本發(fā)明屬于水利水電工程領(lǐng)域，尤其涉及一種攔沙坎結(jié)構(gòu)及其施工工藝。

背景技術(shù)：

在水利水電工程中，河道的引水防沙是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的一個(gè)重點(diǎn)。為了避免河流泥沙進(jìn)入廠房機(jī)組，減少泥沙對(duì)機(jī)組的磨蝕損壞，常在廠房進(jìn)水口和引水隧洞進(jìn)水口設(shè)置攔沙坎結(jié)構(gòu)，以起到對(duì)河沙的阻擋，并保證清水進(jìn)入廠房機(jī)組。目前，攔沙坎的型式一般結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置，常見的有混凝土重力式、混凝土支擋式、碾壓混凝土拱式、堆石壩型式等。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的攔沙坎結(jié)構(gòu)，在施工時(shí)，通常設(shè)置在基坑圍堰內(nèi)部，并且與基坑圍堰分離設(shè)置；而且由于現(xiàn)有的基坑圍堰通常采用的是由土石料堆積而成，因此也不能直接作為攔沙坎結(jié)構(gòu)使用。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，為了確保攔沙坎結(jié)構(gòu)的自身穩(wěn)定，通常還需要對(duì)攔沙坎結(jié)構(gòu)以及其基礎(chǔ)部分進(jìn)行適當(dāng)處理?，F(xiàn)有技術(shù)中攔沙坎結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)主要由以下幾點(diǎn)：

1、增加了基坑圍堰的范圍，由于通常在基坑圍堰內(nèi)要包括擋水、泄水、引水發(fā)電等建筑，同時(shí)由于將攔沙坎結(jié)構(gòu)也設(shè)置在基坑圍堰內(nèi)，因此導(dǎo)致基坑圍堰范圍較大，進(jìn)而對(duì)基坑圍堰內(nèi)的抽水、排水工程量大，同時(shí)圍堰自身工程量也將增加。

2、將圍堰和攔沙坎結(jié)構(gòu)分離設(shè)置，工程量較大。而且由于單獨(dú)設(shè)置攔沙坎，還需要復(fù)核其穩(wěn)定、應(yīng)力等工況，以確保基礎(chǔ)不被沖刷；若基礎(chǔ)覆蓋層較深，則攔沙坎的工程量將更大。

3、在基坑圍堰內(nèi)進(jìn)行攔沙坎的施工，與擋水、泄水、引水發(fā)電等主體工程的施工有干擾，增加了施工難度，增加了施工工期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種解決上述技術(shù)問題的攔沙坎結(jié)構(gòu)，同時(shí)提出一種將圍堰和攔沙坎相結(jié)合的攔沙坎結(jié)構(gòu)施工工藝，可直接利用圍堰的一部分作為攔沙坎結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種攔沙坎結(jié)構(gòu)，包括修筑在河道內(nèi)的壩體，所述壩體分為泄洪段和廠房段，還包括導(dǎo)墻和攔沙坎，所述導(dǎo)墻設(shè)置在泄洪段和廠房段之間，并且導(dǎo)墻的一端與壩體連接，導(dǎo)墻的另一端向上游延伸后與攔沙坎的一端連接；所述攔沙坎設(shè)置在廠房段對(duì)應(yīng)的上游，并且攔沙坎的一端與河道一側(cè)的岸邊連接，攔沙坎的另一端與導(dǎo)墻連接；所述攔沙坎為由土石料堆積而成的土石壩，并且在攔沙坎的上游側(cè)面、頂面和下游側(cè)面上均設(shè)置有一層混凝土護(hù)坡。

進(jìn)一步的是：所述攔沙坎相對(duì)于河道流向傾斜設(shè)置，并且攔沙坎上與導(dǎo)墻連接的一端位于攔沙坎上與河道一側(cè)岸邊連接的一端的下游。

進(jìn)一步的是：在攔沙坎與廠房段的壩體之間設(shè)置有進(jìn)水渠，在進(jìn)水渠的上表面也設(shè)置有一層混凝土護(hù)坡。

進(jìn)一步的是：所述導(dǎo)墻的高程與攔沙坎的高程一致。

另外，本發(fā)明還提供一種攔沙坎結(jié)構(gòu)施工工藝，所述攔沙坎結(jié)構(gòu)為上述本發(fā)明所述的攔沙坎結(jié)構(gòu)，包括如下步驟：

A、在河道內(nèi)修筑圍堰以將河道攔截，圍堰的兩端分別與河道的兩側(cè)岸邊連接；

B、在圍堰下游進(jìn)行導(dǎo)墻、壩體以及壩體與圍堰之間的建筑物的施工；所述導(dǎo)墻的一端與圍堰連接，導(dǎo)墻的另一端與壩體連接；位于導(dǎo)墻一側(cè)的壩體為泄洪段，位于導(dǎo)墻另一側(cè)的壩體為廠房段；并且位于導(dǎo)墻一側(cè)且與泄洪段對(duì)應(yīng)的一段圍堰為第一段圍堰，而位于導(dǎo)墻另一側(cè)且與廠房段對(duì)應(yīng)的一段圍堰為第二段圍堰；

C、待導(dǎo)墻、壩體以及壩體與圍堰之間的建筑物施工完成后，完全拆除第一段圍堰；

D、在完全拆除第一段圍堰后，同時(shí)當(dāng)?shù)诙螄叩纳嫌蝹?cè)面對(duì)應(yīng)的實(shí)際水位高程H降低至低于待修筑攔沙坎的設(shè)計(jì)頂面高程h1后，拆除第二段圍堰上高于上述待修筑攔沙坎的設(shè)計(jì)頂面高程h1的多余圍堰，并且第二段圍堰余留下的部分即為攔沙坎；

E、在攔沙坎的上游側(cè)面、頂面和下游側(cè)面上設(shè)置一層混凝土護(hù)坡。

進(jìn)一步的是：在步驟B中，進(jìn)行壩體與圍堰之間的建筑物的施工包括對(duì)進(jìn)水渠的施工；之后在步驟E中，在進(jìn)水渠的上表面也設(shè)置有一層混凝土護(hù)坡。

進(jìn)一步的是：在進(jìn)行步驟D時(shí)，可開啟泄洪段內(nèi)的泄洪閘門進(jìn)行泄洪，以進(jìn)一步降低第二段圍堰的上游側(cè)面對(duì)應(yīng)的實(shí)際水位高程H。

進(jìn)一步的是：在河道的枯水期內(nèi)進(jìn)行步驟D。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中的攔沙坎為由土石料堆積而成的土石壩，因此可在圍堰使用后通過拆除部分圍堰，由余下的部分圍堰直接作為攔沙坎，而且通過設(shè)置相應(yīng)的混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)，即可避免攔沙坎被沖刷，同時(shí)確保攔沙坎的穩(wěn)定性；這樣就克服了將圍堰直接作為攔沙坎所帶來的技術(shù)難題。另外，本發(fā)明提供的對(duì)上述攔沙坎結(jié)構(gòu)的施工工藝，實(shí)現(xiàn)了直接利用部分圍堰建成攔沙坎，因此縮小了基坑圍堰的大小，減少了工程施工量，縮短了施工工期；同時(shí)而且對(duì)攔沙坎的施工也不會(huì)對(duì)其它主體建筑的施工造成較大影響；另外，攔沙坎直接利用圍堰的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，也可確保攔沙坎基礎(chǔ)的穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的攔沙坎結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為圖1中A-A截面的示意圖；

圖3、圖4、圖6為本發(fā)明所述的施工工藝中各施工階段的示意圖；

圖5為圖4中B-B界面的示意圖；

圖7、圖8為圖6中C-C結(jié)構(gòu)的示意圖；并且分為對(duì)應(yīng)兩種不同拆除圍堰的方式。

圖中標(biāo)記為：河道1、壩體2、泄洪段21、廠房段22、導(dǎo)墻3、攔沙坎4、混凝土護(hù)坡5、進(jìn)水渠6、圍堰7、第一段圍堰71、第二段圍堰72、多余圍堰721、基礎(chǔ)8、進(jìn)行步驟D時(shí)的實(shí)際水位高程H；攔沙坎的設(shè)計(jì)頂面高程h1、大壩運(yùn)行時(shí)的水位高程h2。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1中所示，本發(fā)明所述的一種攔沙坎結(jié)構(gòu)，包括修筑在河道1內(nèi)的壩體2，所述壩體分為泄洪段21和廠房段22，還包括導(dǎo)墻3和攔沙坎4，所述導(dǎo)墻3設(shè)置在泄洪段21和廠房段22之間，并且導(dǎo)墻3的一端與壩體連接，導(dǎo)墻3的另一端向上游延伸后與攔沙坎4的一端連接；所述攔沙坎4設(shè)置在廠房段22對(duì)應(yīng)的上游，并且攔沙坎4的一端與河道1一側(cè)的岸邊連接，攔沙坎4的另一端與導(dǎo)墻3連接；所述攔沙坎4為由土石料堆積而成的土石壩，并且在攔沙坎4的上游側(cè)面、頂面和下游側(cè)面上均設(shè)置有一層混凝土護(hù)坡5。

其中，混凝土護(hù)坡5的作用是用于包裹在攔沙坎4的外圍以起到保護(hù)作用，因大壩建成后正常運(yùn)行時(shí)，整個(gè)攔沙坎4將位于運(yùn)行時(shí)的水位高程h2以下，因此對(duì)于由土石料堆積而成的攔沙坎4而言，通過設(shè)置混凝土護(hù)坡5，可有效的避免土石料被沖蝕，進(jìn)而確保整個(gè)攔沙坎4的穩(wěn)定。而由于本發(fā)明中的攔沙坎4可直接采用土石料堆積而成的土石壩，因此可直接利用部分圍堰進(jìn)行修建，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)圍堰的重復(fù)利用，同時(shí)也可降低攔沙坎4的施工量，并且也可降低整個(gè)基坑圍堰的大小，減少總工程量，縮短工期，降低成本等。

更具體的，還可將所述攔沙坎4相對(duì)于河道流向傾斜設(shè)置，如圖1中所示；并且攔沙坎4上與導(dǎo)墻3連接的一端位于攔沙坎4上與河道1一側(cè)岸邊連接的一端的下游。這樣，堆積在攔沙坎4處的河沙可更利于朝向泄洪段21方向流動(dòng)，減少了河沙大量堆積到攔沙坎4處的情況。

另外，通常還在攔沙坎4與廠房段22的壩體之間設(shè)置有進(jìn)水渠6以利于進(jìn)水，在這種情況下，本發(fā)明也可在進(jìn)水渠6的上表面設(shè)置有一層混凝土護(hù)坡5；并且該混凝土護(hù)坡5也可與攔沙坎4上設(shè)置的混凝土護(hù)坡5一致。

另外，導(dǎo)墻3的作用是用于分割泄洪段21和廠房段22，以避免河沙通過導(dǎo)墻3所對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)入到廠房段內(nèi)；當(dāng)然，一般情況下將導(dǎo)墻3的高程設(shè)置為與攔沙坎4的高程一致的情況即可。

另外，本發(fā)明還提供一種對(duì)上述本發(fā)明所述的攔沙坎結(jié)構(gòu)的具體施工工藝，具體可參照附圖3至附圖8中所示的各施工階段的示意圖；所述施工工藝包括如下步驟：

A、在河道內(nèi)修筑圍堰7以將河道攔截，圍堰7的兩端分別與河道1的兩側(cè)岸邊連接；此時(shí)對(duì)應(yīng)附圖3中所示情況；

B、在圍堰7下游進(jìn)行導(dǎo)墻3、壩體2以及壩體2與圍堰7之間的建筑物的施工；所述導(dǎo)墻3的一端與圍堰連接，導(dǎo)墻3的另一端與壩體連接；位于導(dǎo)墻3一側(cè)的壩體2為泄洪段21，位于導(dǎo)墻另一側(cè)的壩體為廠房段22；并且位于導(dǎo)墻3一側(cè)且與泄洪段21對(duì)應(yīng)的一段圍堰為第一段圍堰71，而位于導(dǎo)墻3另一側(cè)且與廠房段22對(duì)應(yīng)的一段圍堰為第二段圍堰72；此時(shí)對(duì)應(yīng)附圖4和附圖5中所示情況；

C、待導(dǎo)墻3、壩體2以及壩體2與圍堰7之間的建筑物施工完成后，完全拆除第一段圍堰71；

D、在完全拆除第一段圍堰71后，同時(shí)當(dāng)?shù)诙螄?2的上游側(cè)面對(duì)應(yīng)的實(shí)際水位高程H降低至低于待修筑攔沙坎4的設(shè)計(jì)頂面高程h1后，拆除第二段圍堰72上高于上述待修筑攔沙坎4的設(shè)計(jì)頂面高程h1的多余圍堰721，并且第二段圍堰72余留下的部分即為攔沙坎4；

E、在攔沙坎4的上游側(cè)面、頂面和下游側(cè)面上設(shè)置一層混凝土護(hù)坡5。此時(shí)對(duì)應(yīng)附圖6、圖7以及圖8中所示情況；

其中，圍堰7是用于攔截河道，以為其下游的壩體2、導(dǎo)墻3等建筑主體的施工提供條件。在現(xiàn)有技術(shù)中，圍堰7在整個(gè)建筑主體施工完成后，需要完全進(jìn)行拆除；因此其工程量較大。而在本發(fā)明中，僅需要拆除部分圍堰7即可，具體需要拆除的圍堰7包括兩部分，分別是在步驟C中拆除的第一段圍堰71和在步驟D中拆除的部分第二段圍堰72上的多余圍堰721。因圍堰7需要攔截河道，因此其頂面的高程往往是高于河道正常情況下全年所對(duì)應(yīng)的水位高程的，而攔沙坎4則要求低于大壩運(yùn)行時(shí)的水位高程h2，因此要求攔沙坎4的設(shè)計(jì)頂面高程h1一般是小于h2的，而h2一般是小于圍堰7的頂面高程的。因此，本發(fā)明直接采用部分的圍堰7作為攔沙坎4時(shí)，需要拆除高出攔沙坎4的設(shè)計(jì)頂面高程h1的多余圍堰721的部分，具體可參照附圖7中所示，這樣當(dāng)拆除多余圍堰721后，余下的部分即可作為攔沙坎4。當(dāng)然，更具體的，如圖8中所示，在拆除高出攔沙坎4的設(shè)計(jì)頂面高程h1的多余圍堰721的部分時(shí)，還可拆除位于上游側(cè)部分的第二段圍堰72，以減小攔沙坎4在河道流向上的寬度。

當(dāng)然，在拆除完相應(yīng)的多余圍堰721后，需要立即進(jìn)行混凝土護(hù)坡5的施工，以確保攔沙坎4的穩(wěn)定性，因?yàn)橛嘞碌膰卟糠?通常為土石料堆積而成的土石壩，因此其抗水流沖刷效果較差，必須設(shè)置混凝土護(hù)坡5進(jìn)行保護(hù)。

當(dāng)然，為了便于混凝土護(hù)坡5的施工，一般在拆除多余圍堰721時(shí)，要求第二段圍堰72的上游側(cè)面對(duì)應(yīng)的實(shí)際水位高程H降低至低于待修筑攔沙坎4的設(shè)計(jì)頂面高程h1。這樣，即使拆除多余圍堰721后，也可由余下的部分圍堰(即附圖7、圖8中的攔沙坎4)起到對(duì)河道的攔截效果，同時(shí)也為之后的混凝土護(hù)坡5的施工提供了條件。另外，在進(jìn)行步驟D時(shí)，由于已經(jīng)拆除了位于泄洪段21上的第一段圍堰71，因此可通過開啟泄洪段21內(nèi)的泄洪閘門進(jìn)行泄洪，以進(jìn)一步降低第二段圍堰72的上游側(cè)面對(duì)應(yīng)的實(shí)際水位高程H。當(dāng)然，在進(jìn)行步驟D時(shí)，還可選擇在河道的枯水期內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的施工，因?yàn)樵诤拥赖目菟趦?nèi)，河道內(nèi)的水位高度一般為最低，因此可更容易滿足施工條件。

另外，需要指出的是，由于在攔沙坎4的上游側(cè)面，始終存在部分位于水面以下，因此對(duì)該部分進(jìn)行混凝土護(hù)坡5的施工相對(duì)較難，因此，通過盡量在實(shí)際水位高程H較低時(shí)進(jìn)行施工，可盡量減少難度。另外，如有必要，也可放棄對(duì)攔沙坎4的上游側(cè)面位于水面以下的部分的混凝土護(hù)坡5的施工，或者采用其它的方式保護(hù)該部分邊坡；例如采用鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行邊坡保護(hù)。

另外，還可在步驟B中，進(jìn)行壩體2與圍堰7之間的建筑物的施工時(shí)，可包括對(duì)進(jìn)水渠6的施工；相應(yīng)的在之后步驟E中，進(jìn)水渠6的上表面也設(shè)置有一層混凝土護(hù)坡5。

另外，對(duì)于混凝土護(hù)坡5的厚度一般可根據(jù)攔沙坎4的邊坡坡比、基礎(chǔ)地質(zhì)參數(shù)和水流流速等條件綜合確定，此處不再詳細(xì)介紹。另外，在實(shí)際施工時(shí)，混凝土護(hù)坡5的厚度相對(duì)于攔沙坎4的高度而言比值非常小(本發(fā)明的附圖中為了便于理解，因此將混凝土護(hù)坡5的厚度繪制得相對(duì)較厚)，雖然在上述闡述以及在附圖中所指的攔沙坎的設(shè)計(jì)頂面高程h1為不包括混凝土護(hù)坡5的厚度，但是在實(shí)際工程中對(duì)于攔沙坎的設(shè)計(jì)頂面高程h1也可包含混凝土護(hù)坡5的厚度。