水下封閉圍堰的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水下封閉圍堰的施工方法，其包括如下步驟:A、向水中吊入分節(jié)式的圍板，各圍板均下沉至水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)位置；B、所述圍板依次與水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)面用水封連接，所述圍板沿高度方向疊置并相互水封連接；C、將水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的水液抽出，使水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部形成負(fù)壓，而所述圍板在負(fù)壓作用下緊貼于水下結(jié)構(gòu)物的外側(cè)表面。由于本發(fā)明不需要進(jìn)行地基處理，圍板不需要露出水面，因此圍堰的高度可最小化，最大限定地節(jié)約了材料與施工成本。此外，本發(fā)明的圍堰主要利用水壓力進(jìn)行固定，不但使得水密封結(jié)構(gòu)更為可靠、易于拆卸，并且不會(huì)對(duì)水下結(jié)構(gòu)物及其基礎(chǔ)形成其他破壞，可在施工過程中保護(hù)水下結(jié)構(gòu)物。
【專利說(shuō)明】
水下封閉圍堰的施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水下封閉圍堰的施工方法，特別涉及一種深水區(qū)浮式分節(jié)鋼閘門型水下封閉圍堰的施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]圍堰是指在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施修建的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其作用是防止水和土進(jìn)入水下結(jié)構(gòu)物的修建位置，以便于圍堰內(nèi)進(jìn)行干槽施工。圍堰一般主要用于水工建筑中，除少數(shù)圍堰作為正式水下結(jié)構(gòu)物的一部分外，大部分圍堰在用完后需要拆除。在圍堰施工中，深水區(qū)(水深大于10米)圍堰施工為其中的難點(diǎn)。
[0003]隨著科技的發(fā)展和施工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，深水區(qū)水下圍堰的施工技術(shù)也在不斷發(fā)展，最常用的有鋼板樁圍堰，雙臂鋼圍堰等形式。
[0004]鋼板樁是最常用的一種板樁圍堰，有各種大小尺寸及聯(lián)鎖形式。其優(yōu)點(diǎn)為:強(qiáng)度高，容易打入堅(jiān)硬土層；可在深水中施工，防水性能好；能按需要組成各種外形的圍堰，并可多次重復(fù)使用，因此，它的用途廣泛。
[0005]雙臂鋼圍堰是目前應(yīng)用最為廣泛的深水圍堰，相比鋼板樁圍堰，雙臂鋼圍堰具有強(qiáng)度更高的雙臂鋼殼，可承受更大的圍堰內(nèi)外水頭差，圍堰封底前工序簡(jiǎn)單，因此在應(yīng)用中不受水深的限制，成為目前深水施工中最常用的圍堰形式。
[0006]但上述圍堰都是堰頂高出水面的無(wú)頂圍堰，并且雙臂鋼圍堰和鋼板樁圍堰都需要在水下“生根”，因此，對(duì)于在深水區(qū)(水深大于10米)中進(jìn)行的圍堰施工，存在施工過于復(fù)雜，成本過高，不經(jīng)濟(jì)的缺點(diǎn)。此外，在現(xiàn)有的圍堰施工中，需要進(jìn)行大量的地基處理工作，也給施工完成后的圍堰拆除帶來(lái)不便，不利于環(huán)保和綠色施工，


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于:提供一種水下封閉圍堰的施工方法，解決現(xiàn)有施工方法存在的施工復(fù)雜，成本過高的問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0010]A、向水中吊入分節(jié)式的圍板，各圍板均下沉至水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)位置；
[0011]B、所述圍板依次與水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)面用水封連接，所述圍板沿高度方向疊置并相互水封連接；
[0012]C、將水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的水液抽出，使水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部形成負(fù)壓，而所述圍板在負(fù)壓作用下緊貼于水下結(jié)構(gòu)物的外側(cè)表面。
[0013]所述的水下封閉圍堰的施工方法:在步驟B之后，若所述水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部與水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)之間還存在連通通道，則用蓋板封堵所有連通通道。
[0014]所述的水下封閉圍堰的施工方法:若在步驟C中發(fā)現(xiàn)圍板和/或蓋板與水下結(jié)構(gòu)物之間存在漏水，則采取棉胎裹緊塞縫的形式進(jìn)行堵漏。
[0015]所述的水下封閉圍堰的施工方法:若在步驟C中發(fā)現(xiàn)圍板與水下結(jié)構(gòu)物之間存在漏水，則采取棉胎裹緊塞縫的形式進(jìn)行堵漏。
[0016]所述的水下封閉圍堰的施工方法:所述水封是橡膠止水或水工模帶砼止水。
[0017]所述的水下封閉圍堰的施工方法:在步驟C之后，還包括步驟:
[0018]D、將水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的水液抽空，以進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的整修工作；
[0019]E、整修工作完成后，向水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部注水，使水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)外的水壓平衡；
[0020]F、拆除并回收所述圍板，以便重復(fù)使用。
[0021]所述的水下封閉圍堰的施工方法:所述圍板具有鋼結(jié)構(gòu)主體，內(nèi)部設(shè)有封閉腔，所述封閉腔連接有充排水閥與充排氣閥。
[0022]所述的水下封閉圍堰的施工方法:所述圍板的外側(cè)迎水面設(shè)置所述充排水閥，圍板的內(nèi)側(cè)設(shè)置所述充排氣閥。
[0023]所述的水下封閉圍堰的施工方法:步驟A中，用卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊所述圍板，圍板接觸水面后，打開充排水閥與充排氣閥開始向封閉腔充水，見圍板開始下沉則停止充水；然后卷?yè)P(yáng)機(jī)放松圍板，使圍板在自重的作用下下沉，在圍板下沉到位后，插入定位銷使圍板定位，再打開充排水閥與充排氣閥全面充水，使圍板充滿水。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0025]1、本發(fā)明解決了水下結(jié)構(gòu)物或結(jié)構(gòu)的維修、處理、局部加固、改造等工程中所需要的經(jīng)濟(jì)、合理、綠色、環(huán)保，拆除方便的圍堰問題。
[0026]2、由于本發(fā)明不需要進(jìn)行地基處理，圍板不需要露出水面，因此圍堰的高度可最小化，最大限定地節(jié)約了材料與施工成本。此外，本發(fā)明的圍堰主要利用水壓力進(jìn)行固定，不但使得水密封結(jié)構(gòu)更為可靠、易于拆卸，并且不會(huì)對(duì)水下結(jié)構(gòu)物及其基礎(chǔ)形成其他破壞，可在施工過程中保護(hù)水下結(jié)構(gòu)物。
[0027]3、本發(fā)明適用于施工環(huán)境比較狹窄，工作面較小的靜水水域。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明方法一個(gè)較佳實(shí)施例中的水下封閉圍堰的施工結(jié)構(gòu)縱剖示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明方法一個(gè)較佳實(shí)施例中的水下封閉圍堰的施工結(jié)構(gòu)平剖示意圖；
[0030]圖3、圖4分別是本發(fā)明提供的分節(jié)式圍板的外觀圖與結(jié)構(gòu)原理圖。
[0031]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-水下結(jié)構(gòu)物；11_立柱；2_圍板；21_封閉腔；22_充排水閥；23-充排氣閥；3_蓋板。

【具體實(shí)施方式】
[0032]為了對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行直觀的說(shuō)明，以下用一個(gè)較佳實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的論述。
[0033]如圖1、圖2所示，在深水區(qū)(水深大于10米)有水下結(jié)構(gòu)物I (如水庫(kù)，但并不限定)需要整修，為了便于施工，在整修之前需要將水下結(jié)構(gòu)物I外側(cè)圍堰施工，從而防止水和土進(jìn)入水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)部的整修位置，以便于進(jìn)行干槽施工。
[0034]因此，本發(fā)明提供的水下封閉圍堰的施工方法，包括如下步驟:
[0035]A、向水中吊入分節(jié)式的圍板2，各圍板2均下沉至深水區(qū)水下結(jié)構(gòu)物I外側(cè)(如立柱11)位置；
[0036]B、所述圍板2依次與水下結(jié)構(gòu)物I外側(cè)面用水封連接，所述圍板2沿高度方向疊置并相互水封連接；
[0037]B1、若所述水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)部與水下結(jié)構(gòu)物I外側(cè)之間還存在連通通道，則用蓋板3封堵所有連通通道；
[0038]C、將水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)部的水液抽出，使水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)部形成負(fù)壓，而所述圍板2在負(fù)壓作用下緊貼于水下結(jié)構(gòu)物I的外側(cè)表面；
[0039]Cl、若步驟C中發(fā)現(xiàn)圍板2和/或蓋板3與水下結(jié)構(gòu)物I之間存在漏水，則采取棉胎裹緊塞縫的形式進(jìn)行堵漏；
[0040]D、將水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)部的水液抽空，以進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)部的整修工作；
[0041]E、整修工作完成后，向水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)部注水，使水下結(jié)構(gòu)物I內(nèi)外的水壓平衡；
[0042]F、拆除并回收所述圍板2 (若有，也拆除蓋板3)，以便重復(fù)使用。
[0043]其中，為了使所述圍板2在無(wú)基礎(chǔ)的情況下不會(huì)由于自重對(duì)水下結(jié)構(gòu)物I表面構(gòu)成破壞，所述圍板2的比重以接近或等于水的比重為宜，但考慮到運(yùn)送和吊裝的成本，則圍板2的比重越小越好。因此，在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，如圖3、圖4所示，所述圍板2具有鋼結(jié)構(gòu)主體，內(nèi)部設(shè)有封閉腔21 (數(shù)目不限)，所述封閉腔21連接有充排水閥22與充排氣閥23( —般圍板2的外側(cè)迎水面設(shè)置所述充排水閥22，圍板2的內(nèi)側(cè)設(shè)置所述充排氣閥23)，在運(yùn)送和吊裝的過程中，所述封閉腔21排空，以減輕重量，而一旦吊裝到水面，則開始充水，使其比重接近或等于水的比重，這樣的話，圍板2可以順利沉入任意深度，而且潛水員也可以輕松地調(diào)整圍板2在水中的姿態(tài)，從而容易將分節(jié)式的圍板2組裝在一起并緊貼在水下結(jié)構(gòu)物I外側(cè)予以固定。
[0044]而所述蓋板3，是按照需要堵漏的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)板體。
[0045]下面用一個(gè)詳細(xì)的圍堰施工方案來(lái)介紹本發(fā)明的施工過程:
[0046]I)河底平整
[0047]吸出水底雜物、淤泥:采用氣升式吸泥法將淤積物通過管路排到庫(kù)內(nèi)，離開作業(yè)點(diǎn)30米左右即可滿足要求，采用設(shè)備見下表:
[0048]
名稱 I型號(hào) I數(shù)量I用途I備注空壓機(jī) 10立方I臺(tái)提供吸泥的氣源__
作業(yè)平f小船 ilF潛水平臺(tái)、清淤設(shè)備平臺(tái)清游設(shè)備 8英寸 I套吸走游泥并排放到指定地方__
高壓水槍 8公斤 I套沖走或沖松游積物__
潛水設(shè)備I管供 |3套I潛水作業(yè)1
[0049]2)水底找平層混凝土的灌注
[0050]為了讓鋼圍堰和河底面接觸嚴(yán)密，由潛水員對(duì)水底用水平儀進(jìn)行測(cè)量、平整，必要時(shí)進(jìn)行水底找平層混凝土的灌注。
[0051 ] 3)圍板2的吊裝就位
[0052]a、概述:
[0053]圍板2的吊裝分為岸上吊裝和水下就位，從岸邊到水邊采用普通汽車吊運(yùn)輸，吊裝到入水點(diǎn)時(shí)，使圍板2單面面積最大的一面與水面接觸,增大接觸面面積,減小圍板2的吃水深度；并調(diào)整圍板2在水中的姿態(tài)，使圍板2的導(dǎo)向裝置(用于與水下的導(dǎo)軌配合，使圍板2在下潛時(shí)導(dǎo)正方向)的一面露出水面，以免在拖運(yùn)過程中，對(duì)導(dǎo)向裝置損壞，確保安裝的順利。所述導(dǎo)向裝置與導(dǎo)軌并非本申請(qǐng)的重點(diǎn)內(nèi)容，可采用常見的凸塊與凹槽配合的形式，故在此不予贅述。
[0054]b、圍板2水面運(yùn)輸由兩艘船架在第I號(hào)圍板2兩邊，兩艘船同時(shí)啟動(dòng)即可，圍板2在水面由船夫自由驅(qū)使，將其水面運(yùn)輸?shù)浇Y(jié)構(gòu)物前，采用支撐在結(jié)構(gòu)物上面的輔助起吊設(shè)備與圍板2的頂部吊耳進(jìn)行連接。
[0055]C、底節(jié)圍板2水下就位:由潛水員配合，對(duì)圍板2充水，充水前，充排氣閥23朝上，連接排氣管進(jìn)行排氣，將圍板2朝下的充排水閥22打開，封閉腔21內(nèi)進(jìn)水，圍板2吃水線慢慢增加，待圍板2充水處于半就位狀態(tài)(圍板2的70% -80%處于水下)，潛水員關(guān)閉充排水閥22與充排氣閥23停止充水，卷?yè)P(yáng)機(jī)配合起吊，使圍板2翻轉(zhuǎn)成豎直狀，由施工人員掛上鋼絲繩，潛水員在水下打開充排水閥22與充排氣閥23繼續(xù)充水，地面觀察充水情況，見圍板2開始下沉，及時(shí)通知水下潛水員關(guān)閉閘閥，停止充水，卷?yè)P(yáng)機(jī)緩慢放松鋼絲繩，使圍板2在自重的作用下沿著導(dǎo)向裝置緩慢下降，緩慢下沉，在下沉過程中，潛水員隨時(shí)觀察水下情況，調(diào)整圍板2的位置，使緊靠水下結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。潛水員觀察圍板2下沉快要觸及水底平臺(tái)時(shí)，插入定位銷，定位銷安裝定位后，打開充排水閥22與充排氣閥23全面充水，使圍板2充滿水。
[0056]中間圍板2水下就位:同上述底節(jié)圍板2的就位程序,利用設(shè)在圍板2上的節(jié)間定位板相互定位。
[0057]頂節(jié)圍板2水下就位:在安裝頂節(jié)圍板2之前，先測(cè)量頂節(jié)圍板2的安裝底面到水平圍板2安裝底面的距離，根據(jù)該距離調(diào)整頂節(jié)圍板2水封頂部厚度；頂節(jié)圍板2先將底倉(cāng)充滿水，就位程序同底節(jié)。
[0058]若有需要，將水平蓋板3下沉就位。
[0059]4)水封
[0060]浮體式圍板2主要依靠水壓來(lái)進(jìn)行固定，底面和四周與結(jié)構(gòu)的接觸面都是柔性接觸，所以選擇封水型式和材料至關(guān)重要。通常浮體門水封設(shè)計(jì)型式有橡膠止水和水工模帶砼止水，兩種封水形式技術(shù)上均可行，但從施工方便考慮，分體式豎直圍板2節(jié)間止水使用選用橡膠止水更便于施工就位。對(duì)于局部不嚴(yán)密可能漏水處，采取棉胎裹緊塞縫的形式進(jìn)行堵漏。
[0061]5)排水
[0062]所有豎直圍板2和水平蓋板3安裝完畢后，潛水員進(jìn)行水下檢查，保證:所有的閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)，各水封的位置就位，豎直圍板2與結(jié)構(gòu)物、底面平臺(tái)之間沒有縫隙，豎直圍板2節(jié)與節(jié)之間定位板定位良好，豎直圍板2的定位銷均就位，水平蓋板3與結(jié)構(gòu)物之間沒有縫隙，水平蓋板3與豎直圍板2之間沒有縫隙。然后對(duì)豎直圍板2后的封閉空間進(jìn)行排水，在排水時(shí)流量不宜太大，要?jiǎng)蛩龠M(jìn)行，以免對(duì)圍板2造成損傷。
[0063]6)圍板2的拆除
[0064]a.接通豎直圍板2頂節(jié)通氣管，打開頂節(jié)圍板2設(shè)置的充水閘閥，進(jìn)行充水平壓。
[0065]b.充水平壓完畢后，潛水員配合吊裝設(shè)備，先拆除水平蓋板3 ；
[0066]c.豎直圍板2從上向下依次拆除，頂節(jié)圍板2拆除時(shí)，拆除頂節(jié)的定位銷，將豎直圍板2頂節(jié)由臨時(shí)啟閉設(shè)備吊裝到水面，至微露即可，把箱體的充排氣閥23通過充氣管與空壓機(jī)連接，然后連接排水管，打開充排水閥22，空壓機(jī)充氣壓水，至上艙再無(wú)水排出，關(guān)閉閘閥，拆除排水管和充氣管，使其上浮至水面，水運(yùn)到岸邊吊裝離水。
[0067]d.依次拆除各節(jié)的定位銷，由臨時(shí)啟閉設(shè)備吊裝到水面，至微露即可，把箱體的充排氣閥23通過充氣管與空壓機(jī)連接，然后連接排水管，打開充排水閥22，空壓機(jī)充氣壓水，至密封腔內(nèi)再無(wú)水排出，關(guān)閉閥門，拆除排水管和充氣管，使其上浮至水面，水運(yùn)到岸邊吊裝離水。
[0068]本發(fā)明技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果
[0069]1、經(jīng)濟(jì):不需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行深的處理，只需要進(jìn)行基礎(chǔ)的平整工作，水下混凝土平臺(tái)主要起平整水底的作用，施工簡(jiǎn)便。
[0070]2、環(huán)保:拆除方便，無(wú)污染，綠色環(huán)保。
[0071]3、靈活、機(jī)動(dòng):對(duì)于局部需要加固、維修的水下工程，可以在哪施工，把圍板2搭建至IJ哪兒，節(jié)省開支，靈活、機(jī)動(dòng)。
[0072]4、施工簡(jiǎn)便:以水壓力為主要固定壓力，周圍無(wú)約束，無(wú)硬邊界，施工簡(jiǎn)單。
【權(quán)利要求】
1.一種水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于，包括如下步驟: A、向水中吊入分節(jié)式的圍板，各圍板均下沉至水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)位置； B、所述圍板依次與水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)面用水封連接，所述圍板沿高度方向疊置并相互水封連接； C、將水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的水液抽出，使水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部形成負(fù)壓，而所述圍板在負(fù)壓作用下緊貼于水下結(jié)構(gòu)物的外側(cè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于:在步驟B之后，若所述水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部與水下結(jié)構(gòu)物外側(cè)之間還存在連通通道，則用蓋板封堵所有連通通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于:若在步驟C中發(fā)現(xiàn)圍板和/或蓋板與水下結(jié)構(gòu)物之間存在漏水，則采取棉胎裹緊塞縫的形式進(jìn)行堵漏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于:若在步驟C中發(fā)現(xiàn)圍板與水下結(jié)構(gòu)物之間存在漏水，則采取棉胎裹緊塞縫的形式進(jìn)行堵漏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于:所述水封是橡膠止水或水工模帶砼止水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于，在步驟C之后，還包括步驟: D、將水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的水液抽空，以進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的整修工作； E、整修工作完成后，向水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)部注水，使水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)外的水壓平衡； F、拆除并回收所述圍板，以便重復(fù)使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于:所述圍板具有鋼結(jié)構(gòu)主體，內(nèi)部設(shè)有封閉腔，所述封閉腔連接有充排水閥與充排氣閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于:所述圍板的外側(cè)迎水面設(shè)置所述充排水閥，圍板的內(nèi)側(cè)設(shè)置所述充排氣閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特征在于:步驟A中，用卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊所述圍板，圍板接觸水面后，打開充排水閥與充排氣閥開始向封閉腔充水，見圍板開始下沉則停止充水；然后卷?yè)P(yáng)機(jī)放松圍板，使圍板在自重的作用下下沉，在圍板下沉到位后，插入定位銷使圍板定位，再打開充排水閥與充排氣閥全面充水，使圍板充滿水。
【文檔編號(hào)】E02D19/04GK104213570SQ201410341830
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】張建, 譚泓, 王會(huì)山, 李師偉, 葉春雨, 王敬存, 邢紅全, 王月明, 曹春, 艷馬博 申請(qǐng)人:北京翔鯤水務(wù)建設(shè)有限公司