水下封閉圍堰的施工方法
2023-06-16 20:28:26 1
水下封閉圍堰的施工方法
【專利摘要】本發明提供一種水下封閉圍堰的施工方法，其包括如下步驟:A、向水中吊入分節式的圍板，各圍板均下沉至水下結構物外側位置；B、所述圍板依次與水下結構物外側面用水封連接，所述圍板沿高度方向疊置並相互水封連接；C、將水下結構物內部的水液抽出，使水下結構物內部形成負壓，而所述圍板在負壓作用下緊貼於水下結構物的外側表面。由於本發明不需要進行地基處理，圍板不需要露出水面，因此圍堰的高度可最小化，最大限定地節約了材料與施工成本。此外，本發明的圍堰主要利用水壓力進行固定，不但使得水密封結構更為可靠、易於拆卸，並且不會對水下結構物及其基礎形成其他破壞，可在施工過程中保護水下結構物。
【專利說明】
水下封閉圍堰的施工方法
【技術領域】
[0001]本發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浮式分節鋼閘門型水下封閉圍堰的施工方法。
【背景技術】
[0002]圍堰是指在水利工程建設中，為建造永久性水利設施修建的臨時性圍護結構，其作用是防止水和土進入水下結構物的修建位置，以便於圍堰內進行幹槽施工。圍堰一般主要用於水工建築中，除少數圍堰作為正式水下結構物的一部分外，大部分圍堰在用完後需要拆除。在圍堰施工中，深水區(水深大於10米)圍堰施工為其中的難點。
[0003]隨著科技的發展和施工經驗的不斷積累，深水區水下圍堰的施工技術也在不斷發展，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鎖形式。其優點為:強度高，容易打入堅硬土層；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，並可多次重複使用，因此，它的用途廣泛。
[0005]雙臂鋼圍堰是目前應用最為廣泛的深水圍堰，相比鋼板樁圍堰，雙臂鋼圍堰具有強度更高的雙臂鋼殼，可承受更大的圍堰內外水頭差，圍堰封底前工序簡單，因此在應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頂圍堰，並且雙臂鋼圍堰和鋼板樁圍堰都需要在水下「生根」，因此，對於在深水區(水深大於10米)中進行的圍堰施工，存在施工過於複雜，成本過高，不經濟的缺點。此外，在現有的圍堰施工中，需要進行大量的地基處理工作，也給施工完成後的圍堰拆除帶來不便，不利於環保和綠色施工，
【發明內容】
[0007]針對現有技術的不足，本發明的目的在於:提供一種水下封閉圍堰的施工方法，解決現有施工方法存在的施工複雜，成本過高的問題。
[0008]為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:
[0009]一種水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於，包括如下步驟:
[0010]A、向水中吊入分節式的圍板，各圍板均下沉至水下結構物外側位置；
[0011]B、所述圍板依次與水下結構物外側面用水封連接，所述圍板沿高度方向疊置並相互水封連接；
[0012]C、將水下結構物內部的水液抽出，使水下結構物內部形成負壓，而所述圍板在負壓作用下緊貼於水下結構物的外側表面。
[0013]所述的水下封閉圍堰的施工方法:在步驟B之後，若所述水下結構物內部與水下結構物外側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中發現圍板和/或蓋板與水下結構物之間存在漏水，則採取棉胎裹緊塞縫的形式進行堵漏。
[0015]所述的水下封閉圍堰的施工方法:若在步驟C中發現圍板與水下結構物之間存在漏水，則採取棉胎裹緊塞縫的形式進行堵漏。
[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之後，還包括步驟:
[0018]D、將水下結構物內部的水液抽空，以進行水下結構物內部的整修工作；
[0019]E、整修工作完成後，向水下結構物內部注水，使水下結構物內外的水壓平衡；
[0020]F、拆除並回收所述圍板，以便重複使用。
[0021]所述的水下封閉圍堰的施工方法:所述圍板具有鋼結構主體，內部設有封閉腔，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:所述圍板的外側迎水面設置所述充排水閥，圍板的內側設置所述充排氣閥。
[0023]所述的水下封閉圍堰的施工方法:步驟A中，用卷揚機起吊所述圍板，圍板接觸水面後，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；然後卷揚機放鬆圍板，使圍板在自重的作用下下沉，在圍板下沉到位後，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]與現有技術相比較，本發明具有的有益效果是:
[0025]1、本發明解決了水下結構物或結構的維修、處理、局部加固、改造等工程中所需要的經濟、合理、綠色、環保，拆除方便的圍堰問題。
[0026]2、由於本發明不需要進行地基處理，圍板不需要露出水面，因此圍堰的高度可最小化，最大限定地節約了材料與施工成本。此外，本發明的圍堰主要利用水壓力進行固定，不但使得水密封結構更為可靠、易於拆卸，並且不會對水下結構物及其基礎形成其他破壞，可在施工過程中保護水下結構物。
[0027]3、本發明適用於施工環境比較狹窄，工作面較小的靜水水域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明方法一個較佳實施例中的水下封閉圍堰的施工結構縱剖示意圖；
[0029]圖2是本發明方法一個較佳實施例中的水下封閉圍堰的施工結構平剖示意圖；
[0030]圖3、圖4分別是本發明提供的分節式圍板的外觀圖與結構原理圖。
[0031]附圖標記說明:1-水下結構物；11_立柱；2_圍板；21_封閉腔；22_充排水閥；23-充排氣閥；3_蓋板。
【具體實施方式】
[0032]為了對本發明方法進行直觀的說明，以下用一個較佳實施例來對本發明進行詳細的論述。
[0033]如圖1、圖2所示，在深水區(水深大於10米)有水下結構物I (如水庫，但並不限定)需要整修，為了便於施工，在整修之前需要將水下結構物I外側圍堰施工，從而防止水和土進入水下結構物I內部的整修位置，以便於進行幹槽施工。
[0034]因此，本發明提供的水下封閉圍堰的施工方法，包括如下步驟:
[0035]A、向水中吊入分節式的圍板2，各圍板2均下沉至深水區水下結構物I外側(如立柱11)位置；
[0036]B、所述圍板2依次與水下結構物I外側面用水封連接，所述圍板2沿高度方向疊置並相互水封連接；
[0037]B1、若所述水下結構物I內部與水下結構物I外側之間還存在連通通道，則用蓋板3封堵所有連通通道；
[0038]C、將水下結構物I內部的水液抽出，使水下結構物I內部形成負壓，而所述圍板2在負壓作用下緊貼於水下結構物I的外側表面；
[0039]Cl、若步驟C中發現圍板2和/或蓋板3與水下結構物I之間存在漏水，則採取棉胎裹緊塞縫的形式進行堵漏；
[0040]D、將水下結構物I內部的水液抽空，以進行水下結構物I內部的整修工作；
[0041]E、整修工作完成後，向水下結構物I內部注水，使水下結構物I內外的水壓平衡；
[0042]F、拆除並回收所述圍板2 (若有，也拆除蓋板3)，以便重複使用。
[0043]其中，為了使所述圍板2在無基礎的情況下不會由於自重對水下結構物I表面構成破壞，所述圍板2的比重以接近或等於水的比重為宜，但考慮到運送和吊裝的成本，則圍板2的比重越小越好。因此，在本發明提供的實施例中，如圖3、圖4所示，所述圍板2具有鋼結構主體，內部設有封閉腔21 (數目不限)，所述封閉腔21連接有充排水閥22與充排氣閥23( —般圍板2的外側迎水面設置所述充排水閥22，圍板2的內側設置所述充排氣閥23)，在運送和吊裝的過程中，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，使其比重接近或等於水的比重，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鬆地調整圍板2在水中的姿態，從而容易將分節式的圍板2組裝在一起並緊貼在水下結構物I外側予以固定。
[0044]而所述蓋板3，是按照需要堵漏的形狀進行設計的鋼結構板體。
[0045]下面用一個詳細的圍堰施工方案來介紹本發明的施工過程:
[0046]I)河底平整
[0047]吸出水底雜物、淤泥:採用氣升式吸泥法將淤積物通過管路排到庫內，離開作業點30米左右即可滿足要求，採用設備見下表:
[0048]
名稱 I型號 I數量I用途I備註空壓機 10立方I臺提供吸泥的氣源__
作業平f小船 ilF潛水平臺、清淤設備平臺清遊設備 8英寸 I套吸走遊泥並排放到指定地方__
高壓水槍 8公斤 I套衝走或衝松遊積物__
潛水設備I管供 |3套I潛水作業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密，由潛水員對水底用水平儀進行測量、平整，必要時進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，從岸邊到水邊採用普通汽車吊運輸，吊裝到入水點時，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；並調整圍板2在水中的姿態，使圍板2的導向裝置(用於與水下的導軌配合，使圍板2在下潛時導正方向)的一面露出水面，以免在拖運過程中，對導向裝置損壞，確保安裝的順利。所述導向裝置與導軌並非本申請的重點內容，可採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水面運輸由兩艘船架在第I號圍板2兩邊，兩艘船同時啟動即可，圍板2在水面由船夫自由驅使，將其水面運輸到結構物前，採用支撐在結構物上面的輔助起吊設備與圍板2的頂部吊耳進行連接。
[0055]C、底節圍板2水下就位:由潛水員配合，對圍板2充水，充水前，充排氣閥23朝上，連接排氣管進行排氣，將圍板2朝下的充排水閥22打開，封閉腔21內進水，圍板2吃水線慢慢增加，待圍板2充水處於半就位狀態(圍板2的70% -80%處於水下)，潛水員關閉充排水閥22與充排氣閥23停止充水，卷揚機配合起吊，使圍板2翻轉成豎直狀，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繼續充水，地面觀察充水情況，見圍板2開始下沉，及時通知水下潛水員關閉閘閥，停止充水，卷揚機緩慢放鬆鋼絲繩，使圍板2在自重的作用下沿著導向裝置緩慢下降，緩慢下沉，在下沉過程中，潛水員隨時觀察水下情況，調整圍板2的位置，使緊靠水下結構，發現問題及時處理。潛水員觀察圍板2下沉快要觸及水底平臺時，插入定位銷，定位銷安裝定位後，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:同上述底節圍板2的就位程序,利用設在圍板2上的節間定位板相互定位。
[0057]頂節圍板2水下就位:在安裝頂節圍板2之前，先測量頂節圍板2的安裝底面到水平圍板2安裝底面的距離，根據該距離調整頂節圍板2水封頂部厚度；頂節圍板2先將底倉充滿水，就位程序同底節。
[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主要依靠水壓來進行固定，底面和四周與結構的接觸面都是柔性接觸，所以選擇封水型式和材料至關重要。通常浮體門水封設計型式有橡膠止水和水工模帶砼止水，兩種封水形式技術上均可行，但從施工方便考慮，分體式豎直圍板2節間止水使用選用橡膠止水更便於施工就位。對於局部不嚴密可能漏水處，採取棉胎裹緊塞縫的形式進行堵漏。
[0061]5)排水
[0062]所有豎直圍板2和水平蓋板3安裝完畢後，潛水員進行水下檢查，保證:所有的閘閥處於關閉狀態，各水封的位置就位，豎直圍板2與結構物、底面平臺之間沒有縫隙，豎直圍板2節與節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與結構物之間沒有縫隙，水平蓋板3與豎直圍板2之間沒有縫隙。然後對豎直圍板2後的封閉空間進行排水，在排水時流量不宜太大，要勻速進行，以免對圍板2造成損傷。
[0063]6)圍板2的拆除
[0064]a.接通豎直圍板2頂節通氣管，打開頂節圍板2設置的充水閘閥，進行充水平壓。
[0065]b.充水平壓完畢後，潛水員配合吊裝設備，先拆除水平蓋板3 ；
[0066]c.豎直圍板2從上向下依次拆除，頂節圍板2拆除時，拆除頂節的定位銷，將豎直圍板2頂節由臨時啟閉設備吊裝到水面，至微露即可，把箱體的充排氣閥23通過充氣管與空壓機連接，然後連接排水管，打開充排水閥22，空壓機充氣壓水，至上艙再無水排出，關閉閘閥，拆除排水管和充氣管，使其上浮至水面，水運到岸邊吊裝離水。
[0067]d.依次拆除各節的定位銷，由臨時啟閉設備吊裝到水面，至微露即可，把箱體的充排氣閥23通過充氣管與空壓機連接，然後連接排水管，打開充排水閥22，空壓機充氣壓水，至密封腔內再無水排出，關閉閥門，拆除排水管和充氣管，使其上浮至水面，水運到岸邊吊裝離水。
[0068]本發明技術方案帶來的有益效果
[0069]1、經濟:不需要對基礎進行深的處理，只需要進行基礎的平整工作，水下混凝土平臺主要起平整水底的作用，施工簡便。
[0070]2、環保:拆除方便，無汙染，綠色環保。
[0071]3、靈活、機動:對於局部需要加固、維修的水下工程，可以在哪施工，把圍板2搭建至IJ哪兒，節省開支，靈活、機動。
[0072]4、施工簡便:以水壓力為主要固定壓力，周圍無約束，無硬邊界，施工簡單。
【權利要求】
1.一種水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於，包括如下步驟: A、向水中吊入分節式的圍板，各圍板均下沉至水下結構物外側位置； B、所述圍板依次與水下結構物外側面用水封連接，所述圍板沿高度方向疊置並相互水封連接； C、將水下結構物內部的水液抽出，使水下結構物內部形成負壓，而所述圍板在負壓作用下緊貼於水下結構物的外側表面。
2.根據權利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於:在步驟B之後，若所述水下結構物內部與水下結構物外側之間還存在連通通道，則用蓋板封堵所有連通通道。
3.根據權利要求2所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於:若在步驟C中發現圍板和/或蓋板與水下結構物之間存在漏水，則採取棉胎裹緊塞縫的形式進行堵漏。
4.根據權利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於:若在步驟C中發現圍板與水下結構物之間存在漏水，則採取棉胎裹緊塞縫的形式進行堵漏。
5.根據權利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於:所述水封是橡膠止水或水工模帶砼止水。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於，在步驟C之後，還包括步驟: D、將水下結構物內部的水液抽空，以進行水下結構物內部的整修工作； E、整修工作完成後，向水下結構物內部注水，使水下結構物內外的水壓平衡； F、拆除並回收所述圍板，以便重複使用。
7.根據權利要求1所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於:所述圍板具有鋼結構主體，內部設有封閉腔，所述封閉腔連接有充排水閥與充排氣閥。
8.根據權利要求7所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於:所述圍板的外側迎水面設置所述充排水閥，圍板的內側設置所述充排氣閥。
9.根據權利要求7所述的水下封閉圍堰的施工方法，其特徵在於:步驟A中，用卷揚機起吊所述圍板，圍板接觸水面後，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；然後卷揚機放鬆圍板，使圍板在自重的作用下下沉，在圍板下沉到位後，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】E02D19/04GK104213570SQ201410341830
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】張建, 譚泓, 王會山, 李師偉, 葉春雨, 王敬存, 邢紅全, 王月明, 曹春, 豔馬博 申請人:北京翔鯤水務建設有限公司