[发明专利]混凝土加糙墩柔性海漫结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及水工结构领域，具体地指一种混凝土加糙墩柔性海漫结构及施工方法。

背景技术

我国较多闸坝等低水头水利工程修建在深厚覆盖层河床上，加上我国大部分河流属多泥沙河流，洪水时水流携砂量较大，当闸坝等低水头水工建筑物下游水深较浅时，坝后水跃消能效率低，下泄水流出消力池后流速仍较大，由于砂卵石河床稳定性和抗冲刷能力差，快速下泄水流常年的冲刷作用将对下游河床的稳定性造成不利影响。目前，为了减小下泄水流对闸坝等低水头水工建筑物后下游河床造成的冲刷影响，一般采取在消力池下游浇筑混凝土层形成海漫结构。但使用现有的海漫结构，含砂量大的快速下泄水流经过长时间的冲刷，下游河床会产生较大冲坑，同时海漫会出现沉降不均现象，进而破坏海漫结构，使其难以修复。海漫结构一旦被破坏，冲刷作用会继续破坏消力池，继而威胁到挡水建筑物的安全。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，研究开发出一种混凝土加糙墩柔性海漫结构及施工方法，它主要解决低佛氏数水跃消能效率低，水流出消力池后流速大，且下泄水流含砂量大，而消力池后砂卵石覆盖层河床稳定性和抗冲刷能力差，下泄水流在混凝土海漫上进一步扩散和混凝土海漫分块之间连接的安全问题。本发明实现了含砂量大的快速下泄水流在混凝土海漫上进一步消能，且不会使修建在砂卵石河床上易变形的混凝土海漫本身发生破坏。

为实现上述目的，本发明所设计的混凝土加糙墩柔性海漫结构，包括铺设在泄水建筑物消力池下游尾端的砂卵石垫层上的混凝土海漫分块，所述混凝土海漫分块相互拼接，其间的缝隙中设置有隔缝板，其特殊之处在于，所述混凝土海漫分块顶部设置有呈梅花形布置的加糙墩，每两个所述混凝土海漫分块之间通过铰链钢筋穿过隔缝板连接。

进一步地，所述铰链钢筋为两根，交叉穿过隔缝板，其两头的伸出端分别锚入两个混凝土海漫分块。采用铰链钢筋交叉穿过隔缝板连接混凝土海漫分块的方式，使两个混凝土海漫分块之间形成柔性连接，使海漫结构连为柔性整体，具有在软基上形成较强变形能力和抗冲刷能力的效果，能长时间有效保障海漫结构的整体性。

更进一步地，所述混凝土海漫分块厚50～100cm，所述加糙墩的高度为20～40cm，间隔布置，顺水流向间距为150～200cm，垂直水流向间距为100～150cm。根据下泄水流的流速及冲刷力的大小，加糙墩设置过低，效果甚微，设置过高，将碍洪且增加施工成本。

更进一步地，所述两根铰链钢筋的交叉角度为30～50°，两端锚入混凝土海漫分块的长度为80～120cm，间距40～70cm，使两块混凝土海漫分块之间形成高强度的柔性连接。

更进一步地，所述加糙墩布置于海漫结构前部1/2或1/3长的混凝土海漫分块顶部。在海漫结构中靠近消力池一边的前1/2或1/3面积的混凝土海漫分块上设置加糙墩，因为远离消力池一边的混凝土海漫分块所受的冲刷力已经被大幅度削减。

更进一步地，所述隔缝板为沥青杉板或聚乙烯闭孔泡沫板，其耐久性好、施工方便、造价较低。

更进一步地，所述混凝土海漫分块为正方形结构，边长为400～600cm，混凝土海漫分块的规格过大易产生裂缝，规格过小则稳定性差、施工造价增高。

更进一步地，所述加糙墩的四角设置为倒角，使加糙墩的四角不易被长期携砂量大快速下泄水流冲刷破坏，保持加糙墩的完整性。

一种混凝土加糙墩柔性海漫结构的施工方法，包括如下步骤：

1)在已开挖处理好的基础上铺设砂卵石垫层；

2)准备所述铰链钢筋，对所述铰链钢筋的中部进行防锈处理；

3)架设所述混凝土海漫分块模板和加糙墩模板，并在所述混凝土海漫分块四周埋设铰链钢筋；

4)浇筑所述混凝土海漫分块和加糙墩；

5)浇筑完所述混凝土海漫分块和加糙墩后进行混凝土养护；

6)将所述混凝土海漫分块和加糙墩表面清理干净，待表面干燥后，在所述混凝土海漫分块的四周布设隔缝板，完成一个混凝土海漫分块的施工；

7)重复步骤3)～6)，直至完成海漫结构中的所有混凝土海漫分块。

优选地，所述步骤2)中对所述铰链钢筋的中部进行防锈处理的方法为对所述铰链钢筋的正中间20cm范围刷防锈漆，并涂沥青油膏。