CN114215009A - 堤防溃口快速封堵结构及封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堤防溃口快速封堵结构，包括：排桩，用于连接溃口两侧的堤防端头，所述排桩并列设置有两排，且排桩顶部设置有交通平台；封堵堤身，为由所述交通平台向排桩的迎水侧和背水侧抛掷的封堵料构成。本发明还公开了一种堤防溃口快速封堵方法，按照先循环施工排桩和交通平台，再施工封堵堤身的方法构建上述堤防溃口快速封堵结构，其结构稳固、施工快速安全，可减少人工投入80%以上，提高封堵效率30%以上，可以改变以往采用人工配合自卸汽车封堵的作业模式，有效降低溃口封堵的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及堤防工程溃口封堵技术领域，尤其是涉及一种堤防溃口快速封堵结构及封堵方法。
背景技术
在大江、大河防洪体系中，堤防是重要的防洪挡水建筑物，其主要采用土体填筑而成。度汛期间，堤防在洪水长期浸泡、冲刷等作用下，容易发生局部溃口，溃口处水深、流急。为减少溃泄洪水淹没造成的生命与财产损失，溃口需要在尽可能短的时间内封堵。当前溃口封堵多借鉴河道立堵截流的技术，利用人工和自卸汽车抛填土袋、块石等进行堵口，非常情况下直接将自卸汽车抛入决口进行封堵，封堵过程需要时间长、且存在比较大的安全风险，严重时可能会造成人员伤亡。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种结构稳固、施工快速安全的堤防溃口快速封堵结构，同时提供一种堤防溃口快速封堵方法，具体可采取如下技术方案：
本发明所述的堤防溃口快速封堵结构，包括
排桩，用于连接溃口两侧的堤防端头，所述排桩并列设置有两排，且排桩顶部设置有交通平台；
封堵堤身，为由所述交通平台向排桩的迎水侧和背水侧抛掷的封堵料构成。
所述排桩由结构相同的异形钢管桩依次连接构成，每一所述异形钢管桩均包括
桩身，具有通过第一X向侧壁、第二X向侧壁、第一Y向侧壁、第二Y向侧壁围合而成的方型腔；
锁定件，用于相邻异形钢管桩的自锁连接，包括T型突起和与其相适配的凹槽，所述T型突起设置在所述第一X向侧壁上，所述凹槽对应设置在所述第二X向侧壁上；
第一导向件，用于相邻异形钢管桩的导向连接，位于所述第一Y向侧壁上，包括由第一Y向侧壁的一端向外侧延伸设置的Y向导向块，以及设置在第一Y向侧壁中部的与所述Y向导向块相适配的导向卡槽；
第二导向件，位于所述第二Y向侧壁上，其与所述第一导向件结构相同、方向相反。
所述异形钢管桩沿竖向分节设置，相邻节段的异形钢管桩之间设置有承插结构。
所述排桩的端头与相邻的堤防端头间距为2-3米。
所述交通平台包括钢梁和与其相连的防滑钢板，所述钢梁位于排桩顶部并沿排桩Y向并排设置有多根。
所述封堵料为粘土料或土石混合料。
本发明所述的堤防溃口快速封堵方法，按照如下步骤修筑上述堤防溃口快速封堵结构，包括：
第一步，对溃口周围地形进行测量、布桩及桩中线点定位；
第二步，从溃口一端或两端开始排桩施工，两排桩施工交替进行，且排桩及其顶部的交通平台采用分段循环施工模式；
第三步，使施工设备在交通平台上运行，并向排桩的迎水侧和背水侧抛掷封堵料用以形成封堵堤身。
所述排桩和交通平台的每段施工长度为4-5米。
所述第三步中，施工设备从溃口端头向中间运行。
本发明提供的堤防溃口快速封堵结构，以管桩平台结构对溃口进行初步封堵，然后借助管桩平台使用自卸汽车在管桩两侧抛掷封堵料形成封堵堤身，进一步对溃口进行封堵，其结构稳固、施工快速安全。采用本发明所述的堤防溃口快速封堵方法，可减少人工投入80%以上，提高封堵效率30%以上，可以改变以往采用人工配合自卸汽车封堵的作业模式，有效降低溃口封堵的安全风险。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A向视图（省略中部的异形钢管桩）。
图3是图1的纵剖图。
图4是图1中异形钢管桩的结构示意图。
图5是图4中异形钢管桩的Y向连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的施工过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1-5所示，本发明所述的堤防溃口快速封堵结构，由排桩1和封堵堤身2构成。其中，排桩1用于连接溃口两侧的堤防端头M，上述排桩1并列设置有两排（排间距通常为5米），两端端头分别延伸至堤防端头M内2-3米（即排桩1的端头与相邻的堤防端头M间距为2-3米）。
每一排桩1均由结构相同的异形钢管桩依次连接构成，异形钢管桩由桩身和设置在其上的锁定件、第一导向件和第二导向件构成。具体地，桩身具有通过第一X向侧壁、第二X向侧壁、第一Y向侧壁、第二Y向侧壁围合而成的方型腔110；锁定件用于相邻异形钢管桩的自锁连接，其包括T型突起121和与其相适配的凹槽122，T型突起121设置在第一X向侧壁上，凹槽122对应设置在第二X向侧壁上；第一导向件用于相邻异形钢管桩的导向连接，其位于第一Y向侧壁上，包括由第一Y向侧壁的一端（图4中为左端）向外侧（即向左侧）延伸设置的左Y向导向块131，以及设置在第一Y向侧壁中部的与左Y向导向块131相适配的左导向卡槽132；第二导向件位于第二Y向侧壁上，其与第一导向件结构相同、方向相反，即包括由第二Y向侧壁的一端（图4中为右端）向外侧（即向右侧）延伸设置的右Y向导向块141，以及设置在第二Y向侧壁中部的与右Y向导向块141相适配的右导向卡槽142。打桩时，异形钢管桩沿Y向顺次排列，并通过锁定件相连构成排桩1。上述锁定件、第一导向件和第二导向件的设置，确保了异形钢管桩在管桩插打过程中的导向，以及管桩在插打过程中和插打完成后具有足够的刚度和强度。
进一步地，上述每根异形钢管桩均沿竖向分节设置（可采用4.5m、6m、9m、12m四种节长标准），相邻节段的异形钢管桩之间则设置有承插结构。例如，在下节异形钢管桩的桩身顶面上设置有环形凹槽，对应地，在上节异形钢管桩的桩身底面上设置有环形凸起，便于打桩时相邻节段的定位连接，使桩身底面的位移在控制范围内（位移不超过1.0cm），同时确保桩体打入土层前的垂直度。
排桩1顶部还安装有交通平台3，其包括钢梁301（通常为不小于25号工字钢）和与其顶面焊接相连的防滑钢板302（厚度不小于20mm），上述钢梁302位于排桩1顶部并沿排桩1的Y向并排设置有多根，其与异形钢管桩形成可靠简支。上述交通平台3的顶部高程与溃口两侧堤防端头M的堤顶高程一样，或略高于堤防端头M的堤顶高程。
封堵堤身2由位于排桩1迎水侧和背水侧的封堵料构成，上述封堵料通过自卸汽车从交通平台3上向下抛掷，通常为粘土料或土石混合料等。
上述堤防溃口快速封堵结构适用于溃口宽度不超过50m，水深10m以内，流速6-8m/s，且溃口段地层主要为土质地层的情况，其采用本发明所述的堤防溃口快速封堵方法，包括如下步骤：
第一步，对溃口周围地形进行测量、布桩及桩中线点定位；同时，将打桩机、异形钢管桩、钢梁301及防滑钢板302等材料，快速运送至溃口一侧或两侧的材料堆场。上述打桩机的打桩综合能力不小于50m/h，为基于30t履带吊或汽车吊改桩的具有快速打桩能力、并能同时兼顾吊装的新型打桩机。必要时，具备无人驾驶、远程操控性能。
第二步，从溃口一端或两端开始排桩1施工，两排桩1施工交替进行，且排桩1及其顶部的交通平台3采用分段循环施工模式，通常情况下，排桩1和交通平台3的每段施工长度为4-5米。
具体地，从溃口一端或两端开始插打管桩（即异形钢管桩），管桩起始位置与堤防端头M的距离为2m左右。两排排桩1交替进行施工，待管桩向前推进5-6m时，进行其上部平台的（即交通平台3）的拼装，一次拼装长度为4-5m。然后打桩机向前移4-5m，进入下一个循环段的管桩插打和上部平台拼装。逐循环进行施工，直至完成全部排桩1插打和交通平台3的拼装工作。
第三步，在交通平台3搭建完成以后，使自卸汽车运载封堵料从溃口端头向中间运行，运行过程中向排桩1的迎水侧和背水侧抛掷封堵料，用以形成封堵堤身2，达到最终的溃口封堵目的。
本发明采取一种快速插打的自锁方钢管桩体结构作为基础支撑，并达到基本堵口效果；在上部架设梁板结构，作为施工平台和交通通，为打桩机作业和通道搭建提供平台；平台施工完成后，以平台作为交通通道，直接抛填堵口土石材料，达到快速封堵溃口目的。本发明将堤防溃口封堵人工配合自卸汽车封堵改变为管桩平台结构封堵，将溃口施工以人工为主改变为机械为主，减少了人工投入80%以上，提高了封堵效率30%以上，减小了溃口封堵的安全风险。
需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种堤防溃口快速封堵结构，其特征在于：包括
排桩，用于连接溃口两侧的堤防端头，所述排桩并列设置有两排，且排桩顶部设置有交通平台；
封堵堤身，为由所述交通平台向排桩的迎水侧和背水侧抛掷的封堵料构成。
2.根据权利要求1所述的堤防溃口快速封堵结构，其特征在于：所述排桩由结构相同的异形钢管桩依次连接构成，每一所述异形钢管桩均包括
桩身，具有通过第一X向侧壁、第二X向侧壁、第一Y向侧壁、第二Y向侧壁围合而成的方型腔；
锁定件，用于相邻异形钢管桩的自锁连接，包括T型突起和与其相适配的凹槽，所述T型突起设置在所述第一X向侧壁上，所述凹槽对应设置在所述第二X向侧壁上；
第一导向件，用于相邻异形钢管桩的导向连接，位于所述第一Y向侧壁上，包括由第一Y向侧壁的一端向外侧延伸设置的Y向导向块，以及设置在第一Y向侧壁中部的与所述Y向导向块相适配的导向卡槽；
第二导向件，位于所述第二Y向侧壁上，其与所述第一导向件结构相同、方向相反。
3.根据权利要求2所述的堤防溃口快速封堵结构，其特征在于：所述异形钢管桩沿竖向分节设置，相邻节段的异形钢管桩之间设置有承插结构。
4.根据权利要求1所述的堤防溃口快速封堵结构，其特征在于：所述排桩的端头与相邻的堤防端头间距为2-3米。
5.根据权利要求1所述的堤防溃口快速封堵结构，其特征在于：所述交通平台包括钢梁和与其相连的防滑钢板，所述钢梁位于排桩顶部并沿排桩Y向并排设置有多根。
6.根据权利要求1所述的堤防溃口快速封堵结构，其特征在于：所述封堵料为粘土料或土石混合料。
7.一种堤防溃口快速封堵方法，其特征在于，按照如下步骤修筑如权利要求1所述的堤防溃口快速封堵结构，包括：
第一步，对溃口周围地形进行测量、布桩及桩中线点定位；
第二步，从溃口一端或两端开始排桩施工，两排桩施工交替进行，且排桩及其顶部的交通平台采用分段循环施工模式；
第三步，使施工设备在交通平台上运行，并向排桩的迎水侧和背水侧抛掷封堵料用以形成封堵堤身。
8.根据权利要求7所述的堤防溃口快速封堵方法，其特征在于：所述排桩和交通平台的每段施工长度为4-5米。
9.根据权利要求7所述的堤防溃口快速封堵方法，其特征在于：所述第三步中，施工设备从溃口端头向中间运行。
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