一种水利工程挡土墙及其施工方法与流程

1.本技术涉及水利工程技术领域，具体而言，涉及一种水利工程挡土墙及其施工方法。


背景技术：

2.挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基底；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。
3.挡土墙是常用的挡土建筑，在水利工程中的应用极为广泛，但是大多数的挡土墙都没有对水位监测的功能，无法对水位上涨的安全问题及时进行处理，进而会存在极大的水灾隐患。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种水利工程挡土墙及其施工方法，用于解决上述“无法及时监测到水位上涨而引发水灾隐患”技术问题。
5.本技术提供了一种水利工程挡土墙，其包括：
6.土墙组件，所述土墙组件从底部到顶部依次包括基座、墙体、平台和绿植层，所述墙体固定连接于所述基座，所述平台固定连接于所述墙体远离所述基座的一端，所述绿植层设置于所述平台远离所述墙体的一端；
7.监测组件，所述监测组件包括安装箱、报警器、压力传感器、顶杆、固定块和浮块，所述安装箱固定连接于所述平台，所述报警器固定连接于所述安装箱，所述压力传感器信号连接于所述报警器，且所述压力传感器设置于所述安装箱内，所述顶杆抵触于所述压力传感器，且所述顶杆滑动连接于所述平台与所述固定块，所述固定块固定连接于所述墙体，所述浮块固定连接于所述顶杆远离所述压力传感器的一端。
8.在上述实现的过程中，一种可选地实施方式为，所述墙体包括由外至内依次设置有缓冲层、渗水层和抗冻混凝土层；
9.所述缓冲层远离所述渗水层的一面为弧形面且呈内凹结构。
10.在上述实现的过程中，一种可选地实施方式为，所述弧形面沿所述缓冲层的表面设置有多个，多个所述弧形面阵列设置于所述缓冲层的表面；
11.每个所述弧形面的半径不超过所述缓冲层竖直方向上的四分之一；每个所述弧形面的内表面还设置有多个阵列布置的防滑凸起。
12.在上述实现的过程中，一种可选地实施方式为，所述平台靠近所述安装箱的一端开设有多个过滤孔；
13.多个所述过滤孔均采用不锈钢材料制成，且多个所述过滤孔阵列设置。
14.在上述实现的过程中，一种可选地实施方式为，多个所述过滤孔中包括多个第一
过滤孔和多个第二过滤孔，多个所述第一过滤孔的直径大小均相同，多个所述第二过滤孔的直径大小也均相同，每个所述第一过滤孔的直径和每个所述第二过滤孔的直径在大小上不同。
15.在上述实现的过程中，一种可选地实施方式为，所述抗冻混凝土层设置有水位槽，所述浮块设置于所述水位槽内；
16.所述浮块为硬化的复合泡沫结构，所述缓冲层采用发泡水泥，所述基座为钢筋混凝土结构。
17.在上述实现的过程中，一种可选地实施方式为，所述平台与所述固定块均开设有通孔，所述顶杆滑动连接于所述通孔；
18.所述通孔内壁设置有石墨烯滑动层，所述石墨烯滑动层厚度为1
‑
1.2mm。
19.在上述实现的过程中，一种可选地实施方式为，所述抗冻混凝土层靠近所述水位槽的一端固定连接有水位警戒块，所述浮块设置于所述水位警戒块与所述水位槽连接处。
20.本技术的发明实施例还提供一种如上述的水利工程挡土墙的施工方法，其包括：
21.根据水利工程的工况环境要求确定水利工程挡土墙的承载压力参数，根据所述承载压力参数确定所述水利工程挡土墙的各项结构参数；
22.进行钢筋混凝土结构的施工，构建基座，再在所述基座上依次施工设置所述墙体、所述平台和所述绿植层，构建形成所述水利工程挡土墙的主体；
23.在所述水利工程挡土墙的主体上配置安装所述监测组件。
24.进一步地，在上述水利工程挡土墙的施工方法实现过程中，一种可选地实施方式为，在进行配置安装所述监测组件时，其包括：
25.将所述安装箱固定连接所述平台上，将所述报警器固定连接于所述安装箱上，将所述压力传感器信号连接于所述报警器，且将所述压力传感器设置于所述安装箱内，以使所述顶杆抵触于压力传感器，且所述顶杆能够通过所述通孔滑动连接于所述平台与所述固定块；
26.将所述固定块固定连接于所述墙体上，且将所述浮块固定连接于所述顶杆远离所述压力传感器的一端。
27.本发明实施例提供的水利工程挡土墙及其施工方法的有益效果是：
28.通过上述设计得到的水利工程挡土墙在使用时，当水位发生上涨，浮块受到水的浮力，进而会向上移动，进而会带动顶杆在固定块中向上移动，进而顶杆的顶端向压力传感器施加向上的压力，进而报警器接收到压力传感器的信号，进而开始进行报警，进而能够使得人们及时发现水位上涨，进而能够及时的进行处理，避免发生不可挽留的后果，故该水利工程挡土墙通过将水位变化与监测组件的联动控制，使其能够对水位进行实时监测，进而可以对水位上涨的安全问题及时进行处理，有效地避免了水灾隐患发生；该水利工程挡土墙，施工简单，效率高，不但大大降低水利工程中的施工成本，而且也能够高效稳定且因地适宜的建成符合本发明实施例提供的水利工程挡土墙，使其在工程上大规模的推广具有良好的成本和工况适应性优势。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1为本发明实施方式提供的水利工程挡土墙的整体装置结构示意图；
31.图2为本发明实施方式提供的水利工程挡土墙的侧面结构示意图；
32.图3为本发明实施方式提供的水利工程挡土墙的土墙组件结构示意图；
33.图4为本发明实施方式提供的水利工程挡土墙部分结构的爆炸结构示意图；
34.图5为本发明实施方式提供的水利工程挡土墙对应监测组件结构示意图。
35.图标：100
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土墙组件；110
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基座；120
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墙体；121
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缓冲层；122
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渗水层；123
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抗冻混凝土层；1231
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水位槽；1232
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水位警戒块；130
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平台；131
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过滤孔；140
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绿植层；200
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监测组件；210
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安装箱；220
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报警器；230
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压力传感器；240
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顶杆；250
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固定块；251
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通孔；260
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浮块。
具体实施方式
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件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技术的限制。
40.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
43.请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案，该技术方案具体提供的是一种水利工程挡土墙，其包括土墙组件100和监测组件200。其中，土墙组件100主要用于进行支承路
基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的作用，监测组件200主要用于进行水利工程水位的监测，进而避免发生较大的安全隐患。
44.进一步具体地，请结合参见图1
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5，本实施例提供的水利工程挡土墙对应的土墙组件100从底部到顶部依次包括基座110、墙体120、平台130和绿植层140，墙体120固定连接于基座110，平台130固定连接于墙体120远离基座110的一端，绿植层140设置于平台130远离墙体120的一端。需要说明的是，基座110为钢筋混凝土结构，起到力量承载和支撑固定的作用；绿植层140能够增加挡土墙的观赏性和环境指数。
45.进一步地，墙体120包括由外至内依次设置有缓冲层121、渗水层122和抗冻混凝土层123，缓冲层121为蜂窝状混凝土层，其与土体接触，能够对土体压力形成缓冲，避免土体压力挤压导致的挡土墙本体变形、开裂，甚至是崩塌，而且缓冲层121采用发泡水泥，由于发泡水泥中存在大量气泡，在起到缓冲效果之外，还有减轻墙体120整体质量和隔音的效果。渗水层122为卵石层，卵石层中卵石粒径为3
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5mm，卵石层不吸水，且有很好的穿透能力，能够使从支承土体进入挡土墙本体的水经卵石层过滤后导入地下，减少进入后续抗冻混凝土层123内的水量。抗冻混凝土层123由抗冻混凝土砌成，主要是避免混凝土膨胀、开裂。另外，抗冻混凝土层123设置有水位槽1231，浮块260设置于水位槽1231内，浮块260为硬化的复合泡沫结构以保证良好的抗腐蚀性和稳定可靠的漂浮引力作用(便于浮块260在水的浮力作用下可以向上移动)，缓冲层121采用发泡水泥。需要说明的是，采用发泡水泥做缓冲层121既可降低自重的载荷，有加强了缓冲层121的刚性和吸震性能，从而有效提升了挡土墙的整体稳定性和寿命。
46.进一步地，缓冲层121远离渗水层122的一面为弧形面且呈内凹结构。需要说明的是，内凹的弧形面具有更大的接触面积，其能够进一步承载支承土体带来的更大的压力，进一步减少支承土体受冻膨胀对挡土墙本体带来的压力。
47.需要强调的是，本发明实施例并不仅限于上述举例的缓冲层121弧形面这一种结构，还可以是其它类型的能够分担更多承载压力的方式，比如在本发明其它实施例当中，弧形面沿缓冲层121的表面设置有多个，多个弧形面阵列设置于缓冲层121的表面，并且优选地，每个弧形面的半径不超过缓冲层121竖直方向上的四分之一；每个弧形面的内表面还设置有多个阵列布置的防滑凸起。需要说明的是，之所以限定每个弧形面的半径不超过缓冲层121竖直方向尺寸的四分之一，是因为弧形面的半径过大或者过小都不利于其弧形面结构发挥应该有的压力承载功能，过大会让缓冲层121自身的强度和韧性变得很差，丧失了缓冲层121本该有的承载力，过小会丧失弧形面本身存在的价值，所以只有合适数量和合适半径大小的弧形面内凹结构，才能够拥有更大最理想的比表面积，使其既能够承载更强的压力，而且也是整个缓冲层121受力面更加的均匀和稳定。当然，每个弧形面的内表面还设置有多个阵列布置的防滑凸起是从微观角度为每个弧形面结构进一步提供更高的比表面积同时起到对垂直于受力面的方向进行防滑的作用，进而进一步加强受力的承载力和稳定均匀可靠性。
48.进一步地，平台130靠近安装箱210的一端开设有多个过滤孔131，多个过滤孔131均采用不锈钢材料制成以保证良好的防腐蚀性能(水利工程领域，缓解复杂，大气腐蚀和水环境腐蚀严重，材料的防腐蚀性能是工程设计中最为重要的性能之一)，且多个过滤孔131阵列设置。需要说明的是，通过过滤孔131能够避免雨水将岸边的垃圾或是杂草冲到河流
中，从而对河流造成污染，而阵列设置多个过滤孔131为优选方式，其可以在保证过滤孔131良好通过性的基础上，具有良好的环境适应性，因为在实际的工况中雨水和垃圾，杂草冗杂在一起很容易堵塞过滤孔131，而多个过滤孔131的整列设置，会最大限度避免在多个位点上的过滤孔131同时堵塞，从而保证过滤孔131功能的稳定性。
49.进一步优选地，在本发明其它实施例当中，多个过滤孔131中包括多个第一过滤孔131和多个第二过滤孔131，多个第一过滤孔131的直径大小均相同，多个第二过滤孔131的直径大小也均相同，每个第一过滤孔131的直径和每个第二过滤孔131的直径在大小上不同。需要说明的是，通过第一过滤孔131和第二过滤孔131孔径大小的不同设置，使得其多个过滤孔131具备更强的工况适应性。
50.进一步具体地，平台130与固定块250均开设有通孔251，顶杆240滑动连接于通孔251。优选地，通孔251内壁设置有石墨烯滑动层，石墨烯滑动层厚度为1
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1.2mm。需要说明的是，通过设置具有一定厚度石墨烯滑动层的通孔251，使得顶杆240在通孔251中的滑动更加的灵活流畅，并避免顶杆240左右摇晃。
51.进一步地，抗冻混凝土层123设置有水位槽1231，抗冻混凝土层123靠近水位槽1231的一端固定连接有水位警戒块1232，浮块260设置于水位警戒块1232与水位槽1231连接处，进而可以避免河流流动影响浮块260的位置。
52.进一步地，本发明实施例中的监测组件200包括安装箱210、报警器220、压力传感器230、顶杆240、固定块250和浮块260，安装箱210固定连接于平台130，报警器220固定连接于安装箱210，压力传感器230信号连接于报警器220，且压力传感器230设置于安装箱210内，顶杆240抵触于压力传感器230，且顶杆240滑动连接于平台130与固定块250，固定块250固定连接于墙体120，浮块260固定连接于顶杆240远离压力传感器230的一端。需要说明的是，通过监测组件200的结构设计，当水位发生上涨，浮块260受到水的浮力，进而会向上移动，进而会带动顶杆240在固定块250中向上移动，进而顶杆240的顶端向压力传感器230施加向上的压力，进而报警器220接收到压力传感器230的信号，进而开始进行报警，进而能够使得人们及时发现水位上涨，进而能够及时的进行处理，避免发生不可挽留的后果，故该水利工程挡土墙能够对水位进行监测，可以对水位上涨的安全问题及时进行处理，有效地避免了水灾隐患发生。
53.本发明实施例还提供一种如上述的水利工程挡土墙的施工方法，该水利工程挡土墙的施工方法简单，效率高，不但大大降低水利工程中的施工成本，而且也能够高效稳定且因地适宜的建成符合本发明实施例提供的水利工程挡土墙，使其在工程上大规模的推广具有良好的成本和工况适应性优势。具体地，该水利工程挡土墙的施工方法包括以下步骤：
54.根据水利工程的工况环境要求确定水利工程挡土墙的承载压力参数，根据承载压力参数确定水利工程挡土墙的各项结构参数；进行钢筋混凝土结构的施工，构建基座110，再在基座110上依次施工设置墙体120、平台130和绿植层140，构建形成水利工程挡土墙的主体；在水利工程挡土墙的主体上配置安装监测组件200。其中，需要说明的是，在进行配置安装监测组件200时，包括：将安装箱210固定连接平台130上，将报警器220固定连接于安装箱210上，将压力传感器230信号连接于报警器220，且将压力传感器230设置于安装箱210内，以使顶杆240抵触于压力传感器230，且顶杆240能够通过通孔251滑动连接于平台130与固定块250；将固定块250固定连接于墙体120上，且将浮块260固定连接于顶杆240远离压力
传感器230的一端。
55.需要具体强调的是，本发明实施例中的水利工程挡土墙的工作原理：使用时，当水位发生上涨，浮块260受到水的浮力，进而会向上移动，进而会带动顶杆240在固定块250中向上移动，进而顶杆240的顶端向压力传感器230施加向上的压力，进而报警器220接收到压力传感器230的信号，进而开始进行报警，进而能够使得人们及时发现水位上涨，进而能够及时的进行处理，避免发生不可挽留的后果；墙体120是由缓冲层121和渗水层122以及抗冻混凝土层123所构成的，缓冲层121为蜂窝状混凝土层，其与土体接触，能够对土体压力形成缓冲，避免土体压力挤压导致的挡土墙本体变形、开裂，甚至是崩塌，渗水层122为卵石层，卵石层中卵石粒径为3
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5mm，卵石层不吸水，且有很好的穿透能力，能够使从支承土体进入挡土墙本体的水经卵石层过滤后导入地下，减少进入后续抗冻混凝土层123内的水量，抗冻混凝土层123由抗冻混凝土砌成，主要是避免混凝土膨胀、开裂；缓冲层121远离渗水层122的一面为弧形面且内凹，内凹的弧形面能够进一步承载支承土体带来的压力，进一步减少支承土体受冻膨胀对挡土墙本体带来的压力。
56.需要说明的是，报警器220和压力传感器230具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述；报警器220和压力传感器230的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
57.综上所述，本发明实施例提供的水利工程挡土及其施工方法，通过上述设计得到的水利工程挡土墙在使用时，当水位发生上涨，浮块受到水的浮力，进而会向上移动，进而会带动顶杆在固定块中向上移动，进而顶杆的顶端向压力传感器施加向上的压力，进而报警器接收到压力传感器的信号，进而开始进行报警，进而能够使得人们及时发现水位上涨，进而能够及时的进行处理，避免发生不可挽留的后果，故该水利工程挡土墙通过将水位变化与监测组件的联动控制，使其能够对水位进行实时监测，进而可以对水位上涨的安全问题及时进行处理，有效地避免了水灾隐患发生；该水利工程挡土墙，施工简单，效率高，不但大大降低水利工程中的施工成本，而且也能够高效稳定且因地适宜的建成符合本发明实施例提供的水利工程挡土墙，使其在工程上大规模的推广具有良好的成本和工况适应性优势。
58.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。