CN1227299A - 一种钢木土石组合坝及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢木土石组合坝及其施工工艺，钢木土石组合坝是由一个三维钢木框架和在框架内抛投的袋装土石料组成，所述的三维钢木框架由两排以上的钢管桩或/和木桩组成的排架、以及两层以上的连接各排架的钢管水平连接层组成。本发明的施工工艺是先植各排钢管桩，再用钢管和扣件连接各排钢管桩以形成上、下各层水平连接层，然后用木桩加固各排钢管桩，以形成三维钢木框架，再以袋装土石料抛投到三维钢木框架中。整个工程是逐段施工的。本发明的优点是结构简单，取材方便，施工技术易掌握，造价低，用途广，特别适用于封堵防洪决口，加固堤坝等。

Description

一种钢木土石组合坝及其施工工艺

本发明涉及一种钢木土石组合坝及其施工工艺，特别适用于封堵防洪决口、加固堤坝等。

几千年来，人们防洪堵口多是采用常规土石抛投法堵口，此类堵口方案的缺点如下：1、在洪水急流中抛投物料，由于物料在动水中其稳定系数仅为静水中的60-80％，对于小物料投抛相当部分被冲得无影无踪，于是抛投数量往往很大很多，多者达设计值的两倍以上，因而堵口工程投资往往很大。2、众所周知，影响堵口抛投物在动水下的稳定性因素很多，主要有决口行近流速V，抛投物的化引直径d、抛投物的内摩擦角φ和粘聚力c、抛投物的水下休止角α及河底面倾斜角θ等。常规土石抛投堵口戗堤的稳定全靠v、d、c、φ、α、θ等河道水流、填堵物料和口门边界条件参数来支持，而它们的水下情况有极大的随机性和难知性。因此戗堤塌开裂现象问题时有发生，此问题一旦发生，如不及时整治处理，妥善解决，堵口工程有付诸东流的危险。

本发明的目的是提供一种结构简单、取材方便、施工技术易掌握、造价低、用途广泛的钢木土石组合坝及其施工工艺。

本发明的目的是按以下技术方案实现的：

一种钢木土石组合坝，它是由一个三维钢木框架和在框架内抛投的袋装土石料组成，所述的三维钢木框架由两排以上的钢管桩或/和木桩组成的排架，以及两层以上的连接各排架的钢管水平连接层组成。

三维钢木框架的上、下游两侧加设斜杆支撑件。在三维钢木框架的上、下游侧设有用袋装土石料组成的上、下游砌筑护坡，并于上游侧设有PVC土工织物层。

本发明的施工工艺如下：

(1)先沿决口方向偏上游处植入第一排钢管桩，再植入其余各排钢管桩以形成两排以上的排架，再用钢管和扣件进行顺水流和竖水流两个方向上的上、下各层水平连接，以形成两层以上的连接各排架的钢管水平连接层，然后，用木桩加固上述各排纵向钢管桩，用铅丝将木桩和钢管桩捆绑结实，以形成三维钢木框架。

(2)将袋装土石料抛投到三维钢木框架内，以形成首段钢木土石组合坝，整个堵口工程是逐段设三维钢木框架随之填袋装土石料，再向前段设三维钢木框架再随之填袋装土石料，直至最后封堵口实现合拢。

(3)当行将合拢的口门两侧距离为15-20m时，在三维钢木框架的上、下游两侧加设斜杆支撑件，斜杆支撑件布设后快速抛投袋装土石料，以便最后合拢。

(4)对已填筑的钢木土石组合坝用袋装土石料进行上、下游护坡砌筑，并于上游侧铺设两层PVC土工织物。

钢管的直径为φ50mm，圆木的直径为φ20-25cm。钢管桩的间距为0.8-1.2m，木桩的间距为0.2-0.8m，钢管桩和木桩入土深度为1.3-1.8m。

本发明的优点如下：1、因有三维钢木框架围护，抛投的袋装土石料不至被洪流冲离堵口建筑范围，因而大大提高抛投物料的利用率，减少土石料的流失，可节约堵口工程投资。2、三维钢木框架，在坝体形成过程中除起围护物料免于冲走的作用外，还具有与钢筋混凝土相似的受力原理，即框架和袋装土石料各自发挥自己的物理力学优势，并且这个作用自始至终不会消失。3、与常规土石抛投法相比，本发明可确保工程稳定性和可靠性。4、结构简单、取材方便、施工技术易掌握、造价低。5、用途广泛，和平时期适用于加固堤坝、封堵防洪决口，一般水利工程的河道截流；战时在制式器材不能满足需要的情况下，可以用于快速架设简易桥梁、克服较深的泥泞路段、沼泽地和封堵遭敌破坏的隘口、水库、大堤等，具有较高的军事实用价值。

下面是利用本发明进行实施堵口工程的实施例：

施工分四步进行：

第一步，在实施堵口时，先沿决口方向偏上游一定距离植入第一排钢管桩、钢管桩间距0.8-1.2m，再在其下游每2.5m距离按相同方向和间距植入第二排和第三排钢管桩，上述钢管桩均打入地基1.3-1.8m，当植完三排纵向钢管桩之后，用钢管和扣件进行顺水流和竖直水流两个方向的上、中、下三层水平连接。至此，三维钢管框架形成。此后用木桩加固上述三排纵向钢管桩、木桩入土中也是1.3-1.8m，并用铅丝将木桩和钢管桩捆绑结实。木桩间距：第一排间距为0.2m，第二排间距0.5m，第三排间距0.8m。至此，三维钢木框架即告建成。

第二步，接着用人工将袋装土石料抛投到钢木框架内填至坝顶后首段钢木石组合坝即告建成。整个堵口工程是逐段设三维钢木框架随之填袋装土石料，再向前设三维钢木框架再随之填袋装土石料，直至最后封堵口门实现合拢。

第三步，当行将合拢的口门两侧距离为15-20m时，钢木框架结构不变，为加强框架的支撑力，在框架的上、下游两侧加设40°的斜杆支撑件，斜杆间距上、中、下三排分别为0.5m、0.8m、1.2m，斜杆布设后快速抛投袋装土石料，以便最后合拢。

第四步，对已填筑的钢木土石组合坝用同种袋装土石料进行上、下游护坡砌筑，并于上游侧形成的不小于1∶0.5边坡上铺设两层PVC土工织物(中间夹一层塑料薄膜)，作为堵口坝的防渗层。当口门水深不超过3m时，该防渗层两端延伸至口门外原堤坡面8-10m范围，并用2-3m厚的粘性土跨防渗层PVC的边2m(决口范围增至4-6m)压坡脚。至此堵口工程结束。

上述实施例所采用的材料如下：

钢管：采用一般民用建筑的直径为φ50mm的脚手架无缝钢管，每根长6-8m，数量由拟堵口门的工程量决定。

圆木：一般直径为φ20-25cm的直圆木均可使用。

土石填料：在填筑前按化引直径≥30cm进行袋装，它即满足水流对抛投物的稳定直径要求，又便于人力扛搬抛投，无碎石时也可用袋装土料代替。

PVC土工织物：此土工织物俗称土工布，目前在水库、河道、渠道及其他有防渗要求的结构物中常用作防渗层。其规格有：聚氯乙烯、耐油聚氯乙烯、增韧聚氯乙烯和聚氯乙烯-腈橡胶等多种。

塑料布：凡厚度在0.2-0.4mm的塑料薄膜均可使用，不宜太薄，太薄强度不满足要求，太厚浪费太大。

Claims (6)

1、一种钢木土石组合坝，其特征在于它由一个三维钢木框架和在框架内抛投的袋装土石料组成，所述的三维钢木框架由两排以上的钢管桩或/和木桩组成的排架，以及两层以上的连接各排架的钢管水平连接层组成。

2、根据权利要求1所述的组合坝，其特征在于三维钢木框架的上、下游两侧加设斜杆支撑件。

3、根据权利要求2所述的组合坝，其特征在于在三维钢木框架的上、下游侧设有用袋装土石料组成的上、下游砌筑护坡，并于上游侧设有PVC土工织物层。

4、一种钢木土石组合坝的施工工艺，其特征在于：

(1)先沿决口方向偏上游处植入第一排钢管桩，再植入其余各排钢管桩以形成两排以上的排架，再用钢管和扣件进行顺水流和竖水流两个方向上的上、下各层水平连接，以形成两层以上的连接各排架的钢管水平连接层，然后，用木桩加固上述各排纵向钢管桩，用铅丝将木桩和钢管桩捆绑结实，以形成三维钢木框架，

(2)将袋装土石料抛投到三维钢木框架内，以形成首段钢木土石组合坝，整个堵口工程是逐段设三维钢木框架随之填袋装土石料，再向前段设三维钢木框架再随之填袋装土石料，直至最后封堵口实现合拢，

(3)当行将合拢的口门两侧距离为15-20m时，在三维钢木框架的上、下游两侧加设斜杆支撑件，斜杆支撑件布设后快速抛投袋装土石料，以便最后合拢，

(4)对已填筑的钢木土石组合坝用袋装土石料进行上、下游护坡砌筑，并于上游侧铺设两层PVC土工织物。

5、根据权利要求4所述的施工工艺，其特征在于钢管的直径为φ50mm，圆木的直径为φ20-25cm。

6、根据权利要求5所述的施工工艺，其特征在于钢管桩的间距为0.8-1.2m，木桩的间距为0.2-0.8m，钢管桩和木桩入土深度为1.3-1.8m。