全文摘要
本实用新型公开了提出一种混凝土重力坝坝基排水孔，降低廊道布置对排水效果的影响，提高坝基排水能力，降低坝基扬压力，并在扬压力监测仪器损坏或者修复期间，兼有扬压力临时观测功能。本实用新型的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，包括坝基和重力坝，所述重力坝内布置廊道，重力坝在所述廊道上游设置帷幕灌浆，所述廊道包括斜坡段和河床底部水平段，廊道的斜坡段设置水平排水孔，廊道的河床底部水平段设置竖直排水孔，廊道斜坡段和河床底部水平段之间的结合部分设置斜排水孔。
主设计要求
1.一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，包括坝基(1)和重力坝(2)，所述重力坝(2)内布置廊道(3)，重力坝(2)在所述廊道(3)上游设置帷幕(7)灌浆，其特征是，所述廊道(3)包括斜坡段和河床底部水平段，廊道(3)的斜坡段设置水平排水孔(4)，廊道(3)的河床底部水平段设置竖直排水孔(5)，廊道(3)斜坡段和河床底部水平段之间的结合部分设置斜排水孔(6)。
设计方案
1.一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，包括坝基(1)和重力坝(2)，所述重力坝(2)内布置廊道(3)，重力坝(2)在所述廊道(3)上游设置帷幕(7)灌浆，其特征是，所述廊道(3)包括斜坡段和河床底部水平段，廊道(3)的斜坡段设置水平排水孔(4)，廊道(3)的河床底部水平段设置竖直排水孔(5)，廊道(3)斜坡段和河床底部水平段之间的结合部分设置斜排水孔(6)。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，其特征是，所述水平排水孔(4)高差间距10～15m，水平排水孔(4)的入岩孔深介于5m和该部位帷幕(7)水平深度的一半之间。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，其特征是，所述竖直排水孔(5)孔距2～3m，竖直排水孔(5)的入岩孔深为相应部位帷幕(7)深度的一半。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，其特征是，坝基(1)每个横断面内下方至少设置一层斜排水孔(6)，斜排水孔(6)的入岩孔深为相应部位帷幕(7)深度的一半。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，其特征是，所述廊道(3)设置有排水沟，在所述水平排水孔(4)、竖直排水孔(5)和斜排水孔(6)的孔口安装钢管(10)连接至廊道(3)的排水沟。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，其特征是，所述水平排水孔(4)、竖直排水孔(5)和斜排水孔(6)设置有压力表(8)和阀门(9)。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，其特征是，所述水平排水孔(4)、竖直排水孔(5)和斜排水孔(6)的排水孔孔径为110mm 左右，孔口向偏向下游5-10°。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种基于坝基渗流特性布置的混凝土重力坝坝基排水孔。适用于混凝土重力坝坝基排水及扬压力临时监测，尤其适用于岸坡高陡的混凝土重力坝工程。
背景技术
混凝土重力坝坝基扬压力是影响大坝稳定、应力的重要因素之一，尤其对于岸坡坝段，扬压力对大坝的侧向稳定影响较大。因此，在保证防渗效果的前提下有效降低坝基扬压力可提高大坝的稳定性。目前混凝土重力坝上游采用帷幕灌浆进行防渗处理，为了进一步降低扬压力，在帷幕下游布置排水孔，形成“前堵后排”的防渗排水体系。根据规范，对于设置帷幕及排水孔的实体重力坝，河床坝段坝基渗透压力强度系数为0.25，岸坡坝段为0.35，这个控制标准也是根据目前已建混凝土重力坝工程实测资料统计得出的控制标准。
混凝土重力坝坝基排水孔的出口一般位于大坝廊道内，廊道的布置受通行要求控制，其坡度不得陡于1：1.0。对于一些边坡陡峻的工程，当岸坡段坝基边坡综合坡比陡于1:1.0时，廊道底部与坝基之间将形成一个三角形的区域，在该区域内，排水孔出口部位与坝基部位高差较大。当排水孔采用自流排水时，排水孔内会形成较大的水压，排水效果差，导致该部位的扬压力较大，渗透压力强度系数甚至超过规范规定的限值，对大坝稳定不利。为了解决这一问题需要调整廊道的布置，例如增加水平布置的廊道，并通过旁通廊道与主廊道衔接，或者分层设置廊道并通过竖井连接，但是这样布置显然不利于施工，尤其是对于碾压混凝土重力坝，而且有些工程因为其它结构布置要求，并没有太多空间布置廊道。因此，基于坝基渗漏场分布特性，创新坝基排水孔的布置，使其排水效果不受廊道布置影响，对于简化坝体结构，方便施工具有积极的意义。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有技术中的针对上述存在的问题，提出一种基于坝基渗流特性布置的混凝土重力坝坝基排水孔，降低廊道布置对排水效果的影响，提高坝基排水能力，降低坝基扬压力，并在扬压力监测仪器损坏或者修复期间，兼有扬压力临时观测功能。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型的一种混凝土重力坝坝基排水孔结构，包括坝基和重力坝，所述重力坝内布置廊道，重力坝在所述廊道上游设置帷幕灌浆，所述廊道包括斜坡段和河床底部水平段，廊道的斜坡段设置水平排水孔，廊道的河床底部水平段设置竖直排水孔，廊道斜坡段和河床底部水平段之间的结合部分设置斜排水孔。
作为优选，所述水平排水孔高差间距10～15m，水平排水孔的入岩孔深介于5m和该部位帷幕水平深度的一半之间。
作为优选，所述竖直排水孔孔距2～3m，竖直排水孔的入岩孔深为相应部位帷幕深度的一半。
作为优选，斜排水孔布置范围的坝基每个横断面内下方至少设置一层斜排水孔，斜排水孔的入岩孔深为相应部位帷幕深度的一半。
作为优选，所述廊道设置有排水沟，在所述水平排水孔、竖直排水孔(5)和斜排水孔的孔口安装钢管连接至廊道的排水沟。
作为优选，所述水平排水孔、竖直排水孔和斜排水孔设置有压力表和阀门。
作为优选，所述水平排水孔、竖直排水孔和斜排水孔的排水孔孔径为110mm左右，孔口向偏向下游5-10°。
本实用新型同时提供一种混凝土重力坝坝基排水孔结构的施工方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，根据重力坝结构布置要求完成坝基开挖、重力坝混凝土浇筑以及坝基帷幕灌浆施工。
步骤2，根据坝基岩体的透水性、防渗方案、设计工况等，通过典型渗流场计算确定水平排水孔布置的高程间隔，并按照每个断面水平排水孔不少于2层，深度介于5m和对应部位帷幕深度一半的孔深要求进行水平排水孔布置设计。
步骤3，根据水平排水孔设计参数，分别在廊道的两侧斜坡段钻设水平排水孔。
步骤4，在廊道的河床水平段按照2～3m间距、相应部位帷幕深度一半的参数钻设竖直排水孔。
步骤5，在水平排水孔和竖直排水孔之间的三角区域内，按照每个横断面内坝基下方至少有一层排水孔，孔深为相应部位帷幕深度的一半的要求，确定斜排水孔的布置方位及孔深，并钻设斜排水孔。
步骤6，孔口安装钢管将孔口引导至廊道排水沟，根据后期运行需要选择部分排水孔依次加装压力表和阀门。
所述的一种基于坝基渗流特性布置的混凝土重力坝坝基排水孔，将廊道分为斜坡段、河床底部水平段两个区域，斜坡段的廊道采用水平布置的排水孔解决岸坡坝段坝基排水，河床底部水平段廊道采用竖直布置的排水孔解决河床坝基排水，并在廊道斜坡与水平段交接的部位布置适当的斜孔，解决水平孔与竖直孔之间的坝基排水。
本实用新型的有益效果是：基于坝基渗流场分布的特征，以及坝体内部廊道与坝基的相对关系，通过水平排水孔、斜排水孔的设置，以最大程度降低排水孔孔内水柱压力，并以最短路径排除坝基渗水。该排水方案相比传统的竖直排水孔方案，具有排水效果显著，不受廊道布置约束，大幅减少排水孔工程量的优势，提高大坝稳定性，同时为进一步优化坝体体型、降低坝体工程投资创造条件。通过在排水孔孔口安装钢管、压力表和阀门结构使其在特殊条件下具有扬压力监测功能，进一步提高了大坝运行管理的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的坝基排水孔廊道斜坡段剖面示意图。
图3为本实用新型的坝基排水孔廊道斜坡段与河床水平段衔接段剖面示意图。
图4为本实用新型的坝基排水孔廊道河床水平段剖面示意图。
图5为本实用新型的坝基杨压力临时监测装置图。
图中：1、坝基；2、重力坝；3、廊道；4、水平排水孔；5、竖直排水孔；6、斜排水孔；7、帷幕；8、压力表；9、阀门；10、钢管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步描述。
如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型的一种混凝土重力坝2坝基排水孔结构，包括坝基1和重力坝2，所述重力坝2内布置廊道3，重力坝2在所述廊道3上游设置帷幕7灌浆，所述廊道3包括斜坡段和河床底部水平段，廊道3的斜坡段设置水平排水孔4，廊道3的河床底部水平段设置竖直排水孔5，廊道3斜坡段和河床底部水平段之间的结合部分设置斜排水孔6。
所述水平排水孔4高差间距10～15m，水平排水孔4的入岩孔深介于5m和该部位帷幕7水平深度的一半之间。
所述竖直排水孔5孔距2～3m，竖直排水孔5的入岩孔深为相应部位帷幕7深度的一半。
坝基1每个横断面内下方至少设置一层斜排水孔6，斜排水孔6的入岩孔深为相应部位帷幕7深度的一半。
如图5所示，所述廊道3设置有排水沟，在所述水平排水孔4、竖直排水孔5和斜排水孔6的孔口安装钢管10连接至廊道3的排水沟。所述水平排水孔4、竖直排水孔5和斜排水孔6设置有压力表8和阀门9。
所述水平排水孔4、竖直排水孔5和斜排水孔6的排水孔孔径为110mm左右，孔口向偏向下游5-10°。
本实用新型实施例提供一种混凝土重力坝2坝基1排水孔结构的施工方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，根据重力坝2结构布置要求完成坝基1开挖、重力坝2混凝土浇筑以及坝基1帷幕7灌浆施工。
步骤2，根据坝基1岩体的透水性、防渗方案、设计工况等，通过典型渗流场计算确定水平排水孔4布置的高程间隔，并按照每个断面水平排水孔4不少于2层，深度介于5m和对应部位帷幕7深度一半的孔深要求进行水平排水孔4布置设计。
步骤3，根据水平排水孔4设计参数，分别在廊道3的两侧斜坡段钻设水平排水孔4。
步骤4，在廊道3的河床水平段按照2～3m间距、相应部位帷幕7深度一半的参数钻设竖直排水孔5。
步骤5，在水平排水孔4和竖直排水孔5之间的三角区域内，按照每个横断面内坝基1下方至少有一层排水孔，孔深为相应部位帷幕7深度的一半的要求，确定斜排水孔6的布置方位及孔深，并钻设斜排水孔6。
步骤6，孔口安装钢管10将孔口引导至廊道3排水沟，根据后期运行需要选择部分排水孔依次加装压力表8和阀门9。
所述的一种基于坝基1渗流特性布置的混凝土重力坝2坝基1排水孔，将廊道3分为斜坡段、河床底部水平段两个区域，斜坡段的廊道3采用水平布置的排水孔解决岸坡坝段坝基1排水，河床底部水平段廊道3采用竖直布置的排水孔解决河床坝基1排水，并在廊道3斜坡与水平段交接的部位布置适当的斜孔，解决水平孔与竖直孔之间的坝基1排水。
本实用新型的有益效果是：基于坝基1渗流场分布的特征，以及坝体内部廊道3与坝基1的相对关系，通过水平排水孔4、斜排水孔6的设置，以最大程度降低排水孔孔内水柱压力，并以最短路径排除坝基1渗水。该排水方案相比传统的竖直排水孔5方案，具有排水效果显著，不受廊道3布置约束，大幅减少排水孔工程量的优势，提高大坝稳定性，同时为进一步优化坝体体型、降低坝体工程投资创造条件。通过在排水孔孔口安装钢管10、压力表8和阀门9结构使其在特殊条件下具有扬压力监测功能，进一步提高了大坝运行管理的可靠性。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920079800.5
申请日:2019-01-17
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209636839U
授权时间:20191115
主分类号:E02D 27/40
专利分类号:E02D27/40;E02B7/10;E02D19/06
范畴分类:36C;
申请人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
第一申请人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
申请人地址:310014 浙江省杭州市下城区潮王路22号
发明人:朱安龙;张弦;张胜利
第一发明人:朱安龙
当前权利人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
代理人:韩小燕
代理机构:33101
代理机构编号:杭州九洲专利事务所有限公司 33101
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：扬压力论文;