导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构及施工方法。


背景技术：

2.目前，在中国的西南区域正修筑与规划设计多座水利水电工程，如双江口、两河口、如美、长河坝、玛尔挡、叶巴滩等。这些水利水电工程位于高山峡谷中，河床两侧边坡陡峭，施工导流均采用在山体中开挖相应的导流洞的隧洞导流方案。然而，水电工程导流洞出口水流流速极高，出口对岸多为覆盖层深厚的道路边坡，经常出现道路边坡破坏，进而导致交通道路路面塌陷的案例，如西南地区某300米级特高堆石坝导流洞对岸道路边坡每年都采用大块石串护岸并修复岸坡，却每年都被冲毁，安全隐患十分突出，且道路经常中断，给工期紧张的工程带来较大影响。此外，西南地区水电工程导流洞出口河道水位洪枯变幅大，枯期可施工时间较短，导流洞出口对岸道路边坡的防护施工时间短，难度大。
3.目前，常规的岸坡基础防护结构主要有木桩基础、浆砌石基础、喷粉桩基础、沉井基础、高喷墙基础及地下连续墙基础等，木桩基础、浆砌石基础、喷粉桩基础的防护深度往往防护深度较小，对于导流洞出口高流速条件下冲刷严重的库岸防护效果甚微。专利号为201610605908.4的文献公开了一种“岸坡防冲抗滑结构”其包括地下连续墙结构，但其施工工艺复杂，投资高，施工周期长，难以适用于导流洞出口对岸道路边坡。因此，有必要研究一种适用于导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构及其施工方法。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：提供一种施工工期短、施工方便且投资较低的适用于导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构施工方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构施工方法，包括如下步骤：
6.第一步：在河道枯期开始施工，对初始的边坡本体开挖清理至稳定坡比，开挖产生的石渣料存放备用；
7.第二步：沿边坡本体的坡脚进行回填块石串施工，同时还利用第一步中产生的石渣料进行回填，然后用打夯机夯实以形成块渣堆填结构，并在块渣堆填结构的上表面形成第一施工便道，第一施工便道的高程高于施工期的水位高程h1至少0.5m；
8.第三步：采用挖掘机在第一施工便道上沿边坡本体的坡脚进行挖掘施工以形成挖掘槽，挖掘至边坡基覆界限处，然后在挖掘槽内浇筑水下混凝土以形成混凝土齿槽基础，混凝土齿槽基础浇筑至与第一施工便道同高程；
9.第四步：对混凝土齿槽基础的上表面凿毛处理，然后在混凝土齿槽基础上部进行混凝土浇筑以形成混凝土齿槽上部结构，在混凝土齿槽上部结构的上表面形成第二施工便道；
10.第五步：在边坡本体表面进行钢筋制安，然后浇筑混凝土以形成钢筋混凝土护坡，钢筋混凝土护坡的下边缘与混凝土齿槽上部结构相接，钢筋混凝土护坡的上边缘与交通道路相接，钢筋混凝土护坡的顶高程高于汛期水位h2至少0.5m。
11.进一步的是：在第二步中，施工期的水位高程h1为施工枯期月份对应的导流洞出口5年一遇的水位。
12.进一步的是：在第四步中，进行混凝土齿槽上部结构的混凝土浇筑施工过程中预埋有插筋，插筋的部分穿出混凝土齿槽上部结构后埋入第五步中浇筑的钢筋混凝土护坡内。
13.进一步的是：在第三步中，挖掘槽需要挖掘至底部的硬质岩石为止。
14.进一步的是：在第五步中进行钢筋制安过程中，按间排距3m设架立筋固定，并按2.4m每仓分层支设钢模板从下至上浇筑钢筋混凝土护坡至顶部，并在进行钢筋混凝土护坡的混凝土浇筑过程中预埋排水管。
15.进一步的是：在第五步中，汛期水位h2为施工汛期对应的导流洞出口20年一遇的水位。
16.进一步的是：还包括第六步：用水泥浆喷砂在第一施工便道上，增加渣体粘结力；然后将若干四面体吊装放置到第一施工便道上，并用钢丝绳串起形成四面体串。
17.另外，本发明还提供一种导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构，由上述的导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构施工方法施工所形成，其包括边坡本体，在边坡本体上部设置有交通道路，还包括混凝土齿槽基础、混凝土齿槽上部结构、块渣堆填结构和钢筋混凝土护坡，混凝土齿槽基础和块渣堆填结构并列设置于边坡本体的坡脚部位，其中混凝土齿槽基础靠近边坡本体侧，块渣堆填结构靠近河道侧，混凝土齿槽基础和块渣堆填结构的上表面平齐，混凝土齿槽上部结构设置于混凝土齿槽基础上方且与边坡本体相接，钢筋混凝土护坡为层叠设置于边坡本体的坡表，钢筋混凝土护坡的下边缘与混凝土齿槽上部结构相接，钢筋混凝土护坡的上边缘与交通道路相接。
18.进一步的是：在交通道路上靠近边坡本体的一侧设置有防浪墙。
19.进一步的是：在钢筋混凝土护坡的下边缘与混凝土齿槽上部结构相接处设置有插筋连接。
20.进一步的是：第二施工便道的宽度l大于三米，在第一施工便道上放置有若干四面体。
21.本发明的有益效果是：
22.1、本发明设置的混凝土齿槽基础可以很好的起到防止底部掏刷的作用，同时对道路边坡起到很好的固脚加固作用。
23.2、本发明巧妙的利用最枯时段施工，采用块石串与石渣的混合回填结构形成第一施工便道，第一施工便道既可以作为后续开挖施工和水下混凝土填筑的施工平台，也可以在建成后作为结构护脚加固结构，还可以作为码放混凝土四面体串的平台，大大提高了整体结构的稳定性和防冲、防掏刷效果，且缩短了施工工期。
24.3、本发明巧妙的设置混凝土齿槽上部结构并形成第二施工便道，其不仅可以做为施工期的临时施工平台方便后续混凝土四面体的吊装施工以及后续钢筋混凝土护坡等的施工，而且对建成后的钢筋混凝土护坡还可起到很好的底部加固作用，较好的保证了钢筋
混凝土护坡的稳定性和整体结构的稳定性。同时，
25.4、本发明的整体结构各分部位都能起到较好的防护和稳定效果，最终形成的整体承载结构体系，防护强度高，施工安全方便，对于导流洞出口高流速条件下的复杂道路边坡适应性好，防冲和整体抗滑稳定效果好。通过整体结构体系，减小了工程量，节省了工程造价。
26.5、本发明提出的施工方法通过借助快速建成的块渣堆填结构本身形成第一施工便道作为施工平台，可极大地加快施工进度，缩短了施工工期。
附图说明
27.图1为本发明所述的导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构的示意图；
28.图中标记为：边坡本体1、边坡基覆界限1
‑
a、块渣堆填结构2、第一施工便道3、混凝土齿槽基础4、混凝土齿槽上部结构5、第二施工便道6、钢筋混凝土护坡7、交通道路8、插筋9、排水管10、四面体11、防浪墙12。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
30.需要说明，若本发明中有涉及方向性指示用语，如上、下、左、右、前、后的方向、方位用语，是为了利于构件间相对位置联系的描述，非为相关构件、构件间位置关系的绝对位置特指，仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。若本发明中有涉及数量的用语，如“多”、“多个”、“若干”等，具体指的是两个及两个以上。
31.如图1所示，本发明所述的导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构施工方法，包括如下步骤：
32.第一步：在河道枯期开始施工，对初始的边坡本体1开挖清理至稳定坡比，开挖产生的石渣料存放备用；
33.第二步：沿边坡本体1的坡脚进行回填块石串施工，同时还利用第一步中产生的石渣料进行回填，然后用打夯机夯实以形成块渣堆填结构2，并在块渣堆填结构2的上表面形成第一施工便道3，第一施工便道3的高程高于施工期的水位高程h1至少0.5m；
34.第三步：采用挖掘机在第一施工便道3上沿边坡本体1的坡脚进行挖掘施工以形成挖掘槽，挖掘至边坡基覆界限处1
‑
a，然后在挖掘槽内浇筑水下混凝土以形成混凝土齿槽基础4，混凝土齿槽基础4浇筑至与第一施工便道3同高程；
35.第四步：对混凝土齿槽基础4的上表面凿毛处理，然后在混凝土齿槽基础4上部进行混凝土浇筑以形成混凝土齿槽上部结构5，在混凝土齿槽上部结构5的上表面形成第二施工便道6；
36.第五步：在边坡本体1表面进行钢筋制安，然后浇筑混凝土以形成钢筋混凝土护坡7，钢筋混凝土护坡7的下边缘与混凝土齿槽上部结构5相接，钢筋混凝土护坡7的上边缘与交通道路8相接，钢筋混凝土护坡7的顶高程高于汛期水位h2至少0.5m。
37.其中，第一步的开始施工选择在河道枯期开始，此时河道的水位处于较低状态以便于施工更加方便；而通过对初始的边坡本体1开挖清理至稳定坡比，则是为后续对原始的
边坡本体1的表面进行混凝土浇筑施工以形成钢筋混凝土护坡7进行保护，同时可使得最终的坡比相对稳定，以确保最终的边坡的稳定性。
38.在第二步中，通过采用回填块石串施工，以在坡脚快速形成第一施工便道3，第一施工便道3可作为相应的施工通道，以便于施工设备及人员的通行。块石串施工具体可为回填相对较大的块石，并进一步将第一步中产生的石渣料进行回填，及通过回填较大的块石与石渣料的混合结构，然后再用打夯机夯实以形成块渣堆填结构2并将其表面整理平整后作为第一施工便道3。当然，为确保第一施工便道3的有效使用，实际施工时要求第一施工便道3的高程高于施工期的水位高程h1至少0.5m，施工期的水位高程h1一般为施工枯期月份对应的导流洞出口5年一遇的水位，以确保施工过程中第一施工便道3不会被水淹没；当然一般情况下，设置第一施工便道3的高程比施工期的水位高程h1高0.5m即可。同时第一施工便道3还可以在建成后作为结构护脚加固结构，大大提高了整体结构的稳定性和防冲效果。
39.在第三步中，采用挖掘机在第一施工便道3上沿边坡本体1的坡脚进行挖掘施工以形成挖掘槽，并且挖掘过程中可进一步设置挖掘槽挖掘至底部的硬质岩石为止，这样可使得后续浇筑施工所形成的混凝土齿槽基础4的稳定性，避免后续因地基差而导致结构变形甚至垮塌。挖掘槽挖掘完成后，在挖掘槽内浇筑水下混凝土以形成混凝土齿槽基础4，混凝土齿槽基础4浇筑至与第一施工便道3同高程；混凝土齿槽基础4以及块渣堆填结构2均可在整个结构建成后作为结构护脚加固结构，能够大大提高了整体结构的稳定性和防冲效果；同时混凝土齿槽基础4还进一步作为后续混凝土齿槽上部结构5的施工基础。
40.在第四步中，即为进行混凝土齿槽上部结构5的施工，以作为后续钢筋混凝土护坡7的下边缘的基础，同时还可形成第二施工便道6；当然，第二施工便道6的宽度尺寸具体可优选设置为不小于3m，这样可允许必要的施工设备的通行，以便于后续施工的交通所需。进一步还可在第四步中，进行混凝土齿槽上部结构5的混凝土浇筑施工过程中预埋有插筋9，插筋9的部分穿出混凝土齿槽上部结构5后埋入第五步中浇筑的钢筋混凝土护坡7内；以确保混凝土齿槽上部结构5与钢筋混凝土护坡7之间的连接强度。
41.最后，在第五步中，则为进行钢筋混凝土护坡7的施工，以在初始开挖清理所形成的边坡本体1的坡表面形成钢筋混凝土护坡7起到防冲保护作用。当然，不失一般性的，钢筋混凝土护坡7的顶高程应当高于汛期水位h2至少0.5m，汛期水位h2一般为施工汛期对应的导流洞出口20年一遇的水位；如具体设置钢筋混凝土护坡7的顶高程比汛期水位h2高0.5m。
42.更为具体的，在第五步中进行钢筋制安过程中，可进一步按间排距3m设架立筋固定，并按2.4m每仓分层支设钢模板从下至上浇筑钢筋混凝土护坡7至顶部。而且，在浇筑钢筋混凝土护坡7的过错中，进一步可预埋排水管10以便于通过排水管10将边坡本体内部积水排出，以起到更好的排水作用；具体的排水管10可参照附图中所示位置和角度关系进行安装。
43.另外，本发明中在上述第一步至第五步施工完成后，还可进一步包括第六步：用水泥浆喷砂在第一施工便道3上，增加渣体粘结力，提高块渣堆填结构整体稳定性；将若干四面体11吊装放置到第一施工便道3上，并用钢丝绳串起形成四面体串；即进一步在第一施工便道3上放置若干的由混凝土预制的四面体11结构，以起到更好的防冲、放浪效果。
44.另外，本发明还提供一种通过上述本发明所述的导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构施工方法施工所形成的一种导流洞出口对岸道路边坡的防冲刷抗滑结构，其包
括边坡本体1，在边坡本体1上部设置有交通道路8，还包括混凝土齿槽基础4、混凝土齿槽上部结构5、块渣堆填结构2和钢筋混凝土护坡7，混凝土齿槽基础4和块渣堆填结构2并列设置于边坡本体1的坡脚部位，其中混凝土齿槽基础4靠近边坡本体1侧，块渣堆填结构2靠近河道侧，混凝土齿槽基础4和块渣堆填结构2的上表面平齐，混凝土齿槽上部结构5设置于混凝土齿槽基础4上方且与边坡本体1相接，钢筋混凝土护坡7为层叠设置于边坡本体1的坡表，钢筋混凝土护坡7的下边缘与混凝土齿槽上部结构5相接，钢筋混凝土护坡7的上边缘与交通道路8相接。
45.其中，可通过设置块渣堆填结构2以及混凝土齿槽基础4可作为结构护脚加固结构，大大提高了整体结构的稳定性和防冲效果。而且也可作为施工过程中临时的施工平台用，使得施工更加方便、快速。
46.另外，本发明中进一步还可在交通道路8上靠近边坡本体1的一侧设置有防浪墙12；通过防浪墙12可起到一定的放浪作用，降低水流涌浪到交通道路8上。