CN109555143A - 一种用于辅助水中沉井施工的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于辅助水中沉井施工的方法及装置，使用能够将水分流的分流结构将水流进行分流处理，将沉井安装在分流结构的后方，包括采用两个板状结构连接形成的V字型帷幕。本发明的有益效果是：本发明利用分流结构能够改变沉井区域水流的流场特性，减小水流速度，以此能够减小沉井过程中，沉井受到的水流冲击力，有利于减小沉井过程中的阻力，进而减小沉井定位装置规模，提高沉井定位精度，提高沉井定位施工效率，并显著降低沉井施工风险。
Description
技术领域
本发明涉及沉井施工技术领域，具体是一种用于辅助水中沉井施工的方法及装置。
背景技术
水上沉井在大型桥梁基础施工中应用广泛。因江水（河水或海水）水流流速作用，尺寸较大的沉井结构往往受到较大的水流力作用，为沉井在水上定位稳定带来较大困难。同时，因尺寸沉井较大，且形状多为矩形、圆端形，迎水面挡水面积大，且因形状变化大，致使水流绕流明显，水流在沉井所在区域急剧绕流导致局部流速迅速加大，相应地，因局部流速迅速加大，而导致水流携砂能力加强，进而引起沉井迎水面及附近区域沙土流失，导致局部冲刷加剧。沉井下沉过程中，因迎水面附近局部冲刷严重（部分桥梁沉井局部冲刷深度超过20m），而背水面区域冲刷少甚至淤积，致使沉井前后端河床面呈现非常大的高差，给沉井着床带来很大难度。稍有不慎就容易导致沉井出现严重的倾斜，危及桥梁施工安全。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于辅助水中沉井施工的方法及装置，在沉井施工时减小沉井所受的阻力，避免沉井区域沙土流失。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于辅助水中沉井施工的方法，使用能够将水分流的分流结构将水流进行分流处理，将沉井安装在分流结构的后方。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的分流结构的横截面积沿着水流的方向逐渐增大。
进一步地，为了更好的实现本发明，采用两个板状结构呈V字型搭建形成分流结构，并将板状结构打入河床面以下。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的板状结构采用金属板、钢板桩与钢板桩咬合连接、锁口钢管桩与锁口钢管桩咬合连接中的一种方式形成。
进一步地，为了更好的实现本发明，在板状结构的内侧设置若干个加强骨架。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的板状结构设计为平面型、竖向设置的凹面型或竖向设置的凸面型。
一种用于辅助水中沉井施工的装置，包括采用两个板状结构连接形成的V字型帷幕。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的板状结构为平面型、竖向设置的凹面型或竖向设置的凸面型。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的板状结构上设置有用于增加板状结构强度的加强骨架。
本方案所取得的有益效果是：
（1）利用分流结构能够改变沉井区域水流的流场特性，减小水流速度，以此能够减小沉井过程中，沉井受到的水流冲击力，有利于减小沉井过程中的阻力，减小沉井定位装置规模，提高施工效率以及施工质量，并显著节省施工成本；
（2）沉井施工完成之后，继续利用分流结构进行分流，能够减小水流对沉井区域河床面的冲刷，避免沉井区域的砂石、泥土等流失，减小沉井受到的水流阻力，降低沉井倾斜风险，降低施工难度以及施工成本。
附图说明
图1为本方案的结构示意图；
图2为凸面型板状结构形成的分流结构示意图；
图3为凹面型板状结构形成的分流结构示意图；
图4为分流结构覆盖沉井的结构示意图；
图5为分流结构分段设计的结构示意图。
其中：1-板状结构，2-加强骨架，3-沉井。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本实施例中，一种用于辅助水中沉井施工的方法，使用能够将水分流的分流结构将水流进行分流处理，将沉井3安装在分流结构的后方。
利用分流结构对水流分流，能够使水流沿着分流结构的外表面流动，并使分流结构后方的水流流速降低，在分流结构的后方进行沉井，能够减小沉井3在施工过程中受到的水流推力，从而能够减小沉井3下沉过程中的阻力，减小沉井定位装置规模，提高施工效率以及施工定位精度，并显著节省施工成本。
所述的分流结构的横截面积沿着水流的方向逐渐增大。以此能够使水流沿着分流结构的两侧外表面向外流动，减缓水流汇聚的时间，进一步减小水流汇流之后的流速，从而减小沉井3下降过程中受到的水流冲击力。
分流结构以及沉井3施工完成之后，分流结构能够继续保留，利用分流结构代替沉井3承受水流的冲击，避免沉井3所在区域长期在水流冲击的作用下发生严重的砂石、泥土等流失，避免沉井3沉埋的部分暴露。在沉井运营阶段，由于使用分流结构，能够避免过大水流冲刷，因此可将沉井3的沉埋深度设计更小，有利于降低施工难度以及施工成本。
实施例2：
如图1所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，采用两个板状结构1呈V字型搭建形成分流结构，并将板状结构1打入河床面以下。将板状结构1组合形成V字型具有结构简单、使用方便、操作快捷等优点，能够快速形成有效的分流结构。根据具体的需要能够调整V型的夹角。
夹角的角度越小，夹角越小，水流过渡越平顺，对水流影响越小，所以分流效果越好，满足能够全部覆盖沉井3的范围的条件时所需的板状结构1长度越长，耗材越多，工程量越大，成本越高。
夹角的角度越大，分流效果越差，但是满足能够全部覆盖沉井3的范围的条件时所需的板状结构1长度越短，耗材越少，成本越低。夹角的角度增大之后，分流结构承受的冲击力越大，分流结构的稳定性要求越高，施工难度以及施工成本会增加。
夹角的角度选取30°到120°。根据水流的流速、河床环境、沉井3的尺寸进行合理选择。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。
实施例3：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的板状结构1采用金属板、钢板桩与钢板桩咬合连接、锁口钢管桩与锁口钢管桩咬合连接中的一种方式形成。
采用金属板能够直接进行施工分流结构，将金属板深埋在河床内即可，也能够将两块金属板焊接成V字型在进行施工，或采用其他连接方式将两块金属板连接成V字型，金属板具有施工方便、强度高、抗冲击能力强等优点。为了满足防腐蚀性能，可采用耐腐蚀金属板，例如铝合金板、不锈钢板等。也可采用钢筋混凝土板。
利用钢板桩与钢板桩咬合连接，需要将多个钢板桩依次打入河床内，再使相邻的钢板桩互相咬合以增加钢板桩与钢板桩之间的连接强度。
同样，采用锁口钢管桩与锁口钢管桩咬合连接，需要将多个锁口钢管桩依次打入河床内，再使相邻的锁口钢管桩互相咬合以增加锁口钢管桩与锁口钢管桩之间的连接强度。使用锁口钢管桩或钢板桩具有运输方便、施工成本低等优点。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。
实施例4：
在上述实施例的基础上，本实施例中，在板状结构1的内侧设置若干个加强骨架2。本实施例中，所述的加强骨架2采用钢筋焊接在板状结构1上形成，也能够采用其他连接方式进行连接，例如扣合连接。使加强骨架2横向设置或竖向设置或斜向设置或交叉设置或形成网格状设置，也能够将加强骨架2连接在两个板状结构1之间。利用加强骨架2能够增加板状结构1的刚性以及抗冲击能力，有利于提高分流结构整体的稳定性，避免分流结构被水流带走，适用于水流速度较快、水流冲击力较强的环境。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。
实施例5：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的板状结构1设计为平面型、竖向设置的凹面型或竖向设置的凸面型。
如图2所示，利用凸面型的板状结构1，能够使水流平滑过渡，有利于减小板桩结构1本身受到的冲击。
如图3所示，利用凹面型的板状结构1，经过分流结构分流之后的水流会向着远离沉井3的方向流动，减缓水流汇流时的流速，从而能够进一步减小沉井3受到的水流冲击。
如图4所示，所述的板状结构1能够覆盖沉井3的大部分，或完全覆盖沉井3，在板状结构1的内部形成相对静止的水域，从而能够极大的降低活动水流对沉井3造成的冲击，包括施工时以及施工完成后水流对沉井3造成的冲击，以此能够减小沉井定位装置规模，提高沉井3的施工效率以及施工精度，并且在后续使用中，能够避免沉井3在水流的作用下发生位移，或者由于水流的原因导致沉井3所在区域的泥土等被带走而导致沉井3沉埋的部位暴露。
如图5所示，所述的板状结构1可分为两部分，前端部分在施工沉井3之前施工，用于降低水流流速，后端部分在沉井3浮运到位后施工，主要在沉井3下沉着床时起到增大板状结构1作用区域的效果，并且避免后端部分提前施工而影响沉井3的定位。
本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。
以上所述的，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于辅助水中沉井施工的方法，其特征在于：使用能够将水分流的分流结构将水流进行分流处理，将沉井（3）安装在分流结构的后方。
2.根据权利要求1所述的一种用于辅助水中沉井施工的方法，其特征在于：所述的分流结构的横截面积沿着水流的方向逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的一种用于辅助水中沉井施工的方法，其特征在于：采用两个板状结构（1）呈V字型搭建形成分流结构，并将板状结构（1）打入河床面以下。
4.根据权利要求3所述的一种用于辅助水中沉井施工的方法，其特征在于：所述的板状结构（1）采用金属板、钢板桩与钢板桩咬合连接、锁口钢管桩与锁口钢管桩咬合连接中的一种方式形成。
5.根据权利要求3所述的一种用于辅助水中沉井施工的方法，其特征在于：在板状结构（1）的内侧设置若干个加强骨架（2）。
6.根据权利要求3、4、5中任一项所述的一种用于辅助水中沉井施工的方法，其特征在于：所述的板状结构（1）设计为平面型、竖向设置的凹面型或竖向设置的凸面型。
7.一种用于辅助水中沉井施工的装置，其特征在于：包括采用两个板状结构（1）连接形成的V字型帷幕。
8.根据权利要求7所述的一种用于辅助水中沉井施工的装置，其特征在于：所述的板状结构（1）为平面型、竖向设置的凹面型或竖向设置的凸面型。
9.根据权利要求7所述的一种用于辅助水中沉井施工的装置，其特征在于：所述的板状结构（1）上设置有用于增加板状结构（1）强度的加强骨架（2）。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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