壩體和河道跌水的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水利設施，具體地，涉及一種壩體。此外，本實用新型還涉及一種河道跌水。
【背景技術】
[0002]重力壩、拱壩、土壩是壩工領域的三大基本壩型。由于結構簡單、安全可靠、對地形地質條件適應性強、施工方便等優點，重力壩至今仍是被廣泛采用的一種壩型，其筑壩材料一般為混凝土或漿砌石。
[0003]然而，重力壩也存在以下缺點:壩體剖面尺寸大，材料用量多;壩體應力較低，材料強度不能充分發揮;壩體與地基接觸面積大，相應壩底揚壓力大，對穩定不利;壩體體積大，由于施工期混凝土的水化熱和硬化收縮，將產生不利的溫度應力和收縮應力。
[0004]此外，對于不同筑壩材料形成的壩體，其施工要求也存在不同。例如，漿砌石不能機械化施工，施工質量受工人素質、技術及責任心影響很大，質量控制困難，整體性差，施工速度慢，施工難度較大。而以常態混凝土作為筑壩材料，不僅使用水泥量大，水化溫升高，表面容易出現裂縫，需要在澆筑混凝土時采取嚴格的溫控措施。溫控工藝對施工隊伍能力和經驗要求很高，溫控措施制約施工進度，影響工程整體工期。且上述兩種筑壩材料均需干場施工且造價較高。
[0005]作為河道治理中另一種常用措施，河道跌水用于使上游水流自由跌落到下游的落差建筑物，以形成落水景觀或避免落差集中處水流對河床的沖擊。類似地，跌水的主體結構如跌水臺階或跌水墻主要由磚、石或混凝土等材料砌筑形成，同樣存在上述壩體存在的技術問題。
[0006]有鑒于此，有必要對上述現有技術改進，以至少部分地解決其中部分技術問題。【實用新型內容】
[0007]本實用新型實際要解決的技術問題提供一種壩體和河道跌水，該壩體和河道跌水不完全受干場施工的限制，便于機械化施工，施工效率高、成本較低。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型的一個方面提供一種壩體，該壩體包括至少通過石籠堆疊設置形成的壩層，其中，所述石籠包括籠體、裝填至該籠體內的塊狀物料以及灌注至該籠體內的膠凝材料，該膠凝材料至少充填相鄰所述塊狀物料之間的縫隙以將所述籠體內的所述塊狀物料粘結為整體結構。
[0009]優選地，所述籠體具有至少通過鍍鋅網片和/或浸塑網片架設形成的網狀箱，所述塊狀物料為裝填至該網狀箱限定的內部空間中的塊石或卵石。
[0010]優選地，形成所述網狀箱的所述鍍鋅網片和/或浸塑網片的網孔尺寸不小于250mm，所述塊狀物料的粒徑不小于300mm。
[0011]優選地，所述網狀箱的高度為1.5m?2m，長度和寬度分別為2m?3m。
[0012]優選地，所述膠凝材料包括灌注至相鄰所述塊狀物料之間的縫隙中的自密實混凝土，且該自密實混凝土至少滿足如下一者:最大粗骨料粒徑不大于20mm，i丹落度為650mm?750mm，V形漏斗流出時間為7s?25s。
[0013]優選地，在所述壩層中，多個所述石籠連續堆疊設置并整體灌注以形成為澆筑倉面，各個所述澆筑倉面在沿所述壩體的長度方向的尺寸為15m?25m，且相鄰所述澆筑倉面之間設置有泡沫板。
[0014]優選地，所述壩體包括沿該壩體的厚度方向排列的多個所述壩層，相鄰所述壩層之間和/或所述壩體的朝向上游水體的一側形成有防滲面板。
[0015]此外，本發明的另一個方面提供一種河道跌水，該河道跌水包括至少通過石籠筑設于河床上形成的多個跌水臺階或跌水墻，其中，所述石籠包括籠體、裝填至該籠體內的塊狀物料以及灌注至該籠體內的膠凝材料，該膠凝材料至少充填相鄰所述塊狀物料之間的縫隙以將所述籠體內的所述塊狀物料粘結為整體結構。
[0016]優選地，在沿河道的延伸方向上，多個所述跌水臺階分別水平布置并連續搭設，或者，多個所述跌水墻彼此間隔設置且延伸高度遞減。
[0017]優選地，所述籠體具有至少由鍍鋅網片和/或浸塑網片架設形成的網狀箱，所述塊狀物料為裝填至該網狀箱限定的內部空間中的塊石或卵石，所述膠凝材料為灌注至相鄰所述塊狀物料之間的縫隙中的細石混凝土、自密實混凝土和/或砂漿。
[0018]通過上述技術方案，本實用新型利用灌注有膠凝材料的石籠形成壩體和河道跌水，可以在例如工期緊張或搶險工程中首先使裝填有塊狀物料的籠體發揮作用，能夠在水下快速施工;待如汛期過后的干場條件下灌注膠凝材料，因而至少在前期不受干場施工的限制。在裝填塊狀物料時可以方便地實現機械化施工，且例如可以以建筑垃圾等作為塊狀物料，從而便于提高施工效率、降低成本。
[0019]本實用新型的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0020]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:[0021 ]圖1是根據本實用新型一種【具體實施方式】的壩體的結構示意圖；
[0022]圖2是圖1中使用的石籠的結構示意圖；
[0023]圖3是根據本實用新型另一種【具體實施方式】的壩體的結構示意圖；
[0024]圖4是根據本實用新型一種【具體實施方式】的河道跌水的結構示意圖；
[0025]圖5是根據本實用新型另一種【具體實施方式】的河道跌水的結構示意圖。
[0026]附圖標記說明
[0027]I 石籠11 籠體
[0028]12 塊狀物料 13 膠凝材料
[0029]2 壩層3 防滲面板
[0030]4 跌水臺階 5 跌水墻
【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0032]參照圖1和圖3所示，本實用新型的一個方面提供了一種壩體，該壩體包括多個壩層2，各個壩層2包括堆疊設置的多個石籠I;參照圖3和圖4所示，本實用新型的另一個方面提供了一種河道跌水，該河道跌水包括多個跌水臺階4或跌水墻5，其中，跌水臺階4包括鋪設在河床上的多個石籠I，跌水墻5包括堆疊設置在河床上的多個石籠I。
[0033]上述壩體和河道跌水中的石籠I可以具有相同的結構。一般地，參照圖2所示，石籠I包括籠體11、裝填至該籠體11內的塊狀物料12以及灌注至該籠體11內的膠凝材料13，該膠凝材料13至少充填相鄰所述塊狀物料12之間的縫隙以將所述籠體11內的所述塊狀物料12粘結為整體結構。
[0034]本實用新型利用灌注有膠凝材料13的石籠I形成壩體和河道跌水，可以在例如工期緊張或搶險工程中首先使裝填有塊狀物料12的籠體11發揮作用，能夠在水下快速施工；待如汛期過后的干場條件下灌注膠凝材料13，因而至少在前期不受干場施工的限制。在裝填塊狀物料12時可以方便地實現機械化施工，且例如可以以建筑垃圾等作為塊狀物料，從而便于提高施工效率、降低成本。
[0035]就石籠I自身而言，本實用新型通過使用膠凝材料13，顯著增強了其整體性，即使在使用過程中發生籠體11損壞(例如由于銹蝕)等情況，也能夠便于保持其穩定結構，避免在如水流沖擊下失效，具有結構強度高、耐久性好、抗沖刷能力強等優點。
[0036]應當理解的是，上述膠凝材料13通常從籠體11上側灌注，并主要在重力作用下自然流動。從而，灌注的膠凝材料13能夠較為充分地填充各塊狀物料12之間的縫隙，以從整體上具有形成為彼此緊密連接的結構。
[0037]在本實用新型的壩體和河道跌水中，石籠I的籠體11可以由多種適當的材料(如竹片)制成，只要其能夠便于裝填塊狀物料12并能在適當長度時間內(例如灌注的膠凝材料13凝固前)限定裝填的塊狀物料12。通常地，籠體11可以包括金屬網片制成的網箱，以能夠裝填塊狀物料12，并可以具有較高的強度。例如，在一種優選實施方式中，籠體11具有由鍍鋅網片架設形成的網狀箱，該網狀箱限定有內部空間，用于裝填塊狀物料12。這種結構的籠體11具有較高的強度，在沖擊等外力作用下不易破損，但例如在水流沖刷作用下易于銹蝕。作為另一種選擇，上述網狀箱也可以通過浸塑網片架設而成，盡管浸塑網片基本能夠避免上述銹蝕問題，但存在易燃等缺點。因此，可以根據使用場合而選擇該網狀箱的材料，且并不限于上述兩種選擇。
[0038]進一步地，上述鍍鋅網片和/或浸塑網片的網孔尺寸優選為小于所述塊狀物料12的粒徑，以避免或減少塊狀物料12在裝填至網狀箱的內部空間后從網孔中掉落。可以理解的是，此處塊狀物料12的粒徑應理解為使用的大量塊狀物料12的平均粒徑，在實際選擇中，無需使得沒個塊狀物料12的粒徑均大于鍍鋅網片和/或浸塑網片的網孔尺寸。例如，在利用塊石或卵石作為塊狀物料12時，該塊石或卵石在加工或自然成型過程中不可避免會存在一部分具有較小的尺寸，機械化裝填時也會被一同裝入網狀箱中，但其并必然不會由于粒徑小于網孔尺寸而掉落，同樣可以由其他大粒徑塊狀物料12或網狀箱的限制以及后續膠凝材料13的粘結作用而被保持在網狀箱中。優選地，形成所述網狀箱的鍍鋅網片和/或浸塑網片的網孔尺寸不小于250_，塊狀物料12的粒徑不小于300_。
[0039]此外，盡管在圖示優選實施方式中籠體11為施工方便而具有立方體形狀，但本實用新型并不限于此，其也可以形成為其他任意適當的形狀。另外，網狀箱尺寸不宜過大或過小，以在保證良好整體性基礎上節約制造成本，為此，網狀箱的高度優選為1.5m?2m，長度和寬度分別優選為2m?3m。
[0040]正如以上所述，塊狀物料12可以為塊石或卵石。其中，在筑壩和修建河道跌水過程中，卵石通常可以就近取材，從而節省運輸和材料成本。但本實用新型并不限于此，只要塊狀物料12具有適當強度并能夠被膠凝材料13粘結為整體均屬于本實用新型的構思范圍。例如，可以如上所述地利用建筑廢料等作為塊狀物料12。
[0041]對于膠凝材料13，同樣可以有多種選擇，只要其便于被灌注并填充至塊狀物料12之間的縫隙中，以將塊狀物料12粘結為整體結構，均屬于本實用新型的保護范圍。在此情形下，膠凝材料13通常需要具有較好的流動性，以便于在灌注后向塊狀物料12之間的縫隙中流動。然而，膠凝材料13的流動性可能會導致其從例如網狀箱的網孔流失，浪費膠凝材料13，增加成本。為此，在一種優選實施方式中，可以在例如籠體I的底部鋪設透水織物，以在膠凝材料13沿塊狀物料12之間的縫隙流動至籠體11底部時被限定在籠體11內部。可以看出，膠凝材料13實質上主要是在重力作用下自然流動以填充塊狀物料12之間的縫隙，因而也可能從籠體11的側壁流失，為此還可以在籠體11的周向也設置所述透水織物。典型地，此處所述透水織物可以為如無紡布、有紡織物等。
[0042]在本實用新型一種較為優選的實施方式中，膠凝材料13可以為細石混凝土、自密實混凝土和/或砂漿。對于不同的膠凝材料13，其抗壓強度、流動性、粘結強度等存在較大差異。一般而言，為了保證塊狀物料12之間的結合強度，可以由膠凝材料13的灌注量來判斷其流動性等是否適于相應的應用場合。另外，本實用新型壩體和河道跌水中，石籠I并不限于使用單一的膠凝材料13，例如可以同時具有細石混凝土和自密實混凝土，以在保證塊狀物料12的結合強度的情況下適當降低成本。例如，可以首先灌注自密實混凝土至適當高度(如距籠體11頂部150mm)，然后灌注細石混凝土至所需高度。優選地，選用自密實混凝土作為所述膠凝材料13(之一)時，該自密實混凝土至少滿足如下一者:最大粗骨料粒徑不大于20mm，i丹落度為650mm?750mm，V形漏斗流出時間為7s?25 s。該優選方案由于無需振搗作業而大幅減少灌注之間，并降低勞動強度，提高生產效率。并且，還可以有效減少表面氣泡或蜂窩麻面出現的可能性，保證了較高的工程質量。另外，自密實混凝土還可以充分利用煤粉灰、礦渣粉、石粉等活性或惰性摻和料，以降低水泥用量，絕對溫升降低，便于簡化乃至取消溫控措施。
[0043]在本實用新型中，為施工方便等目的，并不一定需要在形成石籠I后將該多個石籠I堆砌在一起形成上述壩體和河道跌水，而是可以在壩體和河道跌水的筑設過程中形成具有上述石籠I的壩體和河道跌水。
[0044]例如，參照圖1所示的壩體的各壩層2，首先可以將多個裝填有塊狀物料12籠體11連續堆疊(碼放)設置，然后在外圍架設模板形成澆筑倉面，進而整體灌注。此處及以下所述整體灌注，是指前述連續堆疊的籠體11在一次作業中完成灌注，并使各個籠體11之間相互粘結。這能夠進一步提高擋墻結構的強度，并便于提升施工效率。在整體澆筑過程中，應采用多點澆筑法，澆筑點的間距不大于3m，以保證密實性，這對于壩體強度而言較為重要。
[0045]各個壩層2可以具有多個澆筑倉面，優選地，各個澆筑倉面在沿壩體的長度方向的尺寸為15m?25m，且相鄰所述澆筑倉面之間設置有泡沫板，以允許如混凝土在灌注后的膨脹，避免或減少裂縫產生的可能性。
[0046]另外，從圖1中可以看出，還可以在沿壩體的厚度方向(即圖1中的左右方向)排列的多個壩層2，相鄰壩層2之間設置有防滲面板3。在壩體的朝向上游水體的一側也可以形成有防滲面板3，以減少水分通過壩體滲漏。該防滲面板3可以以多種形式形成，只要其能夠阻止水分通過壩體滲漏(并不限于對水分完全隔離)，均屬于本實用新型的構思范圍。在一種優選實施方式中，防滲面板3可以為澆注料，例如，對于壩體的朝向上游水體一側的防滲面板3，可以通過支模、澆注等工藝形成。而對于相鄰壩層2之間的防滲面板3，則可以通過上述整體灌注而與石籠I內的膠凝材料13同時澆注成型，在此情形下，防滲面板3實質上與膠凝材料13具有相同的成分。其優點在于，能夠利用防滲面板3使相鄰壩層2彼此連接，進一步提高整體性，且無需另外連接相鄰的石籠I，簡化工藝。可以理解的是，盡管圖1和圖3中所示的相鄰壩層2之間的防滲面板3相對較厚(即相鄰壩層2間距較大)，但在實施中無需在相鄰壩層2之間刻意保留適應該相對較厚的防滲面板3的較大間距，而是可以使相鄰壩層2彼此接觸地排列，在澆注過程中僅通過澆注料的自然流動而在相鄰壩層2之間形成所述防滲面板。
[0047]參照圖4，所示為包括多個跌水臺階4的河道跌水，所述多個跌水臺階4沿著河道的延伸方向分別水平布置并連續搭設(即前一跌水臺階搭設在后一跌水臺階上)。各個所述跌水臺階4可以由一層或較少層數的石籠I鋪設而成，該河道跌水較為適用于落差較小的河道中。
[0048]參照圖5，所示為包括多個跌水墻5的河道跌水，各個跌水墻5彼此間隔設置，且在沿河道方向，其延伸高度遞減。該河道跌水的施工工藝可以參照上述壩體的施工過程，在此不再贅述。
[0049]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0050]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0051]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【主權項】
1.一種壩體，其特征在于，該壩體包括至少通過石籠(I)堆疊設置形成的壩層(2)，其中，所述石籠(I)包括籠體(U)、裝填至該籠體(11)內的塊狀物料(12)以及灌注至該籠體(11)內的膠凝材料(13)，該膠凝材料(13)至少充填相鄰所述塊狀物料(12)之間的縫隙以將所述籠體(11)內的所述塊狀物料(12)粘結為整體結構。2.根據權利要求1所述的壩體，其特征在于，所述籠體(11)具有至少通過鍍鋅網片和/或浸塑網片架設形成的網狀箱，所述塊狀物料(12)為裝填至該網狀箱限定的內部空間中的塊石或卵石。3.根據權利要求2所述的壩體，其特征在于，形成所述網狀箱的所述鍍鋅網片和/或浸塑網片的網孔尺寸不小于250mm，所述塊狀物料(12)的粒徑不小于300mm。4.根據權利要求2所述的壩體，其特征在于，所述網狀箱的高度為1.5m?2m，長度和寬度分別為2m?3m。5.根據權利要求1所述的壩體，其特征在于，所述膠凝材料(13)包括灌注至相鄰所述塊狀物料(12)之間的縫隙中的自密實混凝土，且該自密實混凝土至少滿足如下一者:最大粗骨料粒徑不大于20mm，i丹落度為650mm?750mm，V形漏斗流出時間為7s?25s。6.根據權利要求1至5中任意一項所述的壩體，其特征在于，在所述壩層(2)中，多個所述石籠(I)連續堆疊設置并整體灌注以形成為澆筑倉面，各個所述澆筑倉面在沿所述壩體的長度方向的尺寸為15m?25m，且相鄰所述澆筑倉面之間設置有泡沫板。7.根據權利要求1至5中任意一項所述的壩體，其特征在于，所述壩體包括沿該壩體的厚度方向排列的多個所述壩層(2)，相鄰所述壩層(2)之間和/或所述壩體的朝向上游水體的一側形成有防滲面板(3)。8.一種河道跌水，其特征在于，該河道跌水包括至少通過石籠(I)筑設于河床上形成的多個跌水臺階(4)或跌水墻(5)，其中，所述石籠(I)包括籠體(11)、裝填至該籠體(11)內的塊狀物料(12)以及灌注至該籠體(11)內的膠凝材料(13)，該膠凝材料(13)至少充填相鄰所述塊狀物料(12)之間的縫隙以將所述籠體(11)內的所述塊狀物料(12)粘結為整體結構。9.根據權利要求8所述的河道跌水，其特征在于，在沿河道的延伸方向上，多個所述跌水臺階(4)分別水平布置并連續搭設，或者，多個所述跌水墻(5)彼此間隔設置且延伸高度遞減。10.根據權利要求8所述的河道跌水，其特征在于，所述籠體(11)具有至少由鍍鋅網片和/或浸塑網片架設形成的網狀箱，所述塊狀物料(12)為裝填至該網狀箱限定的內部空間中的塊石或卵石，所述膠凝材料(13)為灌注至相鄰所述塊狀物料(12)之間的縫隙中的細石混凝土、自密實混凝土或砂漿。
【專利摘要】本實用新型涉及水利設施領域，公開了一種壩體和河道跌水，所述壩體包括至少通過石籠(1)堆疊設置形成的壩層(2)，其中，所述石籠(1)包括籠體(11)、裝填至該籠體(11)內的塊狀物料(12)以及灌注至該籠體(11)內的膠凝材料(13)，該膠凝材料(13)至少充填相鄰所述塊狀物料(12)之間的縫隙以將所述籠體(11)內的所述塊狀物料(12)粘結為整體結構。本實用新型利用灌注有膠凝材料(13)的石籠(1)形成壩體和河道跌水，可以在工期緊張或搶險工程中首先使裝填有塊狀物料(12)的籠體(11)發揮作用，能夠在水下快速施工；待汛期過后的干場條件下灌注膠凝材料(13)，因而具有較好的環境適應性。
【IPC分類】E02B7/00, E02B3/04, E02B3/10
【公開號】CN205387692
【申請號】CN201620123953
【發明人】葉冬冬, 魏陸宏, 王文野, 楊進新, 忽惠卿, 馮克義, 陳文斌
【申請人】北京市水利規劃設計研究院
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2016年2月17日