一种用于堰塞体的加固结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种用于堰塞体的加固结构及其施工方法，包括：沿堰塞体的第一待加固区的表面从上至下依次设置的多层第一胶结体，相邻层的第一胶结体彼此接触而形成所述堰塞体的第一加固体；其中，在所述第一加固体内构造有能分别与各层所述第一胶结体相连通的第一灌浆孔。该加固结构具有结构强度高、土体稳定性好、密实度高的优点以及还具有抗冲刷和抗渗透性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于堰塞体的加固结构及其施工方法
本专利技术涉及水利工程
，尤其涉及一种用于堰塞体的加固结构及其施工方法。
技术介绍
堰塞体是由火山熔岩流、冰碛物、地质灾害或地震活动等使山体上的岩石崩塌，从而引起山崩、堵截山谷，在山谷中形成类似大坝的挡水体。然而，由于堰塞湖存在物质组分复杂、信息缺失严重、沉降、湿陷量大以及长期变形难以预测等问题，从而使得堰塞体容易出现冲刷、侵蚀、溶解以及崩塌的问题。对于危险性大的堰塞湖，需要采用人工挖掘、爆破或拦截等方式来引流，以降低堰塞湖内的水位，避免造成大的洪灾。近年来，为了实现堰塞湖的减灾兴利，该领域的设计人员试图将部分堰塞体改建为水利工程。然而，由于堰塞体多是由天然土体堆积而成，通常体积巨大、土体松散、物质组成以及物理力学特性都难以准确地确定。在人工筑坝时，常用的一些加固处理措施也都难以直接应用，因而需要一种有效的用于堰塞体的加固结构。
技术实现思路
针对上述问题，根据本专利技术的第一个方面，提出了一种用于堰塞体的加固结构，包括：沿堰塞体的第一待加固区的表面从上至下依次设置的多层第一胶结体，相邻层的第一胶结体彼此接触而形成所述堰塞体的第一加固体；其中，在所述第一加固体内构造有能分别与各所述第一胶结体相连通的第一灌浆孔。由于各第一胶结体均有比堰塞体更好的结构强度、密实度和稳定性。这样，由各第一胶结体构造而成的第一加固体同样也具有较好的结构强度、密实度和稳定性。进一步地，由于第一加固体的设置，大大地增强了堰塞体的结构强度和密实度，同时，也大大地增强了堰塞体的土体稳定性，有效地降低了该堰塞体发生冲刷、侵蚀、溶解以及崩塌的机率。在一个实施例中，所述第一胶结体包括第一子胶结体和第二子胶结体，其中，所述第一子胶结体和所述第二子胶结体相对所述第一灌浆孔的中心轴线呈对称式设置。这样，不仅降低了施工难度，同时，也使得位于同一层的第一胶结体具有相同的抗剪切能力，提高同一层的第一胶结体的土体稳定性。在一个实施例中，所述第一子胶结体和所述第二子胶结体均构造为从所述第一灌浆孔的中心轴线沿径向向外延伸的带状结构。这样，便使得该第一胶结体具有较好的土体稳定性和较好的结构强度。在一个实施例中，下层第一子胶结体的斜面和底面均低于上层第一子胶结体的斜面和底面，并且所述下层第一子胶结体具有与所述上层第一子胶结体相接触的重叠区。这样，该重叠区的设置，可以较好地避免上层第一子胶结体和下层第一子胶结体的交界处出现结构强度弱、土体稳定性差以及密实度弱化的现象。在一个实施例中，所述加固结构还包括沿所述堰塞体的第二待加固区的表面从上至下依次设置的多层第二胶结体，相邻层的所述第二胶结体彼此接触而形成所述堰塞体的第二加固体，其中，所述第一待加固区和所述第二待加固区呈并排式设置。在一个实施例中，所述加固结构还包括设置在所述堰塞体内的防渗体，其中，所述防渗体位于所述第一加固体和所述第二加固体之间。在一个实施例中，在所述第二加固体内构造有能分别与各层所述第二胶结体相连通的第二灌浆孔。在一个实施例中，在所述堰塞体的第三待加固区的表面构造有泄水流道，在所述泄水流道的底壁上设有多个间隔开的第三加固体，在所述堰塞体的紧邻所述泄水流道的侧壁的部位设有第四加固体。根据本专利技术的第二个方面，提出了一种加固结构的施工方法，包括：第一注浆步骤，向所述堰塞体的第一待加固区的表面进行自流灌浆，以形成第一层第一胶结体体；钻孔步骤，待第一层所述第一胶结体硬化后，在第一层所述第一胶结体上钻取第一灌浆孔，并使得所述第一灌浆孔的底端穿过第一层所述第一胶结体的底端；第二注浆步骤，向所述第一灌浆孔内进行自流灌浆，以形成第二层第一胶结体；依次重复所述钻孔步骤和所述第二注浆步骤，自上而下逐层进行自流灌浆，以在所述堰塞体的对应所述第一待加固区的内部形成多层所述第一胶结体，并使得相邻层的所述第一胶结体彼此接触而形成所述堰塞体的第一加固体。在一个实施例中，所述自流灌浆材料为自密实混凝土、自密实砂浆以及自密实净浆中的一种或多种。在一个实施例中，所述第一灌浆孔的底端所在的平面低于第一层所述第一胶结体的底端所在的平面。在一个实施例中，在所述钻孔步骤之后且在所述第二注浆步骤之前，通过水泵或水枪对所述第一灌浆孔进行冲洗，以改变构成所述第一灌浆孔的孔壁的渗透系数，并根据所述渗透系数来选择相应的所述自流灌浆的材料。在一个实施例中，在所述第二注浆步骤中，通过调节所述自流灌浆的浆液的粘性和流动性来控制第二层所述第一胶结体的扩散范围。与现有技术相比，根据本申请，由于各层第一胶结体均有比堰塞基体更好的结构强度、密实度和稳定性。这样，由各第一胶结体构造而成的第一加固体同样也具有较好的结构强度、密实度和稳定性。进一步地，由于第一加固体的设置，大大地增强了堰塞基体的结构强度和密实度，同时，也大大地增强了堰塞基体的土体稳定性，有效地降低了该堰塞体发生冲刷、侵蚀、溶解以及崩塌的机率。本申请采用的是自上而下的自流灌浆方式，即，从上而下不对灌浆流体施加任何的灌浆压力，只需在灌浆流体的自身重力作用下沿第一灌浆孔的轴向向下流动，同时沿该第一灌浆孔的径向向外扩散，从而大大地避免了由于对灌浆流体施加的灌浆压力过大，导致降低堰塞基体的稳定性的弊端，同时，也大大地避免了由于对灌浆流体施加的灌浆压力过小，导致浆液的扩散范围较小，以使得第一灌浆通孔的数量较为密集，从而大大地增大了经济成本的弊端。另外，本申请采用回转式钻机在第一胶结体上钻取第一灌浆孔。这样，便可避免采用冲击式钻机给堰塞基体的土体稳定性和结构强度带来损坏的弊端。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。在图中：图1为本申请的实施例的加固结构的整体结构示意图。图2为本申请的实施例的加固结构的第一实施例的整体结构示意图。图3为本申请的实施例的加固结构的第二实施例的整体结构示意图。图4为本申请的实施例的加固结构的施工方法的步骤流程示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，图1示意性地显示了该加固结构200包括第一胶结体2和第一加固体3。该第一胶结体2是在堰塞体100上完成施工的。该堰塞体100主要是由火山熔岩流、冰碛物、地质灾害或地震活动等因素使山体上的岩石崩塌下来从而堵截山谷，在山谷中形成类似大坝的挡水体。然而，堰塞体100不是固定永久不变的，该堰塞体100的结构强度也会因受到冲刷、侵蚀、溶解以及崩塌等因素的影响而降低，一旦该堰塞体100被破坏，湖水便会漫溢而出，从而形成洪灾。因而，为了增强该堰塞体100的结构强度，需对堰塞体100进行一定程度的加固，避免该堰塞体100发生损坏。该第一胶结体2为多层，且分别沿堰塞体100的第一待加固区11的表面从上至下依次设置，相邻层的第一胶结体2彼此接触而形成堰塞体100的第一加固体3。由于各层第一胶结体2均有比堰塞体100更好的结构强度、密实度和稳定性。这样，由各第一胶结体2构造而成的第一加固体3同样也具有较好的结构强度、密实度和稳定性。这样，由于第一加固体3的设置，大大地增强了堰塞体100的结构强度和密实度，同时，也大大地增强了堰塞体100的土体稳定性，有效地降低了该堰塞体100发生冲刷、侵蚀、溶解以及崩塌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于堰塞体的加固结构，包括：沿堰塞体的第一待加固区的表面从上至下依次设置的多层第一胶结体，相邻层的第一胶结体彼此接触而形成所述堰塞体的第一加固体；其中，在所述第一加固体内构造有能分别与各层所述第一胶结体相连通的第一灌浆孔。

【技术特征摘要】
1.一种用于堰塞体的加固结构，包括：沿堰塞体的第一待加固区的表面从上至下依次设置的多个第一胶结体，相邻的第一胶结体彼此接触而形成所述堰塞体的第一加固体；其中，在所述第一加固体内构造有能分别与各层所述第一胶结体相连通的第一灌浆孔，由多个第一胶结体构造而成的第一加固体的外形呈松塔形，所述第一胶结体包括第一子胶结体和第二子胶结体，其中，所述第一子胶结体和所述第二子胶结体相对所述第一灌浆孔的中心轴线呈对称式设置，下层第一子胶结体的斜面和底面均低于上层第一子胶结体的斜面和底面，并且所述下层第一子胶结体具有与所述上层第一子胶结体相接触的重叠区。2.根据权利要求1所述的用于堰塞体的加固结构，其特征在于，所述第一子胶结体和所述第二子胶结体均构造为从所述第一灌浆孔的中心轴线沿径向向外延伸的带状结构。3.根据权利要求1所述的用于堰塞体的加固结构，其特征在于，所述加固结构还包括沿所述堰塞体的第二待加固区的表面从上至下依次设置的多层第二胶结体，相邻层的所述第二胶结体彼此接触而形成所述堰塞体的第二加固体，其中，所述第一待加固区和所述第二待加固区呈并排式设置。4.根据权利要求3所述的用于堰塞体的加固结构，其特征在于，所述加固结构还包括设置在所述堰塞体内的防渗体，其中，所述防渗体位于所述第一加固体和所述第二加固体之间。5.根据权利要求4所述的用于堰塞体的加固结构，其特征在于，在所述第二加固体内构造有能分别与各层所述第二胶结体相连通的第二灌浆孔。6.根据权利要求1所述的用于堰塞体的加固结构，其特征在于，在所述堰塞体的第三待加固区的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：金峰，周虎，刘宁，安雪晖，李顺，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11