CN105421292A - 利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝 - Google Patents

利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝 Download PDF

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Abstract

一种利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，包括有由若干条结构相同的待充水的土工充灌袋由下至上依次叠放搭成待用的挡水堤坝，还设置有用于固定所述叠放着的若干条土工充灌袋的固定框架，所述的固定框架根据土工充灌袋的长度等间隔设置有若干个，所述的固定框架等间隔地卡套在由若干条土工充灌袋搭成的挡水堤坝的外周，每一个固定框架的底部都通过螺栓固定在地面或河床的床面上。本发明的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，采用不透水的土工充灌袋和钢架支撑体系加强侧向稳定性的钢架支撑结构，来建造稳定的多层充灌袋结构，可用于快速搭建临时性堤坝、防洪壁垒以及围堰等挡水设施中。

Description

利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝
技术领域
本发明涉及一种挡水堤坝装置。特别是涉及一种利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝。
背景技术
近年来由于海平面上升、气候变化或其他自然及人为的原因导致的海啸、洪涝等灾害时有发生，对沿海的海岸、码头、港口等区域有着较大的威胁；内陆河流流域、湖泊、水库周边也经常因为雨季到来产生的暴雨、洪水等，发生河水漫溢淹没农田、村庄等，严重威胁着人民的生命和财产安全。鉴于上述问题，选择一种合理可行的挡水结构势在必行。另外，在工程施工过程若遇到暴雨、突水等问题，或者在潮间带作业如建造风电场等情况时，往往需要一种能够快速搭建、有效挡水、方便拆除再利用的合理结构。
相比于传统的挡水结构物建造方法，使用土工充灌袋建造挡水结构往往能够体现上述优点：经济、省时、可重复利用等。因此近年来，利用土工合成材料建造挡水结构的技术在海岸防护、堤坝及挡水围堰等实际工程中的应用越来越广泛。不过现有的土工充灌袋的充灌材料有的选用土或者砂，造成了挡水设施的安装和拆卸都比较费时费力，且不利于材料的重复利用；有些以水作为充灌材料的办法，但仅适用于水位较浅的情况，对于只有一侧挡水且水位较高的情况存在稳定性不足的危险；还有的挡水结构如橡胶坝，通过将充灌袋底部与基础表面进行锚固的方式提升整体结构的挡水能力，锚固形式有单侧锚固和双侧锚固两种，这种方法虽然在稳定性上有一定的提升，但需要提前进行基础的施工，要求一定的施工时间和条件，并且对土工袋局部区域的抗拉性能有较高要求，并不适于建造临时性挡水堤坝。
综合上述介绍，寻求一种具有足够侧向稳定性、安装和拆卸时间短、施工限制条件少、能重复利用的挡水结构建造方法势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效挡水、施工方便省时、限制条件少的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝。
本发明所采用的技术方案是：一种利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，包括有由若干条结构相同的待充水的土工充灌袋由下至上依次叠放搭成待用的挡水堤坝，还设置有用于固定所述叠放着的若干条土工充灌袋的固定框架，所述的固定框架根据土工充灌袋的长度等间隔设置有若干个，所述的固定框架等间隔地卡套在由若干条土工充灌袋搭成的挡水堤坝的外周，每一个固定框架的底部都通过螺栓固定在地面或河床的床面上。
由若干条结构相同的土工充灌袋由下至上依次叠放搭成单排挡水堤坝或由2排以上的单排挡水堤坝构成的组合挡水堤坝。
所述固定框架的一侧还通过连接机构设置有斜支撑管。
当由所述的土工充灌袋搭成一条单排挡水堤坝时，所述的固定框架为单矩形结构，当由2排以上的单排挡水堤坝构成的组合挡水堤坝时，所述的固定框架为并排设置的多矩形结构。
所述固定框架包括有分别位于挡水堤坝两侧的结构相同的竖直钢管，位于挡水堤坝顶端的横梁，以及位于挡水堤坝底部，用于通过螺栓固定在地面或河床的床面上的底部支座，所述横梁的两端分别通过连接机构连接在所述竖直钢管上端的横梁，所述竖直钢管的底端与所述的底部支座相连接。
所述的连接机构包括有：等间隔的形成在竖直钢管上的定位孔和用于插入到定位孔中的上定位销，分别沿横梁长度方向形成在横梁两端的卡槽和形成在横梁两端并垂直穿过所述卡槽的插销孔，以及套在竖直钢管上并通过定位孔和上定位销固定在竖直钢管上的圆盘，所述圆盘的周边嵌入在所述横梁端部的卡槽内并通过依次贯穿横梁端部的插销孔和圆盘的插销板与所述的横梁固定连接。
所述圆盘为圆环状结构，中心形成有用于套在所述竖直钢管上的通孔，周边的环片上等间隔的形成有用于插入所述插销板的插入孔。
当所述的固定框架为单矩形结构时，所述的底部支座包括有用于支撑单排挡水堤坝的第一底梁和分别一体连接在所述第一底梁两端的用于与地面或河床的床面固定连接的第一固定座，所述的第一固定座上垂直的形成有用于插入所述竖直钢管下端的第一连接钢管，所述第一固定座上在所述第一连接钢管的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第一螺栓孔，所述第一连接钢管上形成有与形成在所述的竖直钢管上的定位孔相对应的第一定位孔，所述第一连接钢管与所述的竖直钢管通过依次插入定位孔和第一定位孔的下定位销固定连接。
当所述的固定框架为并排设置的多矩形结构时，所述的底部支座包括有分别用于支撑2个以上的单排挡水堤坝的首尾一体连接的2个以上的第二底梁，其中首个第二底梁的首端和最后一个第二底梁的尾端分别一体形成有用于与地面或河床的床面固定连接的第二固定座，每两个第二底梁之间一体形成有用于与地面或河床的床面固定连接的中间固定座，所述第二固定座和中间固定座上垂直的形成有用于插入所述竖直钢管下端的第二连接钢管，所述第二固定座和中间固定座上在所述第二连接钢管的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第二螺栓孔，所述第二连接钢管上形成有与形成在所述的竖直钢管上的定位孔相对应的第二定位孔，所述第二连接钢管与所述的竖直钢管通过依次插入定位孔和第二定位孔的下定位销固定连接。
当所述的固定框架的一侧设置有斜支撑管时，第一固定座或第二固定座位于斜支撑管的一端延长一体设置有用于使斜支撑管与地面或河床的床面固定连接的侧固定底座，所述侧固定底座上一体形成有用于插入斜支撑管底端的斜连接钢管，所述斜连接钢管与水平面夹角小于90度，所述侧固定底座上在斜连接钢管的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第三螺栓孔。
本发明的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，采用不透水的土工充灌袋和钢架支撑体系加强侧向稳定性的钢架支撑结构，来建造稳定的多层充灌袋结构，可用于快速搭建临时性堤坝、防洪壁垒以及围堰等挡水设施，具有以下优点和特征：
1、根据侧向水压力大小，利用钢架支撑体系，灵活采用单排或多排式的多层土工充灌袋挡水结构，适用于多种工况下的挡水要求，特别适合于水位高、地基土较软的情况。挡墙高度可高达6米；
2、钢架支撑体系的制作、安装、拆卸都较为简单，充灌袋的铺设、充灌、拆卸也非常方便快捷，整体结构能在保持稳定性的前提下实现快速安装拆卸。
3、选择水为充灌材料，取材容易、节约资金；
4、整个系统采用的材料重量较轻，便于装卸、储存和运输。
5、可重复利用
6、施工限制条件少，施工难度低。
附图说明
图1是本发明第一实施例的整体结构示意图；
图2是本发明第二实施例的整体结构示意图；
图3是本发明第三实施例的整体结构示意图；
图4本发明中圆盘的结构示意图；
图5是本发明竖直钢管的结构示意图；
图6是本发明横梁的部分结构示意图；
图7是图6的俯视图；
图8是本发明第一底梁的结构示意图；
图9是图8的俯视图；
图10是本发明第二底梁的结构示意图；
图11是图10的俯视图；
图12是第一连接钢管或第二连接钢管与竖直钢管连接的结构示意图。
图中
1：土工充灌袋2：固定框架
3：挡水堤坝4：竖直钢管
41：定位孔5：横梁
51：卡槽52：上插销孔
53：下插销孔6：底部支座
61：第一底梁62：第一固定座
621：第一连接钢管6211：第一定位孔
622：第一螺栓孔63：第二底梁
64：第二固定座65：中间固定座
641、651：第二连接钢管6411/6511：第二定位孔
642、652：第二螺栓孔7：连接机构
71：圆盘711：圆盘通孔
712：圆盘插入孔72：插销板
8：斜支撑管9：侧固定底座
91：斜连接钢管92：第三螺栓孔
10：上定位销11：下定位销
A：洪水、河水等B：坚硬土层表面
C：软土表面
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，包括有由若干条结构相同的待充水的土工充灌袋1由下至上依次叠放搭成待用的挡水堤坝3，还设置有用于固定所述叠放着的若干条土工充灌袋1的固定框架2，所述的固定框架2根据土工充灌袋1的长度等间隔设置有若干个，所述的固定框架2等间隔地卡套在由若干条土工充灌袋1搭成的挡水堤坝的外周，每一个固定框架2的底部都通过螺栓固定在地面或河床的床面上。由若干条结构相同的土工充灌袋1由下至上依次叠放搭成单排挡水堤坝3或由2排以上的单排挡水堤坝3构成的组合挡水堤坝。所述的土工充灌袋可选用丁基橡胶、三元乙丙橡胶、PVC、聚丙烯、聚氨酯或其他共聚物的不透水材料，充灌材料选择水。
如图3所示，所述固定框架2的一侧还通过连接机构7设置有斜支撑管8。侧向支撑的斜支撑管8为整个系统提供更大的侧向稳定性。
如图1、图2所示，当由所述的土工充灌袋1搭成一条单排挡水堤坝3时，所述的固定框架2为单矩形结构，当由2排以上的单排挡水堤坝3构成的组合挡水堤坝时，所述的固定框架2为并排设置的多矩形结构。
如图1、图2所示，所述固定框架2包括有分别位于挡水堤坝3两侧的结构相同的竖直钢管4，位于挡水堤坝3顶端的横梁5，以及位于挡水堤坝3底部，用于通过螺栓固定在地面或河床的床面上的底部支座6，所述横梁5的两端分别通过连接机构7连接在所述竖直钢管4上端的横梁5，所述竖直钢管4的底端与所述的底部支座6相连接。
如图4、图5、图6、图7所示，所述的连接机构7包括有：等间隔的形成在竖直钢管4上的定位孔41和用于插入到定位孔41中的上定位销10(图1所示)，分别沿横梁5长度方向对称地形成在横梁5两端的卡槽51、垂直形成在所述卡槽51上端的上插销孔52和垂直形成在所述卡槽51下端的下插销孔53，以及套在竖直钢管4上并通过定位孔41和上定位销10固定在竖直钢管4上的圆盘71，所述圆盘71的周边嵌入在所述横梁5端部的卡槽51内并通过依次贯穿横梁5端部的上插销孔52、圆盘71和下插销孔53的插销板72与所述的横梁5固定连接。
如图4所示，所述圆盘71为圆环状结构，中心形成有用于套在所述竖直钢管4上的通孔711，周边的环片上等间隔的形成有用于插入所述插销板72的插入孔712。
如图8、图9所示，当所述的固定框架2为单矩形结构时，所述的底部支座6包括有用于支撑单排挡水堤坝3的第一底梁61和分别一体连接在所述第一底梁61两端的用于与地面或河床的床面固定连接的第一固定座62，所述的第一固定座62上垂直的形成有用于插入所述竖直钢管4下端的第一连接钢管621，所述第一固定座62上在所述第一连接钢管621的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第一螺栓孔622，所述第一连接钢管621上形成有与形成在所述的竖直钢管4上的定位孔41相对应的第一定位孔6211，所述第一连接钢管621与所述的竖直钢管4通过依次插入定位孔41和第一定位孔6211的下定位销11(图12所示)固定连接。
如图10、图11所示，当所述的固定框架2为并排设置的多矩形结构时，所述的底部支座6包括有分别用于支撑2个以上的单排挡水堤坝3的首尾一体连接的2个以上的第二底梁63，其中首个第二底梁63的首端和最后一个第二底梁63的尾端分别一体形成有用于与地面或河床的床面固定连接的第二固定座64，每两个第二底梁64之间一体形成有用于与地面或河床的床面固定连接的中间固定座65，所述第二固定座64和中间固定座65上垂直的形成有用于插入所述竖直钢管4下端的第二连接钢管641/651，所述第二固定座64和中间固定座65上在所述第二连接钢管641/651的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第二螺栓孔642/652，所述第二连接钢管641/651上形成有与形成在所述的竖直钢管4上的定位孔41相对应的第二定位孔6411/6511，所述第二连接钢管641/651与所述的竖直钢管4通过依次插入定位孔41和第二定位孔6411/6511内的下定位销11(图12所示)固定连接。
如图3所示，当所述的固定框架2的一侧设置有斜支撑管8时，第一固定座62或第二固定座64位于斜支撑管8的一端延长一体设置有用于使斜支撑管8与地面或河床的床面固定连接的侧固定底座9，所述侧固定底座9上一体形成有用于插入斜支撑管8底端的斜连接钢管91，所述斜连接钢管91与水平面夹角小于90度，所述侧固定底座9上在斜连接钢管91的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第三螺栓孔92。
本发明的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，利用多层不透水土工充灌袋构建临时性堤坝等挡水结构，保护其内侧目标或设施免受洪水、海啸、河水漫溢等的危害。
本发明的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，适用于一侧水压力较大、地基较软的情况，如可能发生海啸的港口或海滩、发生河水漫溢的河道两侧或库岸周边。另外，由于港口或码头区域也就是挡水结构内侧区域，常常为混凝土地基或柏油路，可以将本发明的底座用螺丝与刚性地基固定，再安装其它部件。
下面以单排挡水堤坝为例，说明本发明的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝安装顺序为，先根据实际工况选择相应的支撑结构。支撑结构的安装按照底座、竖直钢管、横梁的顺序。完成固定框架的安装。
完成固定框架的搭建后，根据设计的挡水结构高度选择所需数量的土工充灌袋，在固定框架内开始堆放未充灌的土工充灌袋，并与固定框架绑定。然后从下往上逐层向土工充灌袋内充水，充水胀大后的多层土工充灌袋与支撑结构形成一个整体的堤坝防洪壁垒装置，从而起到挡水作用。在某些特殊工况下，如果采用单排挡水堤坝不能提供足够的侧向阻力，可以采用如图2所示的双排式挡水结构或多排式挡水结构的方法，只需要对水平支撑进行相应的调整即可。

Claims (10)

1.一种利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，包括有由若干条结构相同的待充水的土工充灌袋(1)由下至上依次叠放搭成待用的挡水堤坝(3)，其特征在于，还设置有用于固定所述叠放着的若干条土工充灌袋(1)的固定框架(2)，所述的固定框架(2)根据土工充灌袋(1)的长度等间隔设置有若干个，所述的固定框架(2)等间隔地卡套在由若干条土工充灌袋(1)搭成的挡水堤坝的外周，每一个固定框架(2)的底部都通过螺栓固定在地面或河床的床面上。
2.根据权利要求1所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，由若干条结构相同的土工充灌袋(1)由下至上依次叠放搭成单排挡水堤坝(3)或由2排以上的单排挡水堤坝(3)构成的组合挡水堤坝。
3.根据权利要求1所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，所述固定框架(2)的一侧还通过连接机构(7)设置有斜支撑管(8)。
4.根据权利要求1或2所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，当由所述的土工充灌袋(1)搭成一条单排挡水堤坝(3)时，所述的固定框架(2)为单矩形结构，当由2排以上的单排挡水堤坝(3)构成的组合挡水堤坝时，所述的固定框架(2)为并排设置的多矩形结构。
5.根据权利要求1所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，所述固定框架(2)包括有分别位于挡水堤坝(3)两侧的结构相同的竖直钢管(4)，位于挡水堤坝(3)顶端的横梁(5)，以及位于挡水堤坝(3)底部，用于通过螺栓固定在地面或河床的床面上的底部支座(6)，所述横梁(5)的两端分别通过连接机构(7)连接在所述竖直钢管(4)上端的横梁(5)，所述竖直钢管(4)的底端与所述的底部支座(6)相连接。
6.根据权利要求3或5所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，所述的连接机构(7)包括有：等间隔的形成在竖直钢管(4)上的定位孔(41)和用于插入到定位孔(41)中的上定位销(10)，分别沿横梁(5)长度方向形成在横梁(5)两端的卡槽(51)和形成在横梁(5)两端并垂直穿过所述卡槽(51)的插销孔(52)，以及套在竖直钢管(4)上并通过定位孔(41)和上定位销固定在竖直钢管(4)上的圆盘(71)，所述圆盘(71)的周边嵌入在所述横梁(5)端部的卡槽(51)内并通过依次贯穿横梁(5)端部的插销孔(52)和圆盘(71)的插销板(72)与所述的横梁(5)固定连接。
7.根据权利要求6所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，所述圆盘(71)为圆环状结构，中心形成有用于套在所述竖直钢管(4)上的通孔(711)，周边的环片上等间隔的形成有用于插入所述插销板(72)的插入孔(712)。
8.根据权利要求5所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，当所述的固定框架(2)为单矩形结构时，所述的底部支座(6)包括有用于支撑单排挡水堤坝(3)的第一底梁(61)和分别一体连接在所述第一底梁(61)两端的用于与地面或河床的床面固定连接的第一固定座(62)，所述的第一固定座(62)上垂直的形成有用于插入所述竖直钢管(4)下端的第一连接钢管(621)，所述第一固定座(62)上在所述第一连接钢管(621)的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第一螺栓孔(622)，所述第一连接钢管(621)上形成有与形成在所述的竖直钢管(4)上的定位孔(41)相对应的第一定位孔(6211)，所述第一连接钢管(621)与所述的竖直钢管(4)通过依次插入定位孔(41)和第一定位孔(6211)的下定位销(11)固定连接。
9.根据权利要求5所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，当所述的固定框架(2)为并排设置的多矩形结构时，所述的底部支座(6)包括有分别用于支撑2个以上的单排挡水堤坝(3)的首尾一体连接的2个以上的第二底梁(63)，其中首个第二底梁(63)的首端和最后一个第二底梁(63)的尾端分别一体形成有用于与地面或河床的床面固定连接的第二固定座(64)，每两个第二底梁(64)之间一体形成有用于与地面或河床的床面固定连接的中间固定座(65)，所述第二固定座(64)和中间固定座(65)上垂直的形成有用于插入所述竖直钢管(4)下端的第二连接钢管(641/651)，所述第二固定座(64)和中间固定座(65)上在所述第二连接钢管(641/651)的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第二螺栓孔(642/652)，所述第二连接钢管(641/651)上形成有与形成在所述的竖直钢管(4)上的定位孔(41)相对应的第二定位孔(6411/6511)，所述第二连接钢管(641/651)与所述的竖直钢管(4)通过依次插入定位孔(41)和第二定位孔(6411/6511)的下定位销(11)固定连接。
10.根据权利要求8或5所述的利用土工充灌袋及钢架支撑体系建造的临时性挡水堤坝，其特征在于，当所述的固定框架(2)的一侧设置有斜支撑管(8)时，第一固定座(62)或第二固定座(64)位于斜支撑管(8)的一端延长一体设置有用于使斜支撑管(8)与地面或河床的床面固定连接的侧固定底座(9)，所述侧固定底座(9)上一体形成有用于插入斜支撑管(8)底端的斜连接钢管(91)，所述斜连接钢管(91)与水平面夹角小于90度，所述侧固定底座(9)上在斜连接钢管(91)的周边分别形成有2个以上的用于通过螺栓与所述的地面或河床的床面固定连接的第三螺栓孔(92)。
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