一种穿管防渗墙及其施工方法与流程

本发明涉及一种过水涵管穿防渗墙结构及其施工方法。

背景技术：

当土质基础采用水下浇筑的混凝土防渗墙结构进行防渗同时因为其它功能要求(例如供水)，需要在混凝土防渗墙上下游布置过水涵管穿过混凝土防渗墙时，其安全问题一直是工程界关注的重点，因此一般避免出现此类结构。但是随着工程边界条件越趋复杂，往往难以避开，特别是对于一些城市周边的基础防渗工程。混凝土防渗墙内穿涵管的技术难点在于：(1)水下浇筑的混凝土防渗墙不具备直接预埋止水的条件，无法直接与涵管进行防渗连接；(2)混凝土防渗墙与涵管的基础条件差异较大，存在不均匀变形问题；(3)在混凝土防渗墙上设置永久的孔洞，不仅要保证涵管本身的防渗性能以及混凝土防渗墙与涵管之间的封闭结构安全可靠性，同时要保证在出现局部渗水等危险工况时，具有保持基础渗透稳定的控制措施。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种可以有效解决上述问题的过水涵管穿防渗墙结构及其施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种穿管防渗墙，包括防渗墙本体、设置在防渗墙本体两侧的包封段、过水涵管以及通过止水铜片连接在防渗墙本体和包封段之间的箱涵；防渗墙本体包括水下浇筑的墙体和设置在墙体顶面的帽石；帽石内部及箱涵内部留设有过水通孔，过水通孔彼此防渗对接从而形成过水通道，过水涵管的端部穿过包封段内与过水通道连接；箱涵和包封段的外部及周边还包裹有粗砂。

进一步的，墙体顶部设有槽口，帽石填筑在槽口内及槽口周围的墙体顶面；位于槽口内的帽石部分预留过水通孔。

进一步的，帽石内部和箱涵内部的过水通孔内径相同且大于过水涵管的内径。

进一步的，帽石内部的过水通孔内径大于过水涵管的内径；箱涵内部的过水通孔内径整体过渡变化，其连接帽石的端部内径与帽石内部的过水通孔内径相同，连接过水涵管的端部内径与过水涵管的内径相同。

进一步的，各过水通孔内均设有钢管，钢管之间彼此防渗对接且钢管的形状同所处的过水通孔内径形状变化一致。

进一步的，帽石内的过水通孔的孔口设有环形加强钢筋。

进一步的，防渗墙本体顶部周边按照帽石结构设有钢筋网。

本发明还提供了一种穿管防渗墙的施工方法，以解决过水涵管和混凝土防渗墙的防渗连接问题、不均匀沉降问题以及渗流安全问题。本施工方法包括如下步骤：

步骤a：在土质基础上采用泥浆固壁方式形成防渗墙槽孔；

步骤b：绑扎防渗墙钢筋网，在预留槽口部位预设泡沫板隔离板，预设的泡沫隔离板分为三层分别放置在钢筋网片的两侧和中间，与钢筋网片固定；

步骤c：放置钢筋网，浇筑水下混凝土墙体；

步骤d：混凝土墙体施工结束后，在预留槽口两侧局部开挖基坑，拆除泡沫隔离板和附着的混凝土，凿除整个混凝土墙体顶部的混凝土及隔离板预留槽口周边的混凝土；

步骤e：混凝土墙体顶部周边按照帽石混凝土结构增设钢筋网，割除预留过水通孔孔口部位的钢筋网，设置双层环形止水铜片，混凝土墙体顶部及预留槽口周边按照帽石混凝土结构浇筑混凝土帽石；

步骤f：基坑底部填筑中粗砂，绑扎钢筋网、设置止水，浇筑钢筋混凝土箱涵；钢筋混凝土箱涵一端与混凝土帽石上预留的止水铜片连接，另一端在混凝土端部预留两道环形止水铜片；

步骤g：铺设过水涵管，处于钢筋混凝土包封段的过水涵管外围设置钢筋网，浇筑钢筋混凝土包封段，并与钢筋混凝土箱涵预留止水连接；

步骤h：现浇钢筋混凝土箱涵、过水钢管现浇混凝土包封段外部周边采用夯实中粗砂包裹；

进一步的，步骤e中还包括在过水通孔孔口增设环形加强钢筋。

进一步的，当基础和上部填筑体为粗颗粒土时，现浇钢筋混凝土箱涵、过水钢管现浇混凝土包封段外部周边还增加反滤过渡料包裹。

进一步的，步骤e还包括在过水通孔内预埋钢管；步骤f中还包括在混凝土箱涵中预埋钢管。

本发明的有益效果：

(1)本发明利用在水下浇筑的混凝土防渗墙墙体中预留槽口现浇钢筋混凝土帽石，解决水下浇筑的混凝土防渗墙内无法直接留孔和埋设止水的问题；同时帽石可作为混凝土防渗墙墙体与上部其它防渗结构的连接部件，形成整体的防渗结构。

(2)本发明利用在混凝土防渗墙两侧现浇钢筋混凝土箱涵、钢筋混凝土包封段及其预留止水的方式，有效解决过水涵管与混凝土防渗墙的防渗连接问题和不均匀沉降问题，使基础同时满足防渗要求和布置过水涵管的要求。

(3)本发明利用在过水涵管与混凝土防渗墙连接部位设置中粗砂甚至反滤过渡料的透水能力，能够化解局部渗水可能存在的水力破坏，保证基础的渗透稳定和建筑物整体安全。

附图说明

图1为本发明实施例一的横向剖视图，也即图2中沿c-c线的剖面。

图2为本发明实施例一的纵向剖视图，也即图1中沿a-a线的剖面。

图3为本发明实施例一的纵向剖视图，也即图2中沿b-b线的剖面。

图4为本发明实施例二的横向剖视图，也即图5中沿c-c线的剖面。

图5为本发明实施例二的纵向剖视图，也即图4中沿a-a线的剖面。

图6为本发明防渗墙墙体的典型剖面图。

图7为本发明防渗墙墙体预留槽口及顶部处理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明的具体实施方式一参照附图1至3。本实施例的防渗墙，包括防渗墙本体、过水涵管9、箱涵5、包封段6以及粗砂7。防渗墙本体包括水下浇筑的混凝土墙体1和设置在墙体1顶面的混凝土帽石2,墙体1的顶部预留有槽口11，混凝土帽石2填筑在该槽口11中及槽口11周围的墙体1顶面，且混凝土帽石2顶面齐平。混凝土帽石2的浇筑，可以方便与防渗墙上部填筑物的连接。混凝土帽石2与上部地表其它防渗结构通过预埋止水或者表面止水连接。土质基础8则采用水下浇筑的混凝土墙体1进行防渗。

填筑在槽口11内的混凝土帽石部分预留有过水通孔3。包封段6和箱涵5均为混凝土浇筑，包封段6设置在防渗墙本体的两侧，箱涵5通过预埋的止水铜片4和止水铜片10两侧分别连接包封段6和防渗墙本体。同样的，混凝土箱涵5内部设有过水通孔14，过水通孔14与过水通孔3对接且通过止水铜片4防渗从而形成过水通道，止水铜片4预埋在过水通孔3的孔口周围。过水涵管9的一端穿过包封段6的内部与过水通孔14对接且通过止水铜片10防渗，止水铜片10预埋在过水通孔14的孔口两侧。过水涵管9的另一端延伸出包封段6外，过水涵管9优选为钢管。

特别的，本实施例中，过水通孔3的内径尺寸沿其轴线始终相同且大于过水涵管9的内径。箱涵5内部的过水通孔14内径则沿其轴线呈过渡变化，具体的，过水通孔14连接过水通孔3一端的内径与过水通孔3内径相同，连接过水涵管9一端的内径则与过水涵管9的内径相同，从而过水通孔14的内径从一端向另一端过渡地变小或变大。从而整个过水通道形成主体内径始终不变、两端内径逐渐变小的形状，且防渗墙本体部分的过水通道内径大于过水涵管内径。由此，可以防止在长期使用过程中过水涵管9和防渗墙本体可能存在不均匀形变造成的错动，适当地预留一定的形变空间可以使整个结构更稳定长久地运行。同时，还可以降低防渗墙本体和箱涵内部过水时的流速，减少该部位的局部水头损失。

在过水通孔3的孔口位置设有加强钢筋12，可以辅助提高防渗墙的稳定性。

在钢筋混凝土箱涵5、钢筋混凝土包封段6、延伸出包封段6外的部分过水涵管9以及钢筋混凝土箱涵5和钢筋混凝土包封段6外部周边至基础面都包裹有粗砂7。

特别的，防渗墙本体顶部周边按照帽石2结构设有钢筋网，用于加强结构的稳定性。

当基础和上部填筑体为粗颗粒土时，钢筋混凝土箱涵5、钢筋混凝土包封段6及延伸出包封段6外的部分过水涵管9外部周边还增加反滤过渡料包裹。

当然，如果想要进一步提高本实施方式的防渗要求等级、压力等级时，可以在过水通孔3和过水通孔14内设置钢管，各段钢管之间及钢管和过水涵管9之间同样地通过混凝土内设置的止水铜片4和止水铜片10进行防渗连接。具体地，可以参考说明书附图4。当然，本实施例一采用钢管增加防渗效果的话，则各过水通孔内的钢管形状也应当适配所在过水通孔形状，具体来说，过水通孔3内的钢管应当为内径尺寸无变化的柱形钢管且贴合过水通孔3的内壁，过水通孔14内的钢管的内径应当同样为渐变的，一端内径大一端内径小且钢管外表面贴合过水通孔14内壁设置。

本发明的具体实施方式二参照附图4和附图5。具体实施方式二的技术方案整体与实施方式一相同，最主要的区别点一在于：过水通孔3和过水通孔14的内径相同均沿过水通道的轴线始终不变，即过水通道为圆柱形。过水通道3的内径大于过水涵管9的内径，且同样通过止水铜片10防渗连接。

最主要的区别点二在于：过水通孔3内设有钢管90，过水通孔14内设有钢管91，钢管90和钢管91彼此通过止水铜片4连接，钢管91和过水涵管9通过止水铜片10连接。钢管90和钢管91内径相同且贴合于所在的过水通孔内壁。从而可以加强整个防渗墙的防渗效果。

参考附图1-7，本发明的实施例一和实施例二的具体施工方法为：

步骤a：在土质基础8上采用泥浆固壁方式形成防渗墙槽孔；

步骤b：绑扎防渗墙钢筋网，为双层网片13，在过水通孔3的部位预设泡沫板隔离形成预留槽口11，预设的泡沫隔离板分为三层分别放置在钢筋网片13的两侧和中间，与钢筋网片13固定；

步骤c：放置钢筋网，浇筑水下混凝土墙体1；

步骤d：混凝土墙体1施工结束后，在预留槽口11两侧局部开挖基坑，拆除泡沫隔离板和附着的混凝土，凿除整个混凝土墙体1顶部的混凝土及隔离板预留槽口11周边约50cm的混凝土；

步骤e：混凝土墙体1顶部周边按照帽石2混凝土结构增设钢筋网，割除预留过水通孔3孔口部位的钢筋网，在过水通孔3孔口增设环形加强钢筋12，孔口两侧设置双层环形止水铜片4，混凝土墙体1顶部及预留槽口11周边按照帽石2混凝土结构浇筑混凝土帽石2；

步骤f：基坑底部填筑中粗砂7，绑扎钢筋网、设置止水，浇筑钢筋混凝土箱涵5，箱涵5内部预留过水通孔14；钢筋混凝土箱涵5一端与混凝土帽石2上预留的止水铜片4连接，另一端在混凝土端部预留两道环形止水铜片10；

步骤g：铺设过水涵管9，处于钢筋混凝土包封段6的过水涵管9外围设置钢筋网，浇筑钢筋混凝土包封段6，并与钢筋混凝土箱涵5预留止水10连接；

步骤h：现浇钢筋混凝土箱涵5、过水钢管现浇混凝土包封段6外部周边采用夯实中粗砂7包裹；

步骤i：当基础和上部填筑体为粗颗粒土时，现浇钢筋混凝土箱涵5、过水钢管现浇混凝土包封段6外部周边还增加反滤过渡料包裹。

当然，如果需要增加防渗墙的防渗效果，在步骤e中过水通孔3内设置钢管90，和步骤f中，过水通孔14内设置钢管91。

应当指出，上述描述了本发明的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。