CN112212075A - 钢管穿越河道的穿越结构的施工方法 - Google Patents

钢管穿越河道的穿越结构的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了钢管穿越河道的施工方法及其结构，在保证河道正常流动的状态下进行钢管穿越的施工，该结构包括侧凸型扩展堤坝、管道以及浮船；其中侧凸型扩展堤坝设置在河道的原堤坝外侧，侧凸型扩展堤坝之间开设有容置管道的管沟，管道置于该管沟内，在河道内的管沟两侧分别打设至少一预制锚固桩，浮船通过缆绳与预制锚固桩进行连接，本申请提出的钢管穿越河道的施工方法及其结构利用三种浮船在河道上施工，无需开设导流沟和设置截流围堰，能够在保证河道正常流动的状态下进行钢管穿越的施工，适用于施工中遇到的不允许断流断航的场景。

Description

钢管穿越河道的穿越结构的施工方法
技术领域
本发明涉及水下铺设管道技术领域，更具体地涉及钢管穿越河道的穿越结构的施工方法。
背景技术
在对既有河流中的各种跨河、涉河建筑物和管道的施工，需要进行围堰截流导流，以便在围堰内排水，开挖基坑，在无水的环境下修筑管道和建筑物。但在施工中，有时会遇到不允许断流断航的情况。如果采用管道导流法只能做到不断流，应对这种情况传统的方法是采用分期导流，通常分两期导流，有时分三期、四期导流。河床宽度不宽的情况下一般采用两期导流，将河道一半进行截流，另一半导流，交替施工。然而这种施工方法施工工期长，且河道变窄后水流增大增快，增加了施工风险和航运风险。
综上，针对相关技术中跨河、涉河建筑物和管道的施工过程存在的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
基于此，本申请提供一种钢管穿越河道的穿越结构及其施工方法，用以解决相关技术中跨河、涉河建筑物和管道的施工过程存在的问题。
第一方面，本申请提供一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，在河道内施工，包括以下施工步骤：
1)针对河道中的管道施工时，先在河道两侧分别修筑侧凸型扩展堤坝；
2)在河道施工段的两侧河床上分别打设至少一预制锚固桩；
3)调入挖沟浮船，预制锚固桩通过缆绳与挖沟浮船上的锚桩连接；
4)用挖沟浮船挖除原堤坝，并在侧凸型扩展堤坝之间挖设一条容置管道的管沟；
5)撤出挖沟浮船，调入吊管浮船，将预制锚固桩通过缆绳与吊管浮船上的锚桩连接；
6)将管道放置于管沟内；
7)撤出吊管浮船，调入浇灌浮船，将预制锚固桩通过缆绳与浇灌浮船上的锚桩连接；
8)向置有管道的管沟内浇筑混凝土形成混凝土填充层。
在一种可能的实现方式中，在步骤4)中，挖设管沟后，在管沟底部垂直开挖截沟，截沟开设于原堤坝下方，其中截沟(13)的顶端与管沟的底部相平，其底端沿着与管沟垂直的方向向下延伸。
在一种可能的实现方式中，在截沟内植入截水芯，且截水芯与截沟的上下边缘齐平。
在一种可能的实现方式中，在步骤5)中，在吊管浮船上焊接管道，管道由至少两根钢管焊接而成，管道的长度与管沟的长度相匹配。
在一种可能的实现方式中，在截沟的两侧吊放截水墙模板，截水墙模板高于河道水面，在两块截水墙模板间填充截水墙，待截水墙养护成形后撤出截水墙模板。
在一种可能的实现方式中，混凝土填充层填充管沟内管道的外侧空间，且混凝土填充层与管沟的上表面相平。
在一种可能的实现方式中，步骤8)中的混凝土填充层置于两块截水墙之间。
在一种可能的实现方式中，预制锚固桩至少设有4个，该预制锚固桩分别对应地设置于浮船的锚桩外侧且插入河道内，预制锚固桩通过缆绳与挖沟浮船上的锚桩连接，用于稳定浮船。
在一种可能的实现方式中，在步骤8)中，混凝土填充层成型后，撤出浇灌浮船，拔出河道中的预制锚固桩，并恢复河道两侧的原堤坝，拆除侧凸型扩展堤坝。
第二方面，一种钢管穿越河道的穿越结构，由上述钢管穿越河道的穿越结构的施工方法施工得到。
相较现有技术，本发明具有以下的特点和有益效果：
1、本申请中钢管穿越河道结构的施工方法利用三种浮船在河道上施工，无需开设导流沟和设置截流围堰，能够在保证河道正常流动的状态下进行钢管穿越的施工，做到不断流不断航。
2、本申请采用的侧凸型扩展堤坝，扩展了管道的施工空间，方便了岸上管道和穿越段管道的连接。
3、本方案撤除原堤坝后通过设置截沟、截水芯、截水墙，加强了堤坝防渗性能，提高了堤坝稳定性，消除了因管道施工给原堤坝带来的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是钢管穿越河道的穿越结构的施工示意图；
图2是图1中A-A的剖视图；
图3是侧凸型扩展堤坝的俯视图；
图4是管沟施工的示意图；
图5是截沟和截水芯的布置图；
图6是截水墙的布置图；
图7是图6中B-B的剖视图；
图8是钢管穿越河道的穿越结构的完工示意图。
其中：1原堤坝、2河道、3侧凸型扩展堤坝、4管沟、5钢管、6锚固桩、7缆绳、8锚桩、9截水墙、10混凝土填充层、11浇灌浮船、12截水芯、13截沟、14挖沟浮船、15吊管浮船。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本申请保护的范围。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要说明的是，当组件被认为是“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
实施例1
在钢管穿越河道施工的施工方法中，常规围堰导流法施工需要开设导流沟和截流围堰，本申请提出的钢管穿越河道的施工方法及其结构利用三种浮船在河道2上施工，无需开设导流沟和设置截流围堰，能够在保证河道2正常流动的状态下进行钢管5穿越的施工，适用于施工中遇到的不允许断流断航的场景。
具体地，所述钢管穿越河道的穿越结构及其施工方法，包括侧凸型扩展堤坝3、管道以及浮船；参考图2，在管道穿越位置的河道原堤坝1的两侧分别修筑有一段侧凸型扩展堤坝3，其中侧凸型扩展堤坝3设置在河道2的原堤坝1外侧，侧凸型扩展堤坝3之间开设有容置管道的管沟4，在河道2内的管沟4两侧分别打设至少一预制锚固桩6，浮船通过缆绳7与预制锚固桩6进行连接。具体地，浮船的四角设置锚桩8，预制锚固桩6设有4个，分别对应地设置于浮船的锚桩8外侧且插入河道2内，缆绳7连接预制锚固桩6和浮船上的锚桩8，用来稳定浮船。
具体而言，浮船包括挖沟浮船14，挖沟浮船14上设有抓斗机、抓斗，抓斗机配备有用于驱动抓斗的升降和开闭的传动系统及控制系统；通过挖沟浮船14挖除施工段的原堤坝1，扩展管道的施工空间。再进行管沟4的挖掘，使管沟4挖掘至凸型扩展堤坝内侧壁的下方；
更具体地，通过控制系统开闭斗滚筒，将抓斗完全打开，再依靠抓斗自重，将抓斗插入泥层一定深度，提升连接抓斗的钢缆，闭合抓斗，以挖掘和抓取泥沙，最后，控制系统升降斗滚筒、并开闭斗滚筒，将装满泥沙的抓斗提升出水面一定高度，并旋转连接抓斗及控制系统的起重吊杆，将挖掘的泥沙卸除，抓斗返回至欲挖位置泥层的水面上方，完成一个作业循环。该挖沟浮船14的具体内容可参见CN105179808A，再此不进行累赘说明。
另外，管沟4底部垂直设有截沟13，截沟13开设于原堤坝1下方，其中截沟13的顶端与管沟4底部相平，其底端沿着与管沟4垂直方向向下延伸。
为了起到更好的防渗效果，截沟13内设置截水芯12，截水芯12优选为止水钢板，且截水芯12与截沟13的上下边缘齐平，防止施工段的水流渗入侧凸型扩展堤坝3下部的管沟4空间内。
待管沟4、截沟13均挖掘完毕后，撤出挖沟浮船14并调入吊管浮船15，该吊管浮船15包括浮动平台、置于浮动平台上的用于吊起管道的吊机；具体地，多根钢管5焊接成长度与管沟4相匹配的管道，并通过吊管浮船15上的吊机将管道吊入管沟4中。
又，如图6、图7所示，截沟13两侧设有截水墙模板，截水墙模板通过吊机吊放，该截水墙模板高于河道2水面，两块截水墙模板间填充有用于加强堤坝防渗性能的截水墙9，待截水墙9浇灌、养护成形后，撤除截水墙模板。
参考图1、2，撤出吊管浮船15后，调入浇灌浮船11，浇灌浮船11上设有浇筑漏斗，浇筑漏斗的底部置于管沟4上方，该浇筑漏斗用于将混凝土浇筑在管道上形成混凝土填充层10。具体地，混凝土填充层10设置在两侧截水墙9之间的管沟4内。
综上所述，本申请实施例提供的上述的钢管穿越河道的穿越结构，在原堤坝1的两侧分别修筑一段侧凸型扩展堤坝3，调入挖沟浮船14，预制锚固桩6通过缆绳7与挖沟浮船14上的锚桩8连接；通过挖沟浮船14挖除施工段的原堤坝1，扩展管道的施工空间，利用三种浮船在扩展后的河道2上施工：在侧凸型扩展堤坝3之间通过挖沟浮船14挖设有容置管道的管沟4，在管沟4底部垂直挖设截沟13，并在截沟13内设置截水芯12；撤出挖沟浮船14，调入吊管浮船15，将预制锚固桩6通过缆绳7与吊管浮船15上的锚桩8连接；在吊管浮船15上焊接管道，将管道吊于管沟4内。并在截沟13上方设置截水墙9，撤出吊管浮船，调入浇灌浮船，将预制锚固桩通过缆绳与浇灌浮船上的锚桩连接；向置有管道的管沟内浇筑混凝土形成混凝土填充层。混凝土填充层成型后，撤出浇灌浮船，拔出河道中的预制锚固桩，并恢复河道两侧的原堤坝，拆除侧凸型扩展堤坝。申请实施例提供的上述的钢管穿越河道的穿越结构，能在保证河道2正常流动的状态下进行钢管5穿越的施工，且加强了堤坝防渗效果，提高了堤坝稳定性。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
1)针对河道(2)中的管道施工时，先在河道(2)两侧分别修筑侧凸型扩展堤坝(3)；
2)在河道(2)施工段的两侧河床上分别打设至少一预制锚固桩(6)；
3)调入挖沟浮船(14)，预制锚固桩(6)通过缆绳(7)与挖沟浮船(14)上的锚桩(8)连接；
4)用挖沟浮船(14)挖除原堤坝(1)，并在侧凸型扩展堤坝(3)之间挖设一条容置管道的管沟(4)；
5)撤出挖沟浮船(14)，调入吊管浮船(15)，将预制锚固桩(6)通过缆绳(7)与吊管浮船(15)上的锚桩(8)连接；
6)将管道放置于管沟(4)内；
7)撤出吊管浮船(15)，调入浇灌浮船(11)，将预制锚固桩(6)通过缆绳(7)与浇灌浮船(11)上的锚桩(8)连接；
8)向置有管道的管沟(4)内浇筑混凝土形成混凝土填充层(10)。
2.根据权利要求1所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，在步骤4)中，挖设管沟(4)后，在管沟(4)底部垂直开挖截沟(13)，截沟(13)开设于原堤坝(1)下方，其中截沟(13)的顶端与管沟(4)的底部相平，其底端沿着与管沟(4)垂直的方向向下延伸。
3.根据权利要求2所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，在截沟(13)内植入截水芯(12)，且截水芯(12)与截沟(13)的上下边缘齐平。
4.根据权利要求1所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，在步骤5)中，在吊管浮船(15)上焊接管道，管道由至少两根钢管(5)焊接而成，管道的长度与管沟(4)的长度相匹配。
5.根据权利要求3所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，在截沟(13)的两侧吊放截水墙模板，截水墙模板高于河道(2)水面，在两块截水墙模板间填充截水墙(9)，待截水墙(9)养护成形后撤出截水墙模板。
6.根据权利要求5所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，混凝土填充层(10)填充管沟(4)内管道的外侧空间，且混凝土填充层(10)与管沟(4)的上表面相平。
7.根据权利要求6所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，步骤8)中的混凝土填充层(10)置于两块截水墙(9)之间。
8.根据权利要求1所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，预制锚固桩(6)至少设有4个，该预制锚固桩(6)分别对应地设置于浮船的锚桩(8)外侧且插入河道(2)内，预制锚固桩(6)通过缆绳(7)与挖沟浮船(14)上的锚桩(8)连接，用于稳定浮船。
9.根据权利要求1所述的一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法，其特征在于，在步骤8)中，混凝土填充层(10)成形后，撤出浇灌浮船(11)，拔出河道(2)中的预制锚固桩(6)，并恢复河道(2)两侧的原堤坝(1)，拆除侧凸型扩展堤坝(3)。
10.一种钢管穿越河道的穿越结构，其特征在于，由上述一种钢管穿越河道的穿越结构的施工方法施工得到。
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