坝的长度方向进行延伸的导浆槽(204)，各所述多头小直径搅拌桩桩位(20101)均处于导浆槽(204)的下方，通过所述导浆槽(204)进行多头小直径搅拌桩结构(201)的施工。

技术总结本发明公开了提供一种用于土石坝的防渗加固装置，包括处于土石坝的坝顶结构下方并均沿土石坝的长度方向延伸的多头小直径搅拌桩结构、高压旋喷桩结构和帷幕灌浆结构，多头小直径搅拌桩结构紧邻高压旋喷桩结构并处于高压旋喷桩结构的下游侧，多头小直径搅拌桩结构和高压旋喷桩结构的下部均与帷幕灌浆结构的上部连接；多头小直径搅拌桩结构的上端处于坝身填土的上部内且下端与基岩的上端平齐；高压旋喷桩结构的上端处于坝身填土的下部内且下端伸至基岩的上部内；帷幕灌浆结构的上端处于坝身填土的下部内且下端伸至基岩的下端处，且帷幕灌浆结构的上端高度低于高压旋喷桩结构的上端高度。本发明能提高土石坝的防渗效果，保证土石坝防渗的安全性。技术研发人员：邢成豪,何伟男,张晶晶受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6