CN113653078A - 一种坝前库区钢管桩围堰结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种坝前库区钢管桩围堰结构及其施工方法,包括坝体,所述坝体靠近水区的一侧设置有锁扣钢管桩,所述锁扣钢管桩的数量设置有多个,且并排设置,多个所述锁扣钢管桩形成与坝体靠近水区的一侧面平行的挡面,相邻的两个所述锁扣钢管桩之间通过卡扣结构卡接;所述锁扣钢管桩的底端伸至水库底的基础基岩面,所述锁扣钢管桩的内部设置有嵌岩混凝土桩,所述嵌岩混凝土桩的底端伸进水库底的基础基岩面,属于钢管桩围堰技术领域,以解决现有结构和方法水下施工质量难以控制,水下施工效率低,工期不易控制,造价高的问题。
Description
技术领域
本发明涉一种坝前库区钢管桩围堰结构及其施工方法,并不能限制本发明。
背景技术
水库混凝土大坝随着使用年限的增加,会出现不同程度的裂缝等病害,导致水库的整体安全性、适用性和耐久性下降,功能得不到正常发挥,甚至会对下游人民群众的生命财产安全造成威胁,必须要进行除险加固施工。以往水库大坝迎水面加固施工通常采用放空水库、土石围堰或水下施工等方式,这些方式均存在一定的弊端。
水库放空对自然环境及生态环境有一定的影响,而且施工期不能发挥水库应有的防洪、调洪及附属养殖等作用。
多年运行的水库,坝前淤积层较厚,修建土石围堰前要清淤,使围堰建在坚硬基础上,深水库区修建土石围堰施工困难,工期长,临时工程量大、造价高,而且土石围堰为一次性投资项目,不能重复利用。
水下施工质量难以控制,尤其是新老混凝土结合不能保证,而且水下施工效率低,工期不易控制,造价高。
发明内容
为了解决现有的坝前库区钢管桩围堰结构及其施工方法水下施工质量难以控制,尤其是新老混凝土结合不能保证,而且水下施工效率低,工期不易控制,造价高的问题,本发明提供了坝前库区钢管桩围堰结构及其施工方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种坝前库区钢管桩围堰结构,包括坝体,所述坝体靠近水区的一侧设置有锁扣钢管桩,所述锁扣钢管桩的数量设置有多个,且并排设置,多个所述锁扣钢管桩形成与坝体靠近水区的一侧面平行的挡面,相邻的两个所述锁扣钢管桩之间通过卡扣结构卡接;
所述锁扣钢管桩的底端伸至水库底的基础基岩面,所述锁扣钢管桩的内部设置有嵌岩混凝土桩,所述嵌岩混凝土桩的底端伸进水库底的基础基岩面;
相邻两个所述锁扣钢管桩、土工膜之间形成三角区域,所述三角区域的侧壁设置有土工膜袋,所述土工膜袋内部设置有粘土。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述锁扣钢管桩的侧面设置有两组锁扣,两组所述锁扣镜像对称设置。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述锁扣钢管桩靠近坝体的一侧固定连接有围檩。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述锁扣钢管桩与坝体的侧面之间通过内支撑连接,所述内支撑的数量设置有多个,多个所述内支撑竖直排布,相邻的两个所述内支撑之间设置有联系杆。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述锁扣钢管桩远离坝体的一侧设置有土工膜,所述土工膜的底部向外弯折,平铺在水库底上方,且土工膜的底部向外弯折部分的上方设置有沙袋。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述水库底上且位于锁扣钢管桩与坝体之间设置有封底混凝土。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述内支撑的端部设置有连接头,所述连接头与坝体之间通过锚筋连接,所述连接头与坝体之间设置有垫板。
作为上述技术方案的进一步描述:
包括以下步骤:
步骤一、安装锁扣钢管桩:
在水上作业平台采用静压法或激振法插打锁扣钢管桩,使其底部伸至基础基岩面,依次安装多个锁扣钢管桩,并使相邻的两个所述锁扣钢管桩之间的锁扣卡接;
步骤二、制作嵌岩混凝土桩:
采用旋挖钻机配牙轮钻头从锁扣钢管桩内对桩底的卵砾石层和基岩岩层进行钻孔,清空后下放钢筋笼,然后灌注水下混凝土,完成嵌岩混凝土桩;
步骤三、填充土工膜袋:
在相邻两根锁扣钢管桩的迎水面侧充填由土工膜袋内装粘土的止水材料,由潜水员由上至下填塞到相邻两根锁扣钢管桩之间的迎水面侧,并振捣密实,与相邻两根锁扣钢管桩密贴;
步骤四、铺设土工膜:
在锁扣钢管桩和土工膜袋围成的整个围堰迎水面侧铺设土工膜,土工膜采用水上铺设,土工膜一端平铺在水库底处,并采用沙袋压固;
步骤五、安装支撑:
围堰内降水至第一道支撑位置下0.5m处停止降水并开始安装第一道围檩和内支撑,内支撑与坝体接触部位安装垫板,垫板采用锚筋与坝体相连;
上一层支撑施工完毕后继续降水进行下一层支撑安装,并在上下相邻的支撑之间连接联系杆;
最后一道支撑安装后对基础面进行清理,清理干净后浇筑封底混凝土。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述步骤三中待嵌岩混凝土桩的混凝土龄期达到7~10天后,在锁扣钢管桩内填充砂或砂砾。
本发明的有益效果:在不能放空水库情况下,在深水库区运用本发明修建钢管桩围堰,进行大坝迎水面加固施工,克服了传统锁扣钢管桩无法直接应用于水库深水区及岩石基础条件的不利环境,同时克服了传统锁扣钢管桩在高水头条件下渗水、止水效果差的缺点,具有多层防水密封结构,止水效果好,建成的围堰结构强度高、整体性好,安全可靠,能够快速形成围堰,缩短工期的优点,而且除险加固施工完毕后围堰用锁扣钢管桩及支撑材料可回收周转使用。
附图说明
为了更清楚地表示一种坝前库区钢管桩围堰结构及其施工方法,示出以下附图;
图1为本发明的结构断面示意图;
图2为本发明的防水密封示意图;
图3为本发明的内支撑与坝体连接示意图。
图中:1、锁扣钢管桩;2、围檩;3、内支撑;4、联系杆;5、嵌岩混凝土桩;6、封底混凝土;7、土工膜;8、沙袋;9、土工膜袋;10、粘土;11、垫板;12、锚筋;A表示坝体; b表示库区水面;c表示水库底。
具体实施方式
请参考附图1-3,其中,示出了本申请实施例提供的一种坝前库区钢管桩围堰结构,包括坝体A,坝体A靠近水区的一侧设置有锁扣钢管桩1,锁扣钢管桩1的数量设置有多个,且并排设置,多个锁扣钢管桩1形成与坝体A靠近水区的一侧面平行的挡面,相邻的两个锁扣钢管桩1之间通过卡扣结构卡接;
锁扣钢管桩1的底端伸至水库底c的基础基岩面,锁扣钢管桩1的内部设置有嵌岩混凝土桩5,嵌岩混凝土桩5的底端伸进水库底c的基础基岩面;
相邻两个锁扣钢管桩1、土工膜7之间形成三角区域,三角区域的侧壁设置有土工膜袋9,土工膜袋9内部设置有粘土10。
锁扣钢管桩1的侧面设置有两组锁扣,两组锁扣镜像对称设置。
锁扣钢管桩1靠近坝体A的一侧固定连接有围檩2。
锁扣钢管桩1与坝体A的侧面之间通过内支撑3连接,内支撑3的数量设置有多个,多个内支撑3竖直排布,相邻的两个内支撑3之间设置有联系杆4。
锁扣钢管桩1远离坝体A的一侧设置有土工膜7,土工膜7的底部向外弯折,平铺在水库底c上方,且土工膜7的底部向外弯折部分的上方设置有沙袋8。
水库底c上且位于锁扣钢管桩1与坝体A之间设置有封底混凝土6。
内支撑3的端部设置有连接头,连接头与坝体A之间通过锚筋12连接,连接头与坝体A之间设置有垫板11。
实施例二
一种坝前库区钢管桩围堰结构的施工方法,包括以下步骤:
步骤一:在水上作业平台采用静压法或激振法插打锁扣钢管桩1至基础基岩面;
步骤二:锁扣钢管桩1沉设就位后,采用旋挖钻机配牙轮钻头从锁扣钢管桩1内对桩底的卵砾石层以及基岩岩层进行钻孔,清孔后下放钢筋笼,最后灌注水下混凝土,完成嵌岩混凝土桩5;待嵌岩混凝土桩5的混凝土龄期达到7~10天后,在锁扣钢管桩1 内填充砂或砂砾,提高钢管桩的受力稳定性,防止锁扣钢管桩1局部屈曲变形;
步骤三:所需的锁扣钢管桩1和嵌岩混凝土桩5都完成后,在相邻两根锁扣钢管桩1的迎水面侧充填由土工膜袋9内装粘土10的止水材料,由潜水员由上至下填塞到相邻两根锁扣钢管桩1之间的迎水面侧,并振捣密实,与相邻两根锁扣钢管桩1密贴,保证止水效果,每相邻的两根锁扣钢管桩1之间均如此操作;
步骤四:在锁扣钢管桩1和土工膜袋9围成的整个围堰迎水面侧铺设土工膜7防渗,土工膜7采用水上铺设,于土工膜7一端固定沙袋8,定位后配合潜水员沉入水中。水上抛投沙袋8进行压脚固定土工膜7;
步骤五:围堰内降水至第一道支撑位置下0.5m处停止降水并开始安装第一道围檩2 和内支撑3,内支撑3与坝体接触部位安装垫板11,垫板11采用锚筋12与坝体相连。上一层支撑施工完毕后方可继续降水进行下一层支撑和联系杆4施工,围堰内分层降水分层进行支撑,支撑随围堰内水位降低从上到下逐步安装,支撑层数根据围堰挡水高度计算确定;
步骤六:最后一道支撑安装后对基础面进行清理,清理干净后浇筑封底混凝土6。
具体的,上述采用的主要材料及规格为:锁扣钢管桩1选用Φ1020螺旋管,壁厚18mm,锁扣为热轧成型,与钢管间采用角焊缝全长焊接;围檩2选用500×250H型钢;内支撑3选用HW400×400型钢;联系杆4选用20a工字钢;嵌岩混凝土桩5直径800mm,长 6m,深入岩基内2m;封底混凝土6厚3m;土工膜7选用1.5mm厚两布一膜复合土工膜;沙袋8为编织袋内装沙土;土工膜袋9选用1mm厚两布一膜复合土工膜加工成长条形;粘土10选用优质粘土;垫板11选用600×600×10mm钢板;锚筋12选用Φ28,长1m 螺纹钢。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种坝前库区钢管桩围堰结构,包括坝体(A),其特征在于:所述坝体(A)靠近水区的一侧设置有锁扣钢管桩(1),所述锁扣钢管桩(1)的数量设置有多个,且并排设置,多个所述锁扣钢管桩(1)形成与坝体(A)靠近水区的一侧面平行的挡面,相邻的两个所述锁扣钢管桩(1)之间通过卡扣结构卡接;
所述锁扣钢管桩(1)的底端伸至水库底(c)的基础基岩面,所述锁扣钢管桩(1)的内部设置有嵌岩混凝土桩(5),所述嵌岩混凝土桩(5)的底端伸进水库底(c)的基础基岩面;
相邻两个所述锁扣钢管桩(1)、土工膜(7)之间形成三角区域,所述三角区域的侧壁设置有土工膜袋(9),所述土工膜袋(9)内部设置有粘土(10)。
2.根据权利要求1所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构,其特征在于:所述锁扣钢管桩(1)的侧面设置有两组锁扣,两组所述锁扣镜像对称设置。
3.根据权利要求2所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构,其特征在于:所述锁扣钢管桩(1)靠近坝体(A)的一侧固定连接有围檩(2)。
4.根据权利要求3所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构,其特征在于:所述锁扣钢管桩(1)与坝体(A)的侧面之间通过内支撑(3)连接,所述内支撑(3)的数量设置有多个,多个所述内支撑(3)竖直排布,相邻的两个所述内支撑(3)之间设置有联系杆(4)。
5.根据权利要求4所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构,其特征在于:所述锁扣钢管桩(1)远离坝体(A)的一侧设置有土工膜(7),所述土工膜(7)的底部向外弯折,平铺在水库底(c)上方,且土工膜(7)的底部向外弯折部分的上方设置有沙袋(8)。
6.根据权利要求5所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构,其特征在于:所述水库底(c)上且位于锁扣钢管桩(1)与坝体(A)之间设置有封底混凝土(6)。
7.根据权利要求6所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构,其特征在于:所述内支撑(3)的端部设置有连接头,所述连接头与坝体(A)之间通过锚筋(12)连接,所述连接头与坝体(A)之间设置有垫板(11)。
8.根据权利要求7所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构的施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、安装锁扣钢管桩:
在水上作业平台采用静压法或激振法插打锁扣钢管桩,使其底部伸至基础基岩面,依次安装多个锁扣钢管桩,并使相邻的两个所述锁扣钢管桩之间的锁扣卡接;
步骤二、制作嵌岩混凝土桩:
采用旋挖钻机配牙轮钻头从锁扣钢管桩内对桩底的卵砾石层和基岩岩层进行钻孔,清空后下放钢筋笼,然后灌注水下混凝土,完成嵌岩混凝土桩;
步骤三、填充土工膜袋:
在相邻两根锁扣钢管桩的迎水面侧充填由土工膜袋内装粘土的止水材料,由潜水员由上至下填塞到相邻两根锁扣钢管桩之间的迎水面侧,并振捣密实,与相邻两根锁扣钢管桩密贴;
步骤四、铺设土工膜:
在锁扣钢管桩和土工膜袋围成的整个围堰迎水面侧铺设土工膜,土工膜采用水上铺设,土工膜一端平铺在水库底处,并采用沙袋压固;
步骤五、安装支撑:
围堰内降水至第一道支撑位置下0.5m处停止降水并开始安装第一道围檩和内支撑,内支撑与坝体接触部位安装垫板,垫板采用锚筋与坝体相连;
上一层支撑施工完毕后继续降水进行下一层支撑安装,并在上下相邻的支撑之间连接联系杆;
最后一道支撑安装后对基础面进行清理,清理干净后浇筑封底混凝土。
9.根据权利要求8所述的一种坝前库区钢管桩围堰结构的施工方法,其特征在于:所述步骤三中待嵌岩混凝土桩的混凝土龄期达到7~10天后,在锁扣钢管桩内填充砂或砂砾。
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CN114922211A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-19 | 辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司 | 一种用于水库大坝除险加固工程的钢管桩围堰挡水装置 |
CN115045310A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-09-13 | 中交一公局第八工程有限公司 | 一种钢管桩围堰施工方法 |
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