CN104213570B - 水下封闭围堰的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水下封闭围堰的施工方法，其包括如下步骤：A、向水中吊入分节式的围板，各围板均下沉至水下结构物外侧位置；B、所述围板依次与水下结构物外侧面用水封连接，所述围板沿高度方向叠置并相互水封连接；C、将水下结构物内部的水液抽出，使水下结构物内部形成负压，而所述围板在负压作用下紧贴于水下结构物的外侧表面。由于本发明不需要进行地基处理，围板不需要露出水面，因此围堰的高度可最小化，最大限定地节约了材料与施工成本。此外，本发明的围堰主要利用水压力进行固定，不但使得水密封结构更为可靠、易于拆卸，并且不会对水下结构物及其基础形成其他破坏，可在施工过程中保护水下结构物。

Description

水下封闭围堰的施工方法

技术领域

本发明涉及一种水下封闭围堰的施工方法，特别涉及一种深水区浮式分节钢闸门型水下封闭围堰的施工方法。

背景技术

围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施修建的临时性围护结构，其作用是防止水和土进入水下结构物的修建位置，以便于围堰内进行干槽施工。围堰一般主要用于水工建筑中，除少数围堰作为正式水下结构物的一部分外，大部分围堰在用完后需要拆除。在围堰施工中，深水区(水深大于10米)围堰施工为其中的难点。

随着科技的发展和施工经验的不断积累，深水区水下围堰的施工技术也在不断发展，最常用的有钢板桩围堰，双臂钢围堰等形式。

钢板桩是最常用的一种板桩围堰，有各种大小尺寸及联锁形式。其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。

双臂钢围堰是目前应用最为广泛的深水围堰，相比钢板桩围堰，双臂钢围堰具有强度更高的双臂钢壳，可承受更大的围堰内外水头差，围堰封底前工序简单，因此在应用中不受水深的限制，成为目前深水施工中最常用的围堰形式。

但上述围堰都是堰顶高出水面的无顶围堰，并且双臂钢围堰和钢板桩围堰都需要在水下“生根”，因此，对于在深水区(水深大于10米)中进行的围堰施工，存在施工过于复杂，成本过高，不经济的缺点。此外，在现有的围堰施工中，需要进行大量的地基处理工作，也给施工完成后的围堰拆除带来不便，不利于环保和绿色施工，

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种水下封闭围堰的施工 方法，解决现有施工方法存在的施工复杂，成本过高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水下封闭围堰的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、向水中吊入分节式的围板，各围板均下沉至水下结构物外侧位置；

B、所述围板依次与水下结构物外侧面用水封连接，所述围板沿高度方向叠置并相互水封连接；

C、将水下结构物内部的水液抽出，使水下结构物内部形成负压，而所述围板在负压作用下紧贴于水下结构物的外侧表面。

所述的水下封闭围堰的施工方法：在步骤B之后，若所述水下结构物内部与水下结构物外侧之间还存在连通通道，则用盖板封堵所有连通通道。

所述的水下封闭围堰的施工方法：若在步骤C中发现围板和/或盖板与水下结构物之间存在漏水，则采取棉胎裹紧塞缝的形式进行堵漏。

所述的水下封闭围堰的施工方法：若在步骤C中发现围板与水下结构物之间存在漏水，则采取棉胎裹紧塞缝的形式进行堵漏。

所述的水下封闭围堰的施工方法：所述水封是橡胶止水或水工模带砼止水。

所述的水下封闭围堰的施工方法：在步骤C之后，还包括步骤：

D、将水下结构物内部的水液抽空，以进行水下结构物内部的整修工作；

E、整修工作完成后，向水下结构物内部注水，使水下结构物内外的水压平衡；

F、拆除并回收所述围板，以便重复使用。

所述的水下封闭围堰的施工方法：所述围板具有钢结构主体，内部设有封闭腔，所述封闭腔连接有充排水阀与充排气阀。

所述的水下封闭围堰的施工方法：所述围板的外侧迎水面设置所述充排水阀，围板的内侧设置所述充排气阀。

所述的水下封闭围堰的施工方法：步骤A中，用卷扬机起吊所述围板，围板接触水面后，打开充排水阀与充排气阀开始向封闭腔充水，见围板开始下沉则停止充水；然后卷扬机放松围板，使围板在自重的作用下下沉，在围板下沉到位后，插入定位销使围板定位，再打开充排水阀与充排气阀全面充水，使围板充满水。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1、本发明解决了水下结构物或结构的维修、处理、局部加固、改造等工程 中所需要的经济、合理、绿色、环保，拆除方便的围堰问题。

2、由于本发明不需要进行地基处理，围板不需要露出水面，因此围堰的高度可最小化，最大限定地节约了材料与施工成本。此外，本发明的围堰主要利用水压力进行固定，不但使得水密封结构更为可靠、易于拆卸，并且不会对水下结构物及其基础形成其他破坏，可在施工过程中保护水下结构物。

3、本发明适用于施工环境比较狭窄，工作面较小的静水水域。

附图说明

图1是本发明方法一个较佳实施例中的水下封闭围堰的施工结构纵剖示意图；

图2是本发明方法一个较佳实施例中的水下封闭围堰的施工结构平剖示意图；

图3、图4分别是本发明提供的分节式围板的外观图与结构原理图。

附图标记说明：1-水下结构物；11-立柱；2-围板；21-封闭腔；22-充排水阀；23-充排气阀；3-盖板。

具体实施方式

为了对本发明方法进行直观的说明，以下用一个较佳实施例来对本发明进行详细的论述。

如图1、图2所示，在深水区(水深大于10米)有水下结构物1(如水库，但并不限定)需要整修，为了便于施工，在整修之前需要将水下结构物1外侧围堰施工，从而防止水和土进入水下结构物1内部的整修位置，以便于进行干槽施工。

因此，本发明提供的水下封闭围堰的施工方法，包括如下步骤：

A、向水中吊入分节式的围板2，各围板2均下沉至深水区水下结构物1外侧(如立柱11)位置；

B、所述围板2依次与水下结构物1外侧面用水封连接，所述围板2沿高度方向叠置并相互水封连接；

B1、若所述水下结构物1内部与水下结构物1外侧之间还存在连通通道，则用盖板3封堵所有连通通道；

C、将水下结构物1内部的水液抽出，使水下结构物1内部形成负压，而所 述围板2在负压作用下紧贴于水下结构物1的外侧表面；

C1、若步骤C中发现围板2和/或盖板3与水下结构物1之间存在漏水，则采取棉胎裹紧塞缝的形式进行堵漏；

D、将水下结构物1内部的水液抽空，以进行水下结构物1内部的整修工作；

E、整修工作完成后，向水下结构物1内部注水，使水下结构物1内外的水压平衡；

F、拆除并回收所述围板2(若有，也拆除盖板3)，以便重复使用。

其中，为了使所述围板2在无基础的情况下不会由于自重对水下结构物1表面构成破坏，所述围板2的比重以接近或等于水的比重为宜，但考虑到运送和吊装的成本，则围板2的比重越小越好。因此，在本发明提供的实施例中，如图3、图4所示，所述围板2具有钢结构主体，内部设有封闭腔21(数目不限)，所述封闭腔21连接有充排水阀22与充排气阀23(一般围板2的外侧迎水面设置所述充排水阀22，围板2的内侧设置所述充排气阀23)，在运送和吊装的过程中，所述封闭腔21排空，以减轻重量，而一旦吊装到水面，则开始充水，使其比重接近或等于水的比重，这样的话，围板2可以顺利沉入任意深度，而且潜水员也可以轻松地调整围板2在水中的姿态，从而容易将分节式的围板2组装在一起并紧贴在水下结构物1外侧予以固定。

而所述盖板3，是按照需要堵漏的形状进行设计的钢结构板体。

下面用一个详细的围堰施工方案来介绍本发明的施工过程：

1)河底平整

吸出水底杂物、淤泥：采用气升式吸泥法将淤积物通过管路排到库内，离开作业点30米左右即可满足要求，采用设备见下表：

名称	型号	数量	用途	备注
					空压机	10立方	1台	提供吸泥的气源
作业平台	小船	2艘	潜水平台、清淤设备平台
					清淤设备	8英寸	1套	吸走淤泥并排放到指定地方
高压水枪	8公斤	1套	冲走或冲松淤积物
					潜水设备	管供	3套	潜水作业

2)水底找平层混凝土的灌注

为了让钢围堰和河底面接触严密，由潜水员对水底用水平仪进行测量、平整，必要时进行水底找平层混凝土的灌注。

3)围板2的吊装就位

a、概述：

围板2的吊装分为岸上吊装和水下就位，从岸边到水边采用普通汽车吊运输，吊装到入水点时，使围板2单面面积最大的一面与水面接触，增大接触面面积，减小围板2的吃水深度；并调整围板2在水中的姿态，使围板2的导向装置(用于与水下的导轨配合，使围板2在下潜时导正方向)的一面露出水面，以免在拖运过程中，对导向装置损坏，确保安装的顺利。所述导向装置与导轨并非本申请的重点内容，可采用常见的凸块与凹槽配合的形式，故在此不予赘述。

b、围板2水面运输由两艘船架在第1号围板2两边，两艘船同时启动即可，围板2在水面由船夫自由驱使，将其水面运输到结构物前，采用支撑在结构物上面的辅助起吊设备与围板2的顶部吊耳进行连接。

c、底节围板2水下就位：由潜水员配合，对围板2充水，充水前，充排气阀23朝上，连接排气管进行排气，将围板2朝下的充排水阀22打开，封闭腔21内进水，围板2吃水线慢慢增加，待围板2充水处于半就位状态(围板2的70％-80％处于水下)，潜水员关闭充排水阀22与充排气阀23停止充水，卷扬机配合起吊，使围板2翻转成竖直状，由施工人员挂上钢丝绳，潜水员在水下打开充排水阀22与充排气阀23继续充水，地面观察充水情况，见围板2开始下沉，及时通知水下潜水员关闭闸阀，停止充水，卷扬机缓慢放松钢丝绳，使围板2在自重的作用下沿着导向装置缓慢下降，缓慢下沉，在下沉过程中，潜水员随时观察水下情况，调整围板2的位置，使紧靠水下结构，发现问题及时处理。潜水员观察围板2下沉快要触及水底平台时，插入定位销，定位销安装定位后，打开充排水阀22与充排气阀23全面充水，使围板2充满水。

中间围板2水下就位：同上述底节围板2的就位程序，利用设在围板2上的节间定位板相互定位。

顶节围板2水下就位：在安装顶节围板2之前，先测量顶节围板2的安装底面到水平围板2安装底面的距离，根据该距离调整顶节围板2水封顶部厚度；顶节围板2先将底仓充满水，就位程序同底节。

若有需要，将水平盖板3下沉就位。

4)水封

浮体式围板2主要依靠水压来进行固定，底面和四周与结构的接触面都是柔性接触，所以选择封水型式和材料至关重要。通常浮体门水封设计型式有橡胶止水和水工模带砼止水，两种封水形式技术上均可行，但从施工方便考虑，分体式竖直围板2节间止水使用选用橡胶止水更便于施工就位。对于局部不严密可能漏水处，采取棉胎裹紧塞缝的形式进行堵漏。

5)排水

所有竖直围板2和水平盖板3安装完毕后，潜水员进行水下检查，保证：所有的闸阀处于关闭状态，各水封的位置就位，竖直围板2与结构物、底面平台之间没有缝隙，竖直围板2节与节之间定位板定位良好，竖直围板2的定位销均就位，水平盖板3与结构物之间没有缝隙，水平盖板3与竖直围板2之间没有缝隙。然后对竖直围板2后的封闭空间进行排水，在排水时流量不宜太大，要匀速进行，以免对围板2造成损伤。

6)围板2的拆除

a.接通竖直围板2顶节通气管，打开顶节围板2设置的充水闸阀，进行充水平压。

b.充水平压完毕后，潜水员配合吊装设备，先拆除水平盖板3；

c.竖直围板2从上向下依次拆除，顶节围板2拆除时，拆除顶节的定位销，将竖直围板2顶节由临时启闭设备吊装到水面，至微露即可，把箱体的充排气阀23通过充气管与空压机连接，然后连接排水管，打开充排水阀22，空压机充气压水，至上舱再无水排出，关闭闸阀，拆除排水管和充气管，使其上浮至水面，水运到岸边吊装离水。

d.依次拆除各节的定位销，由临时启闭设备吊装到水面，至微露即可，把箱体的充排气阀23通过充气管与空压机连接，然后连接排水管，打开充排水阀22，空压机充气压水，至密封腔内再无水排出，关闭阀门，拆除排水管和充气管，使其上浮至水面，水运到岸边吊装离水。

本发明技术方案带来的有益效果

1、经济：不需要对基础进行深的处理，只需要进行基础的平整工作，水下混凝土平台主要起平整水底的作用，施工简便。

2、环保：拆除方便，无污染，绿色环保。

3、灵活、机动：对于局部需要加固、维修的水下工程，可以在哪施工，把围板2搭建到哪儿，节省开支，灵活、机动。

4、施工简便：以水压力为主要固定压力，周围无约束，无硬边界，施工简单。

Claims (7)

1.一种水下封闭围堰的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、向水中吊入分节式的围板，各围板均下沉至水下结构物外侧位置；所述围板具有钢结构主体，内部设有封闭腔，所述封闭腔连接有充排水阀与充排气阀；

B、所述围板依次与水下结构物外侧面用水封连接，所述围板沿高度方向叠置并相互水封连接；

C、将水下结构物内部的水液抽出，使水下结构物内部形成负压，而所述围板在负压作用下紧贴于水下结构物的外侧表面；

步骤A中，用卷扬机起吊所述围板，围板接触水面后，打开充排水阀与充排气阀开始向封闭腔充水，见围板开始下沉则停止充水；然后卷扬机放松围板，使围板在自重的作用下下沉，在围板下沉到位后，插入定位销使围板定位，再打开充排水阀与充排气阀全面充水，使围板充满水。

2.根据权利要求1所述的水下封闭围堰的施工方法，其特征在于：在步骤B之后，若所述水下结构物内部与水下结构物外侧之间还存在连通通道，则用盖板封堵所有连通通道。

3.根据权利要求2所述的水下封闭围堰的施工方法，其特征在于：若在步骤C中发现围板和/或盖板与水下结构物之间存在漏水，则采取棉胎裹紧塞缝的形式进行堵漏。

4.根据权利要求1所述的水下封闭围堰的施工方法，其特征在于：若在步骤C中发现围板与水下结构物之间存在漏水，则采取棉胎裹紧塞缝的形式进行堵漏。

5.根据权利要求1所述的水下封闭围堰的施工方法，其特征在于：所述水封是橡胶止水或水工模带砼止水。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的水下封闭围堰的施工方法，其特征在于，在步骤C之后，还包括步骤：

D、将水下结构物内部的水液抽空，以进行水下结构物内部的整修工作；

E、整修工作完成后，向水下结构物内部注水，使水下结构物内外的水压平衡；

F、拆除并回收所述围板，以便重复使用。

7.根据权利要求1所述的水下封闭围堰的施工方法，其特征在于：所述围板的外侧迎水面设置所述充排水阀，围板的内侧设置所述充排气阀。