CN112796369A - 用于河床底持力层较浅段取水设施及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于河床底持力层较浅段取水设施及施工方法，包括取水头部、钢箱基础和用于连接钢箱基础和河床下部岩石层的无缝钢管，其中所述钢箱基础由垂直水流方向设置的两块垂直侧板和沿水流方向的两块向外侧凸起的弧形侧板围成，所述钢箱基础内灌注有混凝土，所述取水头部安装在钢箱基础的顶端，所述取水头部上设置有引水钢管。本发明钢箱基础外侧钢板兼做施工模板及墩基础永久安全储备使用，钢箱基础内侧龙骨立柱兼做墩基础永久竖向受力构件。钢箱基础在岸上完成，仅需吊装时采用大型吊装船托运即可，施工成本低，侵占河道时间短，环境污染小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于河床底持力层较浅段取水设施及施工方法，属于自来水厂或抽水泵房施工建设取水设施领域。
背景技术
自来水厂或水泵房河床取水设施是指取水头、引水管以及水下固定取水墩。其施工安装历来是水厂建设期中的最关键工序之一。一般情况下，取水头部为保证取水安全，均需伸入河道较远距离设置于河床标高较低位置，防止河床淤积影响取水安全。鉴于此，一般施工方法采用围堰施工，或采用打桩船实打取水头部钢桩基础，其施工周期一般较长，影响航道运行，且对环境污染较为严重，存在具有施工安全风险大，环保难以达标、施工周期长及施工费用高的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种用于河床底持力层较浅段取水设施，第二目的在于提供河床底持力层较浅段取水头安装施工方法。该发明主要适用于类似于重庆这种山地城市，若河道取水头部下侧岩层埋深较浅，揭露厚度3～5m左右，则可采用本发明方法，本发明大量工作可在岸边完成，施工成本低，侵占河道时间短。
为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种用于河床底持力层较浅段取水设施，其特征在于：包括取水头部、钢箱基础和用于连接钢箱基础和河床下部岩石层的无缝钢管，其中所述钢箱基础由垂直水流方向设置的两块垂直侧板和沿水流方向的两块向外侧凸起的半圆形侧板围成，每块垂直侧板包括由型钢骨架及穿插于其间的横向钢筋和竖向钢筋连接而成的钢筋网片以及钢板组成，所述型钢骨架包括方钢檀条和槽钢立柱，所述钢筋网片的外侧从上到下间隔分布有横向的方钢檀条，所述方钢檀条的外侧为覆盖整个钢筋网片的钢板，在所述钢筋网片的内侧间隔设置有槽钢立柱，两块垂直侧板的槽钢立柱对称设置，两块垂直侧板相对的槽钢立柱之间连接有支撑角钢；
每块半圆形侧板由相关型号钢管切割而成，半圆形侧板内侧设置有竖向的槽钢立柱，该槽钢立柱与两侧的垂直侧板上相邻的槽钢立柱之间均连接有支撑角钢，半圆形侧板内侧有横向布置的弧形钢筋和纵向布置的竖向钢筋连成的钢筋网片；所述无缝钢管下部分布有让水泥砂浆流出的孔洞，所述钢箱基础内灌注有混凝土，无缝钢管内灌注水泥砂浆，所述取水头部安装在钢箱基础的顶端，所述取水头部上设置有引水钢管。
槽钢立柱外侧布置方钢檩条，其一为了提供钢板临时支撑，其二可以满足混凝土浇筑后钢筋保护层厚度。
上述方案中：所述无缝钢管为两排。这样可同时提供上拔力，还可抵抗部分弯矩。
上述方案中：当横向钢筋遇到方钢檀条时，从方钢檀条穿过。保证钢箱基础直线段与半圆形段水平钢筋闭合受力。
上述方案中：在槽钢立柱处不设置竖向钢筋。
上述方案中：所述取水头部通过工字钢支座固定在钢箱基础上，所述工字钢支座通过螺栓固定在钢箱基础顶端。
本发明的第二目的是这样实现的：一种河床底持力层较浅段取水头安装施工方法，其特征在于，按照如下步骤：
(1)河床挖出安装钢箱的基坑至设计标高，坑底找平；
(2)在河床岩石层钻两排用于安装无缝钢管的孔，安装两排无缝钢管，无缝钢管的上部伸到孔外，在无缝钢管内灌注水泥砂浆，水泥砂浆从无缝钢管下部的孔洞流出到用于安装无缝钢管的孔并将该孔填满；
(3)在岸上事先制作好所述的用于河床底持力层较浅段取水设施，采用大型吊装船托运至安装位置，并将钢箱基础放置于基坑中，且让两排无缝钢管位于钢箱基础正中；
(4)水下浇注钢筋混凝土于钢箱基础内成型并在基坑内浇筑混凝土。
上述方案中：所述无缝钢管伸到钢箱基础中的部分的长度为1-1.5m，所述无缝钢管入岩石层的长度为2-3m。
本发明具有以下有益效果：本发明钢箱基础外侧钢板兼做施工模板及墩基础永久安全储备使用，钢箱基础内侧龙骨立柱兼做墩基础永久竖向受力构件。钢箱基础在岸上完成，仅需吊装时采用大型吊装船托运即可，施工成本低，侵占河道时间短，环境污染小。
附图说明
图1为本发明的剖面图。
图2为另一方面剖面图。
图3为钢箱基础的横截面图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为无缝钢管安装示意图。
图6为图3中A处局部放大图。
图7为图3中B处放大图。
图8为图4中C处局部放大图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
实施例1如图1-8所示，用于河床底持力层较浅段取水设施由取水头部1、引水钢管2、钢箱基础3、无缝钢管4、工字钢支座5组成。
取水头部1上设置有引水钢管2。取水头部1通过工字钢支座5固定在钢箱基础3顶端，所述工字钢支座5通过螺栓固定在钢箱基础3顶端或者焊接在钢箱基础3顶端。
钢箱基础3由垂直水流方向设置的两块垂直侧板和沿水流方向的两块向外侧凸起的半圆形侧板围成，也就是说两块垂直侧板之间的连线与水流方向垂直。每块垂直侧板包括由型钢骨架及穿插于其间的横向钢筋301和竖向钢筋302连接而成的钢筋网片以及钢板304组成，所述型钢骨架包括方钢檀条303和槽钢立柱305，所述钢筋网片的外侧从上到下间隔分布有横向的方钢檀条303，所述方钢檀条303的外侧为覆盖整个钢筋网片的钢板304，在所述钢筋网片的内侧间隔设置有槽钢立柱305，方钢檀条303位于槽钢立柱305外侧，两块垂直侧板的槽钢立柱305对称设置，两块垂直侧板相对的槽钢立柱305之间连接有支撑角钢306。当横向钢筋301遇到方钢檀条303时，从方钢檀条303穿过。在槽钢立柱305处不设置竖向钢筋302。
每块半圆形侧板308由相关型号钢管切割而成，半圆形侧板308内侧设置有竖向的槽钢立柱305，该槽钢立柱305与两侧的垂直侧板上相邻的槽钢立柱305之间均连接有支撑角钢306，半圆形侧板308内侧有横向布置的弧形钢筋307和纵向布置的竖向钢筋302。弧形钢筋307和纵向布置的竖向钢筋302连成钢筋网片。
无缝钢管4用于连接钢箱基础3和河床下部岩石层，优选无缝钢管4为两排，每排10-15根。无缝钢管4下部分布有让水泥砂浆流出的孔洞401，钢箱基础3内灌注有混凝土。无缝钢管4内灌注水泥砂浆
河床底持力层较浅段取水头安装施工方法，按照如下步骤：
(1)河床挖出安装钢箱的基坑7至设计标高，坑底找平。
(2)在河床岩石层钻两排用于安装无缝钢管的孔6，安装两排无缝钢管，无缝钢管的上部伸到孔6外，在无缝钢管内浇筑水泥砂浆，水泥砂浆从无缝钢管下部的孔洞流出到用于安装无缝钢管的孔并将该孔6填满。无缝钢管伸到钢箱基础中的部分的长度为1-1.5m，无缝钢管入岩石层的长度为2-3m。
(3)在岸上事先制作好用于河床底持力层较浅段取水设施，采用大型吊装船托运至安装位置，并将钢箱基础放置于基坑中，且让两排无缝钢管位于钢箱基础正中，钢箱基础上部伸到基坑7外，且取水头部1位于水面下。
(4)水下浇注钢筋混凝土于钢箱基础内成型并在基坑内浇筑混凝土固定。
本发明不局限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种用于河床底持力层较浅段取水设施，其特征在于：包括取水头部、钢箱基础和用于连接钢箱基础和河床下部岩石层的无缝钢管，其中所述钢箱基础由垂直水流方向设置的两块垂直侧板和沿水流方向的两块向外侧凸起的半圆形侧板围成，每块垂直侧板包括由型钢骨架及穿插于其间的横向钢筋和竖向钢筋连接而成的钢筋网片以及钢板组成，所述型钢骨架包括方钢檀条和槽钢立柱，所述钢筋网片的外侧从上到下间隔分布有横向的方钢檀条，所述方钢檀条的外侧为覆盖整个钢筋网片的钢板，在所述钢筋网片的内侧间隔设置有槽钢立柱，两块垂直侧板的槽钢立柱对称设置，两块垂直侧板相对的槽钢立柱之间连接有支撑角钢；
每块半圆形侧板由相关型号钢管切割而成，半圆形侧板内侧设置有竖向的槽钢立柱，该槽钢立柱与两侧的垂直侧板上相邻的槽钢立柱之间均连接有支撑角钢，半圆形侧板内侧有横向布置的弧形钢筋和纵向布置的竖向钢筋连成的钢筋网片；所述无缝钢管下部分布有让水泥砂浆流出的孔洞，所述钢箱基础内灌注有混凝土，无缝钢管内灌注水泥砂浆，所述取水头部安装在钢箱基础的顶端，所述取水头部上设置有引水钢管。
2.根据权利要求1所述用于河床底持力层较浅段取水设施，其特征在于：所述无缝钢管为两排。
3.根据权利要求1所述用于河床底持力层较浅段取水设施，其特征在于：当横向钢筋遇到方钢檀条时，从方钢檀条穿过。
4.根据权利要求3所述用于河床底持力层较浅段取水设施，其特征在于：在槽钢立柱处不设置竖向钢筋。
5.根据权利要求4所述用于河床底持力层较浅段取水设施，其特征在于：所述取水头部通过工字钢支座固定在钢箱基础上，所述工字钢支座通过螺栓固定在钢箱基础顶端或者焊接在钢箱基础顶端。
6.一种河床底持力层较浅段取水头安装施工方法，其特征在于，按照如下步骤：
(1)河床挖出安装钢箱的基坑至设计标高，坑底找平；
(2)在河床岩石层钻两排用于安装无缝钢管的孔，安装两排无缝钢管，无缝钢管的上部伸到孔外，在无缝钢管内浇筑水泥砂浆，水泥砂浆从无缝钢管下部的孔洞流出到用于安装无缝钢管的孔并将该孔填满；
(3)在岸上事先制作好权利要求1-5任一项所述的用于河床底持力层较浅段取水设施，采用大型吊装船托运至安装位置，并将钢箱基础放置于基坑中，且让两排无缝钢管位于钢箱基础正中；
(4)水下浇注钢筋混凝土于钢箱基础内成型并在基坑内浇筑混凝土固定。
7.根据权利要求6所述河床底持力层较浅段取水头安装施工方法，其特征在于：所述无缝钢管伸到钢箱基础中的部分的长度为1-1.5m，所述无缝钢管入岩石层的长度为2-3m。
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