一種中高水頭船閘弱透水性巖基的防滲減壓排水結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水利水電及水運工程技術領域，具體涉及一種中高水頭船閘弱透水性巖基的防滲減壓排水結構。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的高速發展，水運的運輸量也高速增長，我國許多天然河流中，限于當時的技術和經濟水平，對內河航運需求的快速增長預料不足，同時，隨著內河水運經濟、環保、節能和安全等優勢日益顯現，為了滿足全社會對水運需求日益增長的需要及我國兩型社會建設的推進和經濟轉型發展的要求，我國今年來開工實施了大量的以航運為主的樞紐船閘，并對已建礙航樞紐船閘進行改擴建。新建及改擴建船閘中不乏一些中高水頭船閘，這些船閘主要建于山區河流的巖基上，其中有些船閘因邊界條件限制，無法選擇在良好的地基上，對中高水頭船閘，特別是樞紐船閘，其四周均為持續的或間斷性的高水位狀態，檢修期間對船閘底板抗浮不利。
[0003]研究表明，船閘底板抗浮不利的工況主要為檢修期間。對于船閘抗浮問題，一般采取的工程措施為增加結構自身重量、加設抗浮錨桿、降低檢修水位、閘室底板開設排水孔等，均取得了顯著的效果。
[0004]但對中高水頭樞紐船閘，因輸水系統及地質條件等因素限制，一般船閘閘室為分離式結構，其中底板一般為封閉的輕型輸水系統結構，而樞紐船閘因樞紐發電因素，一般其四周均為持續的或間斷性的高水位狀態，難以選擇合理的低水位檢修時段，為此，對于較高的檢修水位情況下，必須采取可靠、有效、經濟的抗浮措施。綜合比較常規措施，在檢修水位不便于調整的情況下，設置錨桿難以平衡高檢修水位產生的浮托力，增加結構自重不僅難以滿足輸水系統結構要求，又將較大的增加工程投資，而船閘閘室中底板從輸水及防滲漏角度又無法開設降壓孔，為此，在目前國內外對于新建及改擴建船閘四周均處于高水頭狀態下的抗浮研究不多的情況下，提出中高水頭船閘弱透水性巖基防滲排水減壓結構尚屬新的課題。
【發明內容】
[0005]針對中高水頭船閘特別是樞紐船閘，其四周均為持續的或間斷性的高水位狀態，檢修期間對船閘底板抗浮不利的工況下，本實用新型提供了一種中高水頭船閘弱透水性巖基的防滲減壓排水結構，能夠有效解決船閘檢修期間底板抗浮問題，實現閘室底揚壓力可控，同時又方便船閘檢修，節約工程投資。
[0006]—種中高水頭船閘弱透水性巖基的防滲減壓排水結構，包括:
[0007]封閉的防滲機構，布置于沿船閘主體平面輪廓周圍的地基內；
[0008]減壓排水機構，設置于船閘閘室兩側閘墻底板下方的地基內；
[0009]輸排水機構，設置于船閘閘室兩側閘墻以及閘墻底板內，且與所述的減壓排水機構連接；
[0010]監測機構，沿船閘主體橫向典型斷面布置，用以實時測量船閘底板地基揚壓力。
[0011]進一步地，所述的防滲機構采用灌漿防滲帷幕和防滲墻；其中，對于巖基部位采用灌漿防滲帷幕，對于砂卵石覆蓋層較厚部位采用防滲墻。
[0012]進一步地，所述的減壓排水機構包括四排排水孔，閘室兩側閘室墻底板下地基各布置兩排。
[0013]進一步地，所述的輸排水機構包括排水廊道和排水井，排水廊道設置于閘室墻底板內，排水井設置于閘室墻體內；所述的排水廊道分為橫向排水廊道和縱向排水廊道，縱向排水廊道對應排水孔有四條，兩側閘墻底板各布置兩條，所述的排水孔通入對應的縱向排水廊道；閘室任一側的兩條縱向排水廊道之間通過多條所述的橫向排水廊道連接，其中內側的縱向排水廊道上布置有若干所述的排水井。
[0014]進一步地，所述的監測機構采用滲壓計，即船閘上、下閘首各布置一處觀測橫斷面，閘室基面下等距離布置多處觀測橫斷面，每處觀測橫斷面設有若干個觀測點，每個觀測點埋設有所述的滲壓計。
[0015]本實用新型通過在船閘主體結構地基周邊采用防滲帷幕封閉，并在船閘兩側閘墻底板內設置排水廊道及鉆設巖基排水孔，在檢修期間通過設置在閘墻內的排水井對于船閘主體結構地基進行降排水，減小基底揚壓力到允許范圍內；同時結合滲透壓力觀測，通過人工或計算機對觀測數據進行分析和處理以實現預警。
[0016]由此，本實用新型具有以下有益技術效果:
[0017](I)本實用新型通過采用中高水頭船閘弱透水性巖基防滲排水減壓結構，節約了工程投資。
[0018](2)本實用新型通過采用中高水頭船閘弱透水性巖基防滲排水減壓結構，有效的降低了檢修期船閘地基的揚壓力和止水破壞情況下的揚壓力。
[0019](3)本實用新型滲壓監測系統是減壓排水系統的有機組成部分，為更有效的規避風險提供了自動化的保障，實現了基底揚壓力可控。
[0020](4)本實用新型采用的防滲減壓排水結構，能有效降低船閘底板的揚壓力，可顯著節約工程投資，并提高了工程安全性，具有很好的應用前景。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型防滲減壓排水結構的平面布置圖。
[0022]圖2為本實用新型防滲減壓排水結構的斷面圖。
[0023]圖3為本實用新型滲壓監測系統的平面布置圖。
【具體實施方式】
[0024]為了更為具體地描述本實用新型，下面結合附圖及【具體實施方式】對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0025]如圖1和圖2所示，本實用新型中高水頭船閘巖基封閉防滲區域內的減壓排水系統，包括:在中高水頭船閘主體下弱透水地基周邊布置封閉的防滲體系，形成近似狹長矩形的封閉防滲區域、在封閉的防滲區域兩側閘室墻底板下地基內設置雙排減壓排水孔、在閘室底板內設置縱橫向的輸排水廊道作為地基滲水溝通系統以及集排水體系、在兩側閘室墻體內設置排水井、沿船閘主體橫向典型斷面布置必要的滲透壓力觀測體系，從而實現閘室底揚壓力可控。其中:
[0026]為滿足汛期干地施工要求及船閘檢修期閘室底板抗浮要求，設計在上、下閘首及閘室四周設置防滲帷幕(防滲墻)，形成完整的封閉防滲體系。其中巖基部位采用灌漿防滲帷幕，為單排孔，帷幕深度至ω = 0.05等值線下3m(約1m)，孔距1.5m ;對于砂卵石覆蓋層較厚部位采用防滲墻，墻厚0.6m，深至ω = 0.05等值線下3m(約1m)。另外，配合船閘主體防滲帷幕布置，滿足檢修期及止水破壞情況下防滲減壓需要，在船閘防滲帷幕后側布置排水系統，排水系統包括雙排排水孔，排水孔間距為2m，深度為6m，孔徑為15cm，排水孔通入閘墻底板內的縱橫向檢修排水廊道，并在每側閘墻內設置3座檢修排水井。
[0027]如圖3所示，為增強對船閘底板地基揚壓力的觀測，即在上、下閘首各布置I處觀測橫斷面，在閘室基面下各布置10處觀測橫斷面，每觀測橫斷面設7?8個觀測點，埋設滲壓計。滲壓計信號通過四芯雙鉸屏蔽電纜接入觀測儀器(自動信號采集系統，設在上、下閘首啟閉機房底層)。自動信號采集系統中的數據采集單元具有實現選點測量、巡回測量、定時測量等多種測量方式；自動信號采集系統具有存儲功能，并可將采集到的數據通過通訊接口傳送到專用計算機系統(監控主機或信息管理主機)中。運行人員可在監控主機上設定或修改監測周期。監控主機可通過專用處理軟件對數據進行進一步的分析和處理并具有報警系統。
[0028]本實施方式在檢修期間，嚴格控制船閘底板地基的揚壓力，采取主動排水方式，將地基揚壓力降至最低，并加強揚壓力的監控。
[0029]上述的對實施例的描述是為便于本技術領域的普通技術人員能理解和應用本實用新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對上述實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本實用新型不限于上述實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示，對于本實用新型做出的改進和修改都應該在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種中高水頭船閘弱透水性巖基的防滲減壓排水結構，其特征在于，包括: 封閉的防滲機構，布置于沿船閘主體平面輪廓周圍的地基內； 減壓排水機構，設置于船閘閘室兩側閘墻底板下方的地基內； 輸排水機構，設置于船閘閘室兩側閘墻以及閘墻底板內，且與所述的減壓排水機構連接; 監測機構，沿船閘主體橫向典型斷面布置，用以實時測量船閘底板地基揚壓力。2.根據權利要求1所述的防滲減壓排水結構，其特征在于:所述的防滲機構采用灌漿防滲帷幕和防滲墻；其中，對于巖基部位采用灌漿防滲帷幕，對于砂卵石覆蓋層較厚部位采用防滲墻。3.根據權利要求1所述的防滲減壓排水結構，其特征在于:所述的減壓排水機構包括四排排水孔，閘室兩側閘室墻底板下地基各布置兩排。4.根據權利要求3所述的防滲減壓排水結構，其特征在于:所述的輸排水機構包括排水廊道和排水井，排水廊道設置于閘室墻底板內，排水井設置于閘室墻體內；所述的排水廊道分為橫向排水廊道和縱向排水廊道，縱向排水廊道對應排水孔有四條，兩側閘墻底板各布置兩條，所述的排水孔通入對應的縱向排水廊道；閘室任一側的兩條縱向排水廊道之間通過多條所述的橫向排水廊道連接，其中內側的縱向排水廊道上布置有若干所述的排水井。5.根據權利要求1所述的防滲減壓排水結構，其特征在于:所述的監測機構采用滲壓計，即船閘上、下閘首各布置一處觀測橫斷面，閘室基面下等距離布置多處觀測橫斷面，每處觀測橫斷面設有若干個觀測點，每個觀測點埋設有所述的滲壓計。6.根據權利要求1所述的防滲減壓排水結構，其特征在于:所述的防滲減壓排水結構通過在船閘主體結構地基周邊采用防滲帷幕封閉，并在船閘兩側閘墻底板內設置排水廊道及鉆設巖基排水孔，在檢修期間通過設置在閘墻內的排水井對于船閘主體結構地基進行降排水，減小基底揚壓力到允許范圍內；同時結合滲透壓力觀測，通過人工或計算機對觀測數據進行分析和處理以實現預警。
【專利摘要】本實用新型公開了一種中高水頭船閘弱透水性巖基的防滲減壓排水結構，包括防滲結構、排水結構、輸排水結構及監測系統；其中，在中高水頭船閘主體下弱透水地基周邊布置封閉的防滲體系，在封閉的防滲區域閘室墻底板下設置減壓排水孔，在閘室墻底板及墻體內設置輸排水廊道和排水井，同時結合閘底滲透壓力觀測系統。本實用新型通過采用中高水頭船閘弱透水性巖基防滲排水減壓結構，有效的降低了檢修期船閘地基的揚壓力和止水破壞情況下的揚壓力；為更有效的規避風險提供了自動化的保障，實現了基底揚壓力可控；提高了工程安全性，并節約了工程投資。
【IPC分類】E02B3/16, E02C1/06
【公開號】CN204940234
【申請號】CN201520669766
【發明人】張公略, 金國強, 李浙江
【申請人】浙江省交通規劃設計研究院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月31日