CN111926836B - 一种组合式围堰施工装置及施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式围堰施工装置及施工工法，包括操作箱，操作箱内侧的底部设置有用于铲土的铲土机构，操作箱内腔的两侧开设有用于限位铲土机构的第一限位槽，操作箱的中部竖向设置有用于限位铲土机构的第二限位槽，铲土机构的顶部设置有用于打桩的抬升机构，操作箱边侧的底部设置有驱动铲土机构的移动机构。本发明通过设有铲土机构横向移动可以实现机械铲土，进而解决现有技术需要人员铲土装袋制作土袋的技术问题，提高工作效率以及节省人力；通过设有铲土机构的竖向移动可以实现锤击的功能，进而解决了现有技术需要人工打桩的技术问题，提高工作效率以及节省人力。

Description

一种组合式围堰施工装置及施工工法

技术领域

本发明属于河道施工设备及施工工法的设计与改进技术领域，具体为一种组合式围堰施工装置及工法。

背景技术

在河道疏浚中，受工期及施工条件影响，一般采用干河清淤方式进行施工，在干河前需要搭设围堰，部分河道由于水流流速及涨潮等因素，如若采用传统围堰施工，其抗冲刷能力稍差，容易发生倒塌。

又如中国发明（申请号：CN201610718807.8）所公开的”一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构及施工方法”，包括浇注成环的混凝土围堰及其上部的钢板桩围堰；所述混凝土围堰的顶部设有U型槽口，所述钢板桩围堰包括的各钢板桩插装在所述U型槽口内，并在U型槽口内浇注有水泥砂浆；所述钢板桩围堰内部设有环形围檩，在环形围檩内侧设有内撑。本发明创造将混凝土围堰刚度大，置于水压力较大的下部，钢板桩围堰置于水压力较小上部，使整个结构受力更加合理，结构安全可靠。克服了传统混凝土围堰施工周期长的弊端，本发明创造提供的组合围堰减少了混凝土围堰浇筑高度，钢板桩安装不需入土插打，安装速度大大加快，18米围堰一般30天左右即可完工，能较快的具备承台施工的能力。

但上述专利在具体实施时存在工程复杂、工程周期长、劳动力付出大的技术问题。因此我们对此做出改进，提出一种组合式围堰施工装置及工法。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种组合式围堰施工装置及施工工法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

（一）一种组合式围堰施工装置及工法，包括操作箱，所述操作箱内侧的底部设置有用于铲土的铲土机构，所述操作箱内腔的两侧开设有用于限位铲土机构的第一限位槽，所述操作箱的中部竖向设置有用于限位铲土机构的第二限位槽，所述铲土机构的顶部设置有用于打桩的抬升机构，所述操作箱边侧的底部设置有驱动铲土机构的移动机构，所述操作箱的底端设置有固定操作箱位置的限位机构，所述操作箱顶端的中部开设有螺纹孔，所述移动机构可拆分连接于螺纹孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述铲土机构由铲土箱以及设置在铲土箱两侧的轴承组成，所述轴承与第一限位槽和第二限位槽相匹配设置，所述铲土箱一侧的中部固定设有连接板，所述连接板的中部通过转轴转动连接有第一螺纹筒。

作为本发明的一种优选技术方案，所述抬升机构由与铲土箱固定连接的连接座以及两个卡爪组成，两个所述卡爪的底端通过铰链与连接座连接，两个所述卡爪相对一侧的底部固定设有复位弹簧，两个所述卡爪之间设有锥形块，所述锥形块顶端的中部固定设有第三螺纹筒，两个所述卡爪相反的一侧设置有分拆机构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分拆机构具体为固定设置在卡爪上的横板，所述横板向上倾斜10-30度，所述操作箱（1）的内部且位于第二限位槽（6）的两侧固定设有挡板，所述挡板与横板相对设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述移动机构由固定设置在操作箱边侧的两个连接架以及电动伸缩杆组成，两个所述连接架的端部设有第二螺纹筒，所述第二螺纹筒的两侧通过转轴与连接架转动连接，所述电动伸缩杆的伸缩端设置有第一外螺纹，所述电动伸缩杆的机身靠近第一外螺纹的一端以及远离第一外螺纹的一端分别设置有第二外螺纹和第三外螺纹，所述第一外螺纹和第三外螺纹分别与第一螺纹筒和第二螺纹筒螺纹连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位机构具体为四个插针，四个所述插针分别固定设置在操作箱的四个边角，且所述插针向移动机构倾斜10-30度。

（二）一种组合式围堰施工工法，该方法包括下述步骤：首先打设双排钢管桩，钢管桩之间采用钢管及扣件有效连接，在双排钢管桩内侧铺设彩条布以及木胶板，再码放土袋，利用土料自重和双排桩进一步增强围堰稳定性，木胶板加彩条布进一步提高围堰防渗性能；所述土袋中的土采用一种组合式围堰施工装置进行挖掘，所述钢管桩通过铲土机构打入河床中。

本发明的有益效果是：该种组合式围堰施工装置：

1.通过设有铲土机构横向移动可以实现机械铲土，进而解决现有技术需要人员铲土装袋制作土袋的技术问题，提高工作效率以及节省人力；

2.通过设有铲土机构的竖向移动可以实现锤击的功能，进而解决了现有技术需要人工打桩的技术问题，提高工作效率以及节省人力；

3. 通过设有的铲土机构可以实现铲土功能以及打桩功能，结构设计创造性强、设计合理、实用性强。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明一种组合式围堰施工装置的剖面结构示意图；图2是本发明一种组合式围堰施工装置的操作箱剖面结构示意图；图3是本发明一种组合式围堰施工装置的操作箱结构示意图；图4是本发明一种组合式围堰施工装置的电动伸缩杆结构示意图；图5是本发明一种组合式围堰施工装置的铲土机构结构示意图；图6是本发明一种组合式围堰施工装置的抬升机构分拆结构示意图。图中：1、操作箱；2、铲土机构；201、铲土箱；202、轴承；203、连接板；204、第一螺纹筒；3、移动机构；301、连接架；302、第二螺纹筒；303、第一外螺纹；304、第二外螺纹；305、电动伸缩杆；306、第三外螺纹；4、抬升机构；401、挡板；402、第三螺纹筒；403、锥形块；404、卡爪；405、横板；406、复位弹簧；407、连接座；5、第一限位槽；6、第二限位槽；7、螺纹孔；8、插针。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：一种组合式围堰施工装置，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，包括操作箱1，操作箱1内侧的底部设置有用于铲土的铲土机构2，操作箱1内腔的两侧开设有用于限位铲土机构2的第一限位槽5，操作箱1的中部竖向设置有用于限位铲土机构2的第二限位槽6，铲土机构2的顶部设置有用于打桩的抬升机构4，操作箱1边侧的底部设置有驱动铲土机构2的移动机构3，操作箱1的底端设置有固定操作箱1位置的限位机构，操作箱1顶端的中部开设有螺纹孔7，移动机构3可拆分连接于螺纹孔7。

其中，铲土机构2由铲土箱201以及设置在铲土箱201两侧的轴承202组成，轴承202与第一限位槽5和第二限位槽6相匹配设置，铲土箱201一侧的中部固定设有连接板203，连接板203的中部通过转轴转动连接有第一螺纹筒204，当铲土箱201沿着第一限位槽5中移动时，铲土箱201能铲入土中将泥土铲起，从而工人不用铲土，直接可以将土装入袋中。

其中，抬升机构4由与铲土箱201固定连接的连接座407以及两个卡爪404组成，两个卡爪404的底端通过铰链与连接座407连接，两个卡爪404相对一侧的底部固定设有复位弹簧406，两个卡爪404之间设有锥形块403，锥形块403顶端的中部固定设有第三螺纹筒402，两个卡爪404相反的一侧设置有分拆机构，分拆机构具体为固定设置在卡爪404上的横板405，横板405向上倾斜10-30度，操作箱1的内部且位于第二限位槽6的两侧固定设有挡板401，挡板401与横板405相对设置，首先铲土箱201装入土袋，然后当铲土箱201在第二限位槽6中向上移动的过程中横板405会与挡板401接触，铲土箱201的持续上升便会将卡爪404撑开进而锥形块403从卡爪404中脱离，从而铲土箱201便会自由落体，对钢管桩产生冲击力，实现打桩的功能。

其中，移动机构3由固定设置在操作箱1边侧的两个连接架301以及电动伸缩杆305组成，两个连接架301的端部设有第二螺纹筒302，第二螺纹筒302的两侧通过转轴与连接架301转动连接，电动伸缩杆305的伸缩端设置有第一外螺纹303，电动伸缩杆305的机身靠近第一外螺纹303的一端以及远离第一外螺纹303的一端分别设置有第二外螺纹304和第三外螺纹306，第一外螺纹303和第三外螺纹306分别与第一螺纹筒204和第二螺纹筒302螺纹连接，电动伸缩杆305工作时产生推力将铲土箱201沿着第一限位槽5中移动，进而使得铲土箱201能铲入土中将泥土铲起，从而工人不用铲土，直接可以将土装入袋中。

其中，限位机构具体为四个插针8，四个插针8分别固定设置在操作箱1的四个边角，且插针8向移动机构3倾斜10-30度，插针8插入图中，由于移动机构3是产生侧向力，因此将插针8向移动机构3倾斜10-30度，可以更好的保证操作箱1插入地中的稳定性。

组合式围堰施工装置具体工作过程为：

当需要制作土袋时，首先将操作箱1放在地面上，并使得限位机构与土地连接，然后控制移动机构3工作，此时移动机构3会驱动铲土机构2沿着第一限位槽5移动，进而实现铲土的功能，从而工人不用铲土，直接可以将土装入袋中。

当需要打桩时，首先再钢管柱上放置木板，然后将铲土箱201从第一限位槽5中抽出，然后插入第二限位槽6中，并在铲土箱201中装入入袋或其他重物，然后将电动伸缩杆305拧下，并将电动伸缩杆305的第二外螺纹304与螺纹孔7螺纹连接以及第一外螺纹303与第三螺纹筒402螺纹连接，此时将操作箱1放置在木板上：

当电动伸缩杆305控制铲土箱201上升时，横板405会与挡板401接触，铲土箱201的持续上升便会将卡爪404撑开进而锥形块403从卡爪404中脱离，从而铲土箱201便会自由落体，对钢管桩产生冲击力，实现打桩的功能；

当电动伸缩杆305的伸缩端伸出时，锥形块403会重新挤入卡爪404中进行复位，以便下一次的打桩作业，以此实现自动打桩的功能。

实施例二、一种组合式围堰施工工法，施工步骤为：首先打设双排钢管桩，钢管桩之间采用钢管及扣件有效连接，在双排钢管桩内侧铺设彩条布以及木胶板，再码放土袋，利用土料自重和双排桩进一步增强围堰稳定性，木胶板加彩条布进一步提高围堰防渗性能，土袋中的土采用一种组合式围堰施工装置进行挖掘，钢管桩通过铲土机构2打入河床中。

具体实践施工操作的施工工法：一、挂线打桩：土袋填充使用组合式围堰施工装置进行挖土，然后装入袋中

二、机械打桩：现场情况允许机械设备施工的区域。采用长6m、直径150m钢管柱作为围堰主体结构。钢管桩采用铲土机构2打入河底2m，外露4m。双排柱间距1.5m，钢管桩间距为75cm。因河道宽度、水深、淤泥深度、河底土质、涨潮情况等因素均不相同，施工中可按照河道实际情况，通过围堰强度计算，进行各类数据的调整。

三、彩条布、木胶板铺设

钢板桩内测满铺双层彩条布，并延伸至2~3倍水深，河底彩条布采用沙袋进行压脚处理，随铺随压。顶部采用铁丝绑扎挂吊的方法固定在钢管桩上。并在内部铺设木胶板，高度超过最高水位高度。

四、钢管桩加固

双排桩内侧采用土袋分层装填，错位排布。或采用采用土料装填，并用挖掘机配合人工夯实，确保围结构的稳定性。依据现场实际情况进行选择。

五、围堰抽水

用潜水泵抽排堰内存水，随着水位降低，在堰外水压力的作用下，彩条布与河底逐渐贴紧，围堰初步形成。此时需采用钢管、铁丝等对围堰进行整体加固，保证围结构稳定。围堰拆除时，首先采用人工配合挖掘机将双排桩之间的土袋或筑土进行清理，确保清至设计河底高程。人工将钢管桩固定设备拆除，随后人工配合挖掘机依次对钢管桩、木胶板及彩条布等进行依次拆除。

具体实践工程实例：

（1）工程名称：江阴市城区黑臭水体整治工程河道清淤（南新河）工程；江阴市城区黑臭水体整治工程河道清淤（芦花沟河）工程；江阴市城区黑臭水体整治工程河道清淤（史家村河）工程；江阴市城区黑臭水体整治工程河道清淤（朱家坝河）工程。

（2）工程地址：无锡市江阴市城区。

（3）工程规模：南新河清淤量4500m³，清淤河道总长0.445km,采用干河水力冲挖和板框压滤脱水及固化外运施工方案。本次清淤在西外环路东侧，普惠中心河南端、南新河交汇处河口填筑施工围堰。

芦花沟河河道清淤总量10800m³，本次清淤河道总长1269m，采用干河水力冲挖和机械脱水固化外运施工方案。河道清淤由南往北进行，整条河安排五个施工区段，共搭设五个围堰。

史家村河清淤总量3700m³，采用水力冲挖和土工管带固化淤泥后外运施工方案。本工程清淤河道全长约785m，划分为3个施工区，搭设四道围堰。

朱家坝河清淤总量4320m3，采用水力冲挖将淤泥泵送至芦花沟固化场地固化后外运。本工程清淤河道全长约712.5m，划分为3个施工区，搭设三道围堰。

（4）应应用效果良好，得到项目上级安全部门、质量部门、技术部门的认可及监理方和业主方的好评。

Claims (2)

1.一种组合式围堰施工装置，包括操作箱（1），其特征在于，所述操作箱（1）内侧的底部设置有用于铲土的铲土机构（2），所述操作箱（1）内腔的两侧开设有用于限位铲土机构（2）的第一限位槽（5），所述操作箱（1）的中部竖向设置有用于限位铲土机构（2）的第二限位槽（6），所述铲土机构（2）的顶部设置有用于打桩的抬升机构（4），所述操作箱（1）边侧的底部设置有驱动铲土机构（2）的移动机构（3），所述操作箱（1）的底端设置有固定操作箱（1）位置的限位机构，所述操作箱（1）顶端的中部开设有螺纹孔（7），所述移动机构（3）可拆分连接于螺纹孔（7）；所述铲土机构（2）由铲土箱（201）以及设置在铲土箱（201）两侧的轴承（202）组成，所述轴承（202）与第一限位槽（5）和第二限位槽（6）相匹配设置，所述铲土箱（201）一侧的中部固定设有连接板（203），所述连接板（203）的中部通过转轴转动连接有第一螺纹筒（204）；所述抬升机构（4）由与铲土箱（201）固定连接的连接座（407）以及两个卡爪（404）组成，两个卡爪（404）的底端通过铰链与连接座（407）连接，两个卡爪（404）相对一侧的底部固定设有复位弹簧（406），两个卡爪（404）之间设有锥形块（403），所述锥形块（403）顶端的中部固定设有第三螺纹筒（402），两个卡爪（404）相反的一侧设置有分拆机构；所述分拆机构具体为固定设置在卡爪（404）上的横板（405），所述横板（405）向上倾斜10-30度，所述操作箱（1）的内部且位于第二限位槽（6）的两侧固定设有挡板（401），所述挡板（401）与横板（405）相对设置；所述移动机构（3）由固定设置在操作箱（1）边侧的两个连接架（301）以及电动伸缩杆（305）组成，两个连接架（301）的端部设有第二螺纹筒（302），所述第二螺纹筒（302）的两侧通过转轴与连接架（301）转动连接，所述电动伸缩杆（305）的伸缩端设置有第一外螺纹（303），所述电动伸缩杆（305）的机身靠近第一外螺纹（303）的一端以及远离第一外螺纹（303）的一端分别设置有第二外螺纹（304）和第三外螺纹（306），所述第一外螺纹（303）和第三外螺纹（306）分别与第一螺纹筒（204）和第二螺纹筒（302）螺纹连接；所述限位机构具体为四个插针（8），四个插针（8）分别固定设置在操作箱（1）的四个边角，且所述插针（8）向移动机构（3）倾斜10-30度。

2.一种采用权利要求1所述的一种组合式围堰施工装置进行施工的施工工法，其特征在于，施工工法包括下述步骤：首先打设双排钢管桩，钢管桩之间采用钢管及扣件有效连接，在双排钢管桩内侧铺设彩条布以及木胶板，再码放土袋，利用土料自重和双排桩进一步增强围堰稳定性，木胶板加彩条布进一步提高围堰防渗性能；所述土袋中的土采用一种组合式围堰施工装置进行挖掘，所述钢管桩通过铲土机构（2）打入河床中。

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