一种新型堰塞坝加固利用方法技术

本发明专利技术公布了一种新型堰塞坝加固利用方法，包括以下步骤：在堰塞坝顶面布置直径为10cm～30cm的虹吸管；虹吸管吸水产生虹吸效应；用振动夯实机对堰塞坝顶面进行夯实整平；在堰塞坝顶面沿纵轴布置钻孔；在钻孔中放置注浆管；在钻孔内用高压注浆泵灌注固结材料；在堰塞坝两端部埋设钢筋混凝土预制空心管；堰塞坝顶面浇筑混凝土；在下游面坡角进行压重；对堰塞坝上游面和下游面进行修复形成护坡；挖掘排水沟；撤除虹吸管，形成坝体。该发明专利技术工序简单、节省材料、经济高效、实施效果好、具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水利工程
，特别涉及一种新型堰塞坝的加固利用方法。
技术介绍
我国西部地区为山区，地形地质条件复杂，沟壑纵横，雨量丰富，而我国西部地区又是地震活动频发的区域。在地震过程中，常常会伴随暴雨，山体容易造成滑坡。山体滑坡容易形成堰塞湖，例如，2008年的汶川地震，共形成了 34处堰塞湖，其中唐家山堰塞湖是地震中形成的最大的、最危险的堰塞湖，其最大库容量为3.2亿立方米，最高水位为743.1米，上下游最高水位差达到79米，当时情况十分危急，一旦堰塞体崩溃，必将引起洪灾，造成下游北川县城的淹没。最终武警部队借助重型机械的帮助，采用重型机械开挖和爆破结合的技术挖掘溢洪槽拆除堰塞坝，耗费了大量的人力、物力和财力，同时对于参与拆除堰塞体的武警官兵具有很大的危险，而爆破技术的运用，对于堰塞坝自身的稳定也有很大的影响。另一方面，由于我国水能资源储备丰富，我国西部地区虽然修建了很多的水利水电工程，但水能资源的利用率依然很低。目前工程中常见的挡水坝很多都采用土石坝类型，而土石坝的建造需要大量的天然材料。如何将现有的堰塞坝加以利用，使之成为工程可利用的坝，具备蓄水、发电的能力，是需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有处理堰塞坝方法，需要耗费人力、物力、财力，且具有危险性的缺陷，以及修建土石坝时，需要开挖大量的天然材料，专利技术一种新型堰塞坝的加固利用方法，使堰塞坝变废为宝得以利用。一种新型堰塞坝的加固利用方法，包括以下步骤:(I)在堰塞坝顶面布置直径为1cm?30cm的虹吸管，虹吸管之间的间距为2?5m ；(2)虹吸管吸水，使上游水沿虹吸管排出到下游，产生虹吸效应；(3)把坝顶面巨石移动到下游坝角，形成坡角压重，然后用振动夯实机对堰塞坝顶面进行夯实整平；(4)在堰塞坝顶面沿纵轴用钻机钻孔，并深入堰塞坝底部，钻孔之间的间距为0.8?1.5m,且在坝顶面呈梅花型分布；(5)下注浆管至钻孔底部，安放高压注浆栗于坝顶面，连通注浆管与高压注浆栗； (6)在钻孔内用高压注浆栗灌注固结材料，边注浆边上拔注浆管，直至填满钻孔，注浆过程中固结材料渗透到周围土体中，使土体凝固，起到防渗作用；(7)虹吸管持续放水，使得上游水位距离坝顶面5m以上；(8)在堰塞坝两端5?1m范围内，挖掘3?5m高的沟槽；(9)安装直径为I?2m的预制钢筋混凝土空心管，上部再回填土，并压实；(10)堰塞坝顶面浇筑ClO?C30的普通混凝土，厚度为30cm?50cm ；(11)把多余的土石料堆积到下游坡角进行压重；(12)上游面和下游面进行修复以形成坝坡；(13)在坝体下游面预制钢筋混凝土空心管的前方，挖掘宽度等同于预制钢筋混凝土管直径，深度为0.5m?Im的排水沟；(14)在排水沟内表面饶筑ClO的普通混凝土，厚度为1cm?20cm,在下游面用块石砌筑形成护坡；(15)撤除虹吸管，提升安装在预制钢筋混凝土空心管入水口处的挡水板；(16)最终形成坝体。本专利技术与现有堰塞湖治理方法相比，其优点在于:(I)克服了偏远山区大型机械无法进场的难题，以及克服了灾害后大型设备无法搬运的难题。由于虹吸管易搬运，发生灾害后，可以立即在堰塞坝上表面安装虹吸管，利用虹吸原理排出上游水，可以控制上游水位的高度，维持堰塞体自身的稳定，消除对下游的威胁；(2)经济性好。与常规的挡水坝相比，不需要大量挖掘大量的天然土石材料，只需要浇筑少量的固结材料和混凝土；(3)安全性高。由于堰塞坝是山体高速滑坡所形成的堆积体，土体经高速冲击具有较高的密实性，能在滑坡后保持稳定，说明其具有一定的安全系数，通过在堰塞坝中浇筑固结材料后，提高了坝体的稳定性，增强了防渗透能力；(4)对下游影响小。虹吸管导出的水和排水沟排出的水都是缓慢流到下游，对下游无影响，克服了爆破施工溃坝洪水危及下游安全；(5)虹吸管可以回收利用；(6)社会价值大。目前的处理堰塞湖的方法都是需要消耗资源，同时不能够创造社会价值，而把堰塞体变成堰塞坝的治理方法，只需要消耗少量的资源，既可以创造巨大的社会价值，把自然的灾难变成一种馈赠，实现人类与自然和谐相处的目标。【附图说明】图1——堰塞坝安装虹吸管后横剖面图图2——堰塞坝钻孔布置图图3——坝体钻孔横断面图图4一一堰塞坝浇筑固结材料后横断面图图5—一最终堰塞坝横剖面图图6——堰塞坝三维图图中:I上游水位，2滤网，3堰塞坝，4虹吸管，5下游水位，6钻孔，7高压注浆栗，8固结材料，9普通混凝土，10块石，11坡角压重，12预制钢筋混凝土空心管，13排水沟。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。本实施处置的方法是通过以下步骤来具体实现的(参考图1?图6):(I)在堰塞坝3顶面布置直径为1cm?30cm的虹吸管4，虹吸管4 一端位于上游水位I以下，和上游水位I相距3?5m，另一端处于下游水位5以上，和下游水位5相距I?3m，虹吸管4入水口带滤网2，虹吸管4之间的间距为2m?5m，如图1所示；(2)虹吸管4吸水，使上游水沿虹吸管排出到下游，产生虹吸效应；(3)把坝顶面巨石移至下游坝角，形成坡角压重11，然后用振动夯实机对堰塞坝3顶面进行夯实整平；(4)在堰塞坝3顶面沿纵轴用钻机钻孔，并深入堰塞坝3底部，钻孔6之间的间距为0.8m?1.5m,且在坝顶面呈梅花型分布，如图2所示；(5)下注浆管至钻孔6底部，安放高压注浆栗7于坝顶面，连通注浆管与高压注浆栗7，如图3所示；(6)在钻孔6内用高压注浆栗7灌注固结材料8，固结材料8可以是水泥浆或者高聚物等材料。边注浆边上拔注浆管，在距离堰塞坝3两端5?1m范围内，注浆到距离坝顶面3?5m时，停止注浆，在其余部位注浆直至填满钻孔6，注浆过程中固结材料8渗透到周围土体中，使土体凝固。起到防渗作用，所图4所示；(7)虹吸管4持续排水，使得上游水位I距离坝顶面5m以上；(8)在堰塞坝3两端3?5m范围内，挖掘3?5m高的沟槽；(9)安装直径为I?2m的预制钢筋混凝土空心管12，空心管12壁厚为100?200mm，上部再回填土，并压实；(10)堰塞坝3顶面浇筑ClO?C30的普通混凝土 9，厚度为30cm?50cm ；(11)把多余的土石料堆积到下游坡角进行压重11 ;(12)上游面和下游面进行修复以形成坝坡；(13)在预制钢筋混凝土空心管12下方，挖掘宽度等同于预制钢筋混凝土管直径，深度为0.5?Im的排水沟13 ；(14)在排水沟内表面饶筑ClO的普通混凝土 9，厚度为1cm?20cm,在下游面用块石10砌筑形成护坡，如图5所示；(15)撤除虹吸管4，提升安装在预制钢筋混凝土空心管12入水口处的挡水板；(16)最终形成坝体3，如图6所示。【主权项】1.，其特征在于，堰塞坝处置方法是通过以下步骤实现的:(1)在堰塞坝顶面布置直径为1cm?30cm的虹吸管，虹吸管之间的间距为2m?5m; (2)虹吸管通过虹吸效应吸水，使上游水沿虹吸管排出到下游； (3)用振动夯实机对堰塞坝顶面进行夯实整平； (4)在堰塞坝顶面沿坝轴向用钻机钻若干个孔，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型堰塞坝加固利用方法，其特征在于，堰塞坝处置方法是通过以下步骤实现的：(1)在堰塞坝顶面布置直径为10cm～30cm的虹吸管，虹吸管之间的间距为2m～5m；(2)虹吸管通过虹吸效应吸水，使上游水沿虹吸管排出到下游；(3)用振动夯实机对堰塞坝顶面进行夯实整平；(4)在堰塞坝顶面沿坝轴向用钻机钻若干个孔，每一个孔深度达到原来的河床，钻孔之间的间距为0.8m～1.5m；(5)下注浆管至钻孔底部，安放高压注浆泵于坝顶面，连通注浆管与高压注浆泵；(6)在钻孔内用高压注浆泵灌注固结材料，边注浆边上拔注浆管，直至填满钻孔，注浆过程中固结材料渗透到周围土体中，使土体凝固，形成防渗体；(7)虹吸管持续放水，使得上游水位距离坝顶面5m以上；(8)在距离堰塞坝两岸5～10m范围内，在坝顶挖掘3～5m深的沟槽，沟槽的深度方向是深入到坝体内部；(9)安装直径为1m～2m的预制钢筋混凝土空心管，混凝土管嵌入步骤(8)的沟槽之中，上部再回填土，并压实；(10)堰塞坝顶面浇筑C10～C30的普通混凝土，厚度为30cm～50cm；(11)把步骤(3)和步骤(8)产生的多余的土石料堆积到下游坡角进行压重；(12)上游面和下游面进行修复以形成坝坡；(13)在坝体下游面预制钢筋混凝土空心管管口的下方，挖掘宽度等同于预制钢筋混凝土管直径，深度为0.5m～1m的排水沟；(14)在排水沟内表面浇筑C10的普通混凝土，厚度为10cm～20cm,在下游面用块石砌筑形成护坡；(15)撤除虹吸管，提升安装在预制钢筋混凝土空心管入水口处的挡水板；(16)形成坝体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉龙，丁选明，田攀，肖杨，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85