堆石坝坝顶溢洪道泄槽及其施工方法与流程

1.本发明用于坝体施工技术领域，特别是涉及一种堆石坝坝顶溢洪道泄槽及其施工方法。


背景技术：

2.目前，坝顶溢流面板坝的堆石坝坝顶溢洪道泄槽采用分段设计，段与段之间设结构缝，与不分缝的泄槽相比，这种分缝设计可以较好的适应坝体变形，减少结构的次生内力，但也存在一些缺点：1.分缝后的独立槽段在陡峻的坝坡上很难满足抗滑稳定要求；2.各槽段独立工作，整体抗震性差。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种堆石坝坝顶溢洪道泄槽及其施工方法，其抗震性和整体性更好，能够在陡峻的坝坡上满足抗滑稳定要求，能够满足坝体的变形和沉降要求。
4.第一方面，本发明提供了一种堆石坝坝顶溢洪道泄槽，包括控制段槽体、挑流段槽体和多个节段槽体，所述控制段槽体设在堆石坝的顶部，所述挑流段槽体设在堆石坝底部，所述节段槽体的两端设有装配口，所述节段槽体的底部设有阻滑台阶，各所述节段槽体依次卡接配合设在堆石坝的坡面上并位于所述控制段槽体与所述挑流段槽体之间，所述阻滑台阶嵌入堆石坝的坡面中，各所述节段槽体之间预留一定配合间隙，所述控制段槽体与堆石坝坡面顶部的所述节段槽体相互卡接配合且预留配合间隙，所述挑流段槽体与堆石坝坡面底部的所述节段槽体相互卡接配合且预留配合间隙。
5.上述技术方案中至少具有如下优点或有益效果：通过各个节段槽体之间预留配合间隙能够满足坝体沉降和变形的需求，各个节段槽体的阻滑台阶嵌入到坝体中，所以泄槽能够与坝体连接更加牢固，使得泄槽整体具有较好的抗滑稳定性，各个节段槽体之间是装配式配合连接，控制端槽体与节段槽体之间是配合连接，挑流段槽体与节段槽体之间是配合连接，所以整个槽体之间是相互连接的，泄槽有较好的整体性和抗震性。
6.进一步作为本发明技术方案的改进，所述节段槽体包括第一节段槽，所述第一节段槽的槽壁的一端设有第一装配凸台，所述第一节段槽的槽壁的另一端设有第一装配凹位，所述控制段槽体的槽壁的一端设有第二装配凹位，所述第一装配凸台能够与所述第二装配凹位相互配合。
7.进一步作为本发明技术方案的改进，所述第一节段槽的槽底的一端设有第三装配凹位，所述控制段槽体的槽底设有第二装配凸台，所述第二装配凸台能够伸入所述第一节段槽并与所述第三装配凹位相互配合。
8.进一步作为本发明技术方案的改进，所述节段槽体包括第二节段槽，所述第二节段槽的槽壁的一端设有第三装配凸台，另一端设有第四装配凹位，所述第三装配凸台能够与所述第一装配凹位相互配合。
9.进一步作为本发明技术方案的改进，所述第二节段槽的槽底的一端设有第四装配凸台，所述第一节段槽的槽底设有向外延伸的第一叠瓦，所述第一叠瓦上设有第一装配凹槽，所述第一叠瓦能够伸入所述第二节段槽中使得所述第一装配凹槽与所述第四装配凸台配合。
10.进一步作为本发明技术方案的改进，所述节段槽体包括第三节段槽，所述第三节段槽的槽壁的一端设有第五装配凸台，另一端设有第五装配凹位，所述第五装配凸台能够与所述第四装配凹位相互配合。
11.进一步作为本发明技术方案的改进，所述第三节段槽的槽底的一端设有第六装配凸台，所述第二节段槽的槽底设有向外延伸的第二叠瓦，所述第二叠瓦上设有第二装配凹槽，所述第二叠瓦能够伸入所述第三节段槽使得所述第二装配凹槽与所述第六装配凸台配合。
12.进一步作为本发明技术方案的改进，所述挑流段槽体的槽壁的一端设有第七装配凸台，所述第七装配凸台能够与所述第五装配凹位相互配合。
13.进一步作为本发明技术方案的改进，所述第三节段槽的槽底设有向外延伸的第八装配凸台，所述挑流段槽体的槽底设有第六装配凹位，所述第八装配凸台能够伸入所述挑流段槽体中并与所述第六装配凹位相互配合。
14.第二方面，本发明还提供了一种堆石坝坝顶溢洪道泄槽的施工方法，包括以下步骤：
15.在坝体上从上往下开挖溢洪道基础，溢洪道基础包括控制段基础、泄槽基础和挑流段基础；
16.挑流段基面上打设锚筋，达到强度后浇注挑流段槽体，浇筑时在挑流段槽体上成型出第六装配凹位和第七装配凸台；
17.在开挖的坝体坡面铺素混凝土，作为控制段槽体和节段槽体浇注的工作面，在工作面上架立模板和钢筋；
18.从下往上分段浇注第三节段槽、第二节段槽、第一节段槽和控制段槽体，浇筑时在各个节段槽之间以及控制段槽体与节段槽之间设置止水部件，浇筑时在第三节段槽上成型出第五装配凸台、第六装配凸台和第五装配凹位，在第二节段槽上成型出第三装配凸台、第四装配凸台、第四装配凹位和第二叠瓦，在第一节段槽上设置成型出第一装配凸台、第一装配凹位和第三装配凹位，在控制端槽体上成型出第二装配凹位和第二装配凸台；
19.混凝土凝固好之后，拆模，并按大坝设计方案回填土石方至设计高程。
附图说明
20.下面结合附图对本发明作进一步说明：
21.图1是本发明一个实施例的泄槽在堆石坝坝体上的结构示意图；
22.图2是图1所示实施例中泄槽的分段示意图；
23.图3是图1中a-a向剖视图；
24.图4是图2中b向的示意图；
25.图5是图2中c向的示意图；
26.图6是本发明一个实施例中两个第二节段槽对接的示意图；
27.图7是图6的侧向剖面图。
具体实施方式
28.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
29.本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
32.参见图1～图7，本发明提供了一种堆石坝坝顶溢洪道泄槽，包括控制段槽体1、挑流段槽体5和多个节段槽体。
33.控制段槽体1设在堆石坝的顶部，具体结构为浇筑在坝体顶部的槽型结构，控制段槽体1内部具有溢流堰。
34.挑流段槽体5设在堆石坝底部，其浇筑在坝体底部基岩上，挑流段槽体5的体积较大，而且与基岩的摩擦系数大，粘结结合力强，挑流段槽体5与基岩的结合面还布有锚杆，滑动趋势弱，因此挑流段槽体5的抗滑稳定性很强，抗滑稳定富余度大。
35.节段槽体的两端设有装配口，各节段槽体依次卡接配合设在堆石坝的坡面上并位于控制段槽体1与挑流段槽体5之间，各节段槽体之间预留一定配合间隙，通过各个节段槽体之间预留配合间隙能够满足坝体沉降和变形的需求。
36.具体的，各个节段槽体之间的配合间隙为1～5cm。
37.此外，节段槽体的底部设有阻滑台阶6，阻滑台阶6嵌入堆石坝的坡面中，这样能够有效防止节段槽体在坝体的坡面上滑动。
38.控制段槽体1与堆石坝坡面顶部的节段槽体相互卡接配合且预留一定的配合间隙，这样通过控制段槽体1与节段槽体之间的配合关系以及预留的配合间隙能够满足坝体的变形和沉降的需求。
39.具体的，控制段槽体1与堆石坝坡面顶部的节段槽体之间的配合间隙为1～5cm。
40.挑流段槽体5与堆石坝坡面底部的节段槽体相互卡接配合且二者之间预留一定的配合间隙，同样也通过二者之间的配合关系以及配合间隙来适应坝体的变形和沉降的需求。
41.此外，由于各个节段槽体之间是配合连接，控制端槽体1与节段槽体之间也是配合连接，挑流段槽体5与节段槽体之间也是配合连接，所以整个泄槽的各个槽体节段之间是相互连接的，并不是各自独立的关系，这样也使得泄槽的整体性和抗震性更好。
42.在一些实施例中，节段槽体包括第一节段槽2，第一节段槽2的槽壁的一端设有第一装配凸台20，第一节段槽2的槽壁的另一端设有第一装配凹位21，控制段槽体1的槽壁的一端设有第二装配凹位10，第一装配凸台20能够与第二装配凹位10相互配合。
43.具体的，第一节段槽2为整个泄槽的槽首段，设在坝体的坡面顶部，第一装配凸台20沿着第一节段槽2的延伸方向向外凸出，相应的，第二装配凹位10向控制段槽体1延伸方向向内凹陷，第一装配凸台20能够与第二装配凹位10配合，从而使得第二装配凹位10能够对第一装配凸台20形成限位，达到控制第一节段槽2在z轴负方向的变形位移。
44.进一步的，第一节段槽2的槽底的一端设有第三装配凹位22，控制段槽体1的槽底设有第二装配凸台11，第二装配凸台11能够伸入第一节段槽2并与第三装配凹位22相互配合。
45.具体的，第三装配凹位22在第一节段槽2的槽底并沿着第一节段槽2的延伸方向向内凹进，第二装配凸台11在控制段槽体1的槽底向外凸出，当控制段槽体1与第一节段槽2体相互配合之后，第二装配凸台11会嵌入到第一节段槽2中并与第三装配凹位22配合，当第一节段槽2因水流流激振动而发生沿着y轴方向的水平位移时，第二装配凸台11能够与第一节段槽2的槽壁相互挤压，从而有效控制控制段槽体1和第一节段槽2之间在y轴方向的相对位移。
46.需要说明的y轴方向即为垂直于x轴和z轴的方向。
47.此外，第三装配凹位22和第二装配凸台11会约束第一节段槽2在z轴正方向的位移，而第二装配凹位10与第一装配凸台20会约束第一节段槽2往z轴负方向的位移，所以在第三装配凹位22和第二装配凸台11的配合下以及第二装配凹位10与第一装配凸台20的配合下能够有效控制控制段槽体1与第一节段槽2之间在z轴方向的相对位移，以保证工程安全。
48.参见图2、图6、图7在另外一些实施例中，节段槽体还包括第二节段槽3，第二节段槽3的槽壁的一端设有第三装配凸台30，另一端设有第四装配凹位31，第三装配凸台30能够与第一装配凹位21相互配合。
49.具体的，第三装配凸台30沿着第二节段槽3的延伸方向向外凸出，第一装配凹位21设在第一节段槽2远离控制段槽体1的一端，第一装配凹位21在第一节段槽2的侧壁上并沿着第一节段槽2的延伸方向向内凹进，第一节段槽2与第二节段槽3配合连接后，第三装配凸台30与第一装配凹位21相互配合，其中第三装配凸台30能限定第一节段槽2在z轴正方向的位移。
50.进一步的，第二节段槽3的槽底的一端设有第四装配凸台32，第一节段槽2的槽底设有向外延伸的第一叠瓦23，第一叠瓦23上设有第一装配凹槽24，第一叠瓦23能够伸入第二节段槽3中并与第四装配凸台32配合。
51.具体的，第四装配凸台32位于第二节段槽3的内部并沿着z轴正方向凸起，第一叠瓦23沿着第一节段槽2的延伸方向向外伸出，第一装配凹槽24开设在第一叠瓦23的一侧，第一节段槽2与第二节段槽3相互对接配合后，第一叠瓦23伸入到第二节段槽3中，使得第一装
配凹槽24与第四装配凸台32相互配合。
52.如果第一节段槽2沿坡面出现滑动，则第一节段槽2通过侧壁以及第一装配凹槽24和第四装配凸台32挤压第二节段槽3，第二节段槽3产生抗力，对第一节段槽2起到阻滑保护作用。
53.如果第二节段槽3沿坡面出现滑动，则第二节段槽3通过第一装配凹槽24和第四装配凸台32下拉第一节段槽2，第一节段槽2产生抗力，对第二节段槽3起到阻滑作用，所以第一装配凹槽24和第四装配凸台32有效地控制了第一节段槽2和第二节段槽3之间的相对滑动量，提高整个泄槽的抗滑性。
54.此外，第一叠瓦23是伸入到第二节段槽3内安装配合的，所以如果第一节段槽2与第二节段槽3因水流流激振动而发生沿着y轴方向的相对位移时，第一叠瓦23会与第二节段槽3的槽壁相互挤压，使得第二节段槽3对第一叠瓦23形成约束，从而有效控制第一节段槽2与第二节段槽3之间在y轴方向的相对位移。
55.其中第一叠瓦23的第一装配凹槽24与第四装配凸台32相互配合，第四装配凸台32能够限定第一节段槽2在z轴负方向的位移，因此在第一节段槽2与第二节段槽3的连接处，通过第一叠瓦23与第四装配凸台32的配合以及第三装配凸台30与第一装配凹位21的配合能够实现第一节段槽2与第二节段槽3之间z轴方向的相对位移，以保证工程安全。
56.需要说明的是，第二节段槽3属于泄槽的槽中段，可以根据泄槽的长度将多个第二节段槽3依次卡接配合达到延长泄槽的目的。
57.在一些实施例中，节段槽体还包括第三节段槽4，第三节段槽4的槽壁的一端设有第五装配凸台40，第三节段槽4的槽壁的另一端设有第五装配凹位41，第五装配凸台40能够与第四装配凹位31相互配合。
58.具体的，沿着第三节段槽4的延伸方向，第五装配凸台40凸出第三节段槽4的槽壁，当第三节段槽4与第二节段槽3对接配合之后，第五装配凸台40配合在第四装配凹位31上，在z轴正方向，第五装配凸台40形成对第二节段槽3的限定，进一步限定第二节段槽3在z轴正方向的位移。
59.进一步的，第三节段槽4的槽底的一端设有第六装配凸台42，第二节段槽3的槽底设有向外延伸的第二叠瓦35，第二叠瓦35上设有第二装配凹槽33，第二叠瓦35能够伸入第三节段槽4并与第六装配凸台42配合。
60.具体的，第六装配凸台42位于第三节段槽4内部并沿着z轴正方向凸起，沿着第二节段槽3的延伸方向，第二叠瓦35伸出第二节段槽3的槽底，第二装配凹槽33开设在第二叠瓦35的底侧，当第二节段槽3与第三节段槽4相互配合之后，第二叠瓦35会伸入到第三节段槽4中，且第二装配凹槽33与第六装配凸台42相互配合。
61.第二节段槽3与第三节段槽4之间通过第六装配凸台42与第二叠瓦35的配合以及第五装配凸台40与第四装配凹位31的配合实现二者之间在x、y、z方向的相对位移的限定，保证泄槽整体结构稳定。
62.本发明所示的实施例中，挑流段槽体5与第三节段槽4之间的配合间隙为1～5cm，由于挑流段槽体5在堆石坝底部的抗滑稳定性很强，所以当堆石坝坡面底部的第三节段槽4滑动距离超过5cm时，挑流段槽体5会对第三节段槽4形成限位，从而保证第三节段槽4稳定，提高泄槽的整体稳定性。
63.在本技术中，挑流段槽体5的槽壁的一端设有第七装配凸台50，第七装配凸台50能够与第五装配凹位41相互配合。
64.具体的，第七装配凸台50向外凸出，第三节段槽4与挑流段槽体5配合之后，第七装配凸台50对第五装配凹位41形成限定，进一步控制第三节段槽4在z轴正向的位移。
65.进一步的，第三节段槽4的槽底设有向外延伸的第八装配凸台43，挑流段槽体5的槽底设有第六装配凹位51，第八装配凸台43能够伸入挑流段槽体5中并与第六装配凹位51相互配合。
66.具体的，第八装配凸台43沿着第三节段槽4的延伸方向从第三节段槽4的槽底凸出，第六装配凹位51在挑流段槽体5的内部凹进，第三节段槽4与挑流段槽体5配合之后，第八装配凸台43会伸入到挑流段槽体5中并与第六装配凹位51配合，这样通过第七装配凸台50与第五装配凹位41的配合以及第八装配凸台43与第六装配凹位51的配合，限定挑流段槽体5与第三节段槽4之间在x、y、z三个方向的相对位移，保证泄槽的整体结构的结构稳定性。
67.在一些实施例中，第二节段槽3上设有第一通气通道34，第一通气通道34设在第二节段槽3的槽壁内部，其中第一通气通道34的一端通向第二节段槽3的槽壁底部，另一端通向第二节段槽3的槽壁顶部，具体的，水流在泄槽中流动过程中，流经第一叠瓦23的水流会从第一叠瓦23跌落到第二节段槽3的槽底，所以水流会在第一叠瓦23与第二节段槽3之间形成掺气槽，而第一通气通道34通向第二节段槽3的槽壁底部的一端与此处掺气槽相通，使得第一叠瓦23下游端的掺气槽与外界相通，目的就是为了在泄洪时，为第一叠瓦23下游端掺气用。
68.同理，第三节段槽4上设有第二通气通道44，第二通气通道44设在第三节段槽4的槽壁内部，其中第二通气通道44的一端通向第三节段槽4的槽壁底部，另一端通向第三节段槽4的槽壁顶部，第二通气通道44通向第三节段槽4的槽壁底部的一端也是将第二叠瓦35形成的掺气槽与外界相通，目的就是为了在泄洪时，为第二叠瓦35的下游端掺气用。
69.此外，本发明还提供了一种堆石坝坝顶溢洪道泄槽施工方法，具体施工方法如下：
70.选定坝址处，清理地基杂草和松散的强风化土层；
71.按大坝设计方案选用合适的土石料填筑坝体，分层填筑，分层碾压，使坝体的干密度达到设计规定的要求；
72.当坝体填筑高度达到锚墩顶面高度或略高时，埋设地梁和锚筋，直到大坝封顶；
73.大坝封顶半年后，大坝沉降基本到达到平衡，在大坝上从上往下开挖溢洪道基础，溢洪道基础包括控制段基础、泄槽基础和挑流段基础，此外开挖时，尽量减少扰动；
74.在挑流段基面上打设锚筋，达到强度后浇注挑流段槽体5，浇注时，按要求成型出第六装配凹位51和第七装配凸台50；
75.在开挖的坝体坡面铺素混凝土，作为控制段槽体1和节段槽体浇注的工作面，在工作面上架立模板和钢筋，检查锚筋与泄槽钢筋的连接无误后，从下往上分段浇注第三节段槽4、第二节段槽3、第一节段槽2和控制段槽体1；
76.浇筑时在第三节段槽4上成型出第五装配凸台40、第六装配凸台42、第五装配凹位41和第八装配凸台43，在第二节段槽3上成型出第三装配凸台30、第四装配凸台32、第四装配凹位31和第二叠瓦35，在第一节段槽2上成型出第一装配凸台20、第一装配凹位21、第三装配凹位22和第一叠瓦24，在控制段槽体1上成型出第二装配凹位10和第二装配凸台11；
77.浇筑时在各个节段槽体之间、控制段槽体1与节段槽体之间以及挑流段槽体5与节段槽体之间均设置止水部件7以及泡沫板，泡沫板用来间隔形成配合间隙，止水部件7主要起到对配合间隙进行密封止水的作用；
78.混凝土凝固好之后，拆模，并按大坝设计方案回填土石方至设计高程。
79.当然，本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。