一种深水急流状态下的锁口钢围堰及施工方法与流程
1.本发明属于桥梁建设领域，具体涉及一种深水急流状态下的锁口钢围堰及施工方法。
背景技术：
2.围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构，其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物，一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除，围堰高度高于施工期内可能出现的最高水位。
3.现有的钢围堰结构主要包括：钢板桩围堰、钢套箱围堰和锁口钢围堰，其中现有的锁口钢围堰的施工存在以下缺点：
4.1、在急流水域存在因水势较大造成打桩时定位不准的情况发生。
5.2、锁口钢管桩两两之间通常采用防水布条等作为止水材料，止水效果一般，存在漏水风险。
技术实现要素：
6.为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种深水急流状态下的锁口钢围堰及施工方法，可以解决现有锁口钢围堰在急流水域问题打桩时定位不准和止水材料存在漏水风险的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种深水急流状态下的锁口钢围堰，包括：
9.导向框；
10.多个锁口钢管桩；锁口钢管桩的外侧与导向框的内侧固定连接，多个锁口钢管桩依次连接，连接部位位于锁口钢管桩的侧面，多个锁口钢管桩围成与导向框相同的形状设置；
11.止水填充物；止水填充物填充在锁口钢管桩与锁口钢管桩之间的连接处，止水填充物选用遇水膨胀的材料；
12.用于加固钢围堰的圈梁结构；圈梁结构的外侧面与所有的锁口钢管桩的侧面固定连接。
13.优选地，导向框为闭合矩形框体结构，多个锁口钢管桩围成矩形结构。
14.优选地，圈梁结构包括：
15.顶层圈梁；顶层圈梁的外侧面与多个锁口钢管桩围成的矩形结构的内侧固定连接；
16.二层圈梁；二层圈梁设置在顶层圈梁下方，二层圈梁的外侧面与多个锁口钢管桩围成的矩形结构的内侧固定连接；
17.底层圈梁；底层圈梁设置在二层圈梁下方，底层圈梁的外侧面与多个锁口钢管桩
围成的矩形结构的内侧固定连接。
18.优选地，锁口钢围堰还包括至少一根锚杆，锚杆的第一端竖直锚入河床内，一个锚杆的第二端与一个锁口钢管桩下端固定连接。
19.优选地，一个锁口钢管桩上的锁口包括一个母扣和一个公扣，任意两个相邻的锁口钢管桩之间通过公扣和母扣连接。
20.优选地，锁口钢围堰还包括混凝土封底层，混凝土封底层设置在河床上，混凝土封底层的侧面与锁口钢管桩固定连接。
21.优选地，止水填充物选用遇水膨胀的聚氨酯。
22.一种深水急流状态下的锁口钢围堰施工方法，该方法包括：
23.步骤1：根据锁口钢围堰设计结构及力学验算，通过导向框定位，确定沉桩轴线位置，在导向框的四个角处插打锁口钢管桩；
24.步骤2：通过吸泥装置对插打区域进行清理，采用吊机依次吊运锁口钢管桩至沉桩轴线位置，使锁口钢管桩的锁口与已沉入的锁口钢管桩的锁口咬合，再将锁口钢管桩从定位架中缓慢下放，直至进入河床不沉、自稳为止，然后对锁口钢管桩进行插打固定；
25.步骤3：重复步骤2直至导向框内侧插满锁口钢管桩，然后将每根钢管柱与导向框的接触部位进行焊接，并将聚氨酯安置在每处锁口连接处内；
26.步骤4：围堰壁内侧设置加工好的顶层圈梁、二层圈梁、底层圈梁，并分别在顶层圈梁、二层圈梁和底层圈梁与锁口钢管桩之间填筑缝隙混凝土；
27.步骤4：通过计算确定围堰封底混凝土厚度，现场进行水下混凝土浇筑封底；
28.步骤5：封底完成后对围堰内部进行抽水至混凝土封底层，完成施工。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.1、本发明使用导向框定位实施精确打桩，并将位于导向框的四个角的锁口钢管桩作为在急流水域的定位桩，减小或清除了在急流水域打桩时桩体偏移的风险。
31.2、锁口钢管桩两两之间的止水填充物采用了遇水膨胀的材料，遇水膨胀的材料可以更好的填满缝隙，降低了漏水风险。
附图说明
32.图1为一种深水急流状态下的锁口钢围堰的具体结构示意图；
33.图2为一种深水急流状态下的锁口钢围堰具体结构的俯视图；
34.图3为锁口钢管桩连接结构的具体结构示意图；
35.图4为一种深水急流状态下的锁口钢围堰施工方法的流程图；
36.图中标记为：
37.1-导向框；2-锁口钢管桩；3-顶层圈梁；4-二层圈梁；5-底层圈梁；6-锚杆；7-混凝土封底层。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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
实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例1
40.如图1、图2所示，一种深水急流状态下的锁口钢围堰，包括：
41.导向框1；导向框1为闭合矩形框体结构，导向框1设置在水面上方；
42.八个锚杆6；锚杆6的第一端竖直锚入河床内；
43.四组锁口钢管桩2；一组锁口钢管桩2包括九个锁口钢管桩2，一条导向框1的内侧边与一组锁口钢管桩2的侧面焊接，每组锁口钢管桩2的下端分别与两个锚杆6的第二端固定连接，一个锁口钢管桩2上的锁口包括一个母扣和一个公扣，一个锁口钢管桩2的公扣和另一个锁口钢管桩2的母扣咬合；
44.止水填充物；止水填充物填充在母扣与公扣的连接处，止水填充物选用遇水膨胀的材料，遇水膨胀的材料可以更好的填满缝隙，降低了漏水风险；
45.用于加固钢围堰的圈梁结构；圈梁结构的外侧面与锁口钢管桩2固定连接；
46.混凝土封底层7；混凝土封底层7设置河床上，混凝土封底层7的侧面分别与与锁口钢管桩2固定连接。
47.实施例2
48.本实施例与实施例1的区别在于：如图2、图3所示，圈梁结构包括：
49.顶层圈梁3；锁口钢管桩2的连接围成矩形结构，顶层圈梁3的外侧面与多个锁口钢管桩2围成的矩形结构的内侧固定连接；
50.二层圈梁4；二层圈梁4设置在顶层圈梁3下方，二层圈梁4的外侧面与多个锁口钢管桩2围成的矩形结构的内侧固定连接；
51.底层圈梁5；底层圈梁5设置在水泥封底层下方，底层圈梁5的外侧面与多个锁口钢管桩2围成的矩形结构的内侧固定连接。
52.实施例3
53.本实施例与实施例2的区别在于：如图2所示，止水填充物选用遇水膨胀的聚氨酯。
54.实施例4
55.如图3所示，一种深水急流状态下的锁口钢围堰施工方法，该方法包括：
56.步骤1：
57.(1)在支栈桥内侧导管架上设置导向框1，完成导向框1安装后，采用全站仪在导向框1上逐根放出锁口钢管桩2点位，并用红油漆做好标记；
58.在上游利用已放好的锁口钢管桩2点位，采用履带吊，吊装锤动导向框1四个角上的锁口钢管桩2振动下沉，当锁口钢管桩2出现跳桩时停止振动锤，反复振动3次后终止，并检查锁口钢管桩2的偏位及垂直度，检查无误后，锁口钢管桩2焊接在导向框1上，本发明使用导向框1定位实施精确打桩，并将位于导向框的四个角的锁口钢管桩2作为在急流水域的定位桩，减小或清除了在急流水域打桩时桩体偏移的风险；
59.(2)从上游依次插打锁口钢管桩2，并对每个插打后的锁口钢管桩2进行定位检查，出现偏位必须拔出锁口钢管桩2重新插打，至到插打位置准确后再施工下根桩，锁口钢管桩2上的锁口对称位于同一直径线上，通过吊机吊运锁口钢管桩2至沉桩位置，使其锁口与已沉入的锁口钢管桩2的锁口咬合，并从导向框1的定位架中缓慢下放，直至进入河床不沉、自稳为止，锁口钢管桩2下放完毕后，焊接拼装牛腿；
60.(3)将平台大梁位置处锁口钢管桩2与导向框1焊接固定，每组大梁下放2根锁口钢管桩2的锚杆6。
61.步骤2：在后场按设计图纸加工好圈梁内支撑，将加工好的圈梁内支撑运至现场，在牛腿上拼装焊接底层圈梁5，焊接底层圈梁内支撑后下放底层圈梁5。
62.步骤3：
63.(1)顶层圈梁3的施工方法与步骤2中的底层圈梁5施工方法一致，并利用穿心式千斤顶将顶层圈梁3下放到设计位置。
64.(2)在低水位期间，将顶层圈梁3与锁口钢管桩2多点焊接，形成锁定结构。
65.(3)利用穿心式千斤顶将二层圈梁4下放到设计位置(二层圈梁4和底层圈梁5叠放在一起，设置导向下放)。
66.(4)潜水工在二层圈梁4与锁口钢管桩2的横桥向边的缝隙中依次打入硬木楔块。
67.(5)静水或流速较小状态下，下放底层圈梁5至设计位置(设置导向下放)。
68.步骤4：低水位或适当抽水至顶层圈梁3位置以下0.5m，在顶层圈梁3的圈梁与锁口钢管桩2之间填筑缝隙混凝土。
69.步骤5：
70.(1)潜水员配合吸泥船对锁口钢围堰内进行吸泥作业，抽出围堰内的泥砂卵石等。吸泥作业完成后潜水员采用高压水对围堰四周3米范围内的基底进行冲洗作业，确保围堰四周3米范围内基底清洁无泥无砂(保证封底混凝土与基岩接触，防止后期开挖渗水)。
71.(2)采用c30混凝土进行水下封底。封底混凝土浇筑3天后按设计图纸及顺序进行压浆处理。
72.(5)抽水至二层圈梁4以下0.5m，在二层圈梁4与锁口钢管桩2之间填筑缝隙混凝土，并焊接支承钢楔块。
73.步骤6：抽水至封底c30混凝土顶。
74.步骤7：
75.(1)利用顶层圈梁3搭设临时钻孔平台。
76.(2)在平台上安装锚固桩钻机，进行锚固桩施工。锚固桩采用地质钻钻机进行取芯钻机(取芯直径为200mm)。钻孔完成后利用空压机进行清孔，清孔完成后下放锚固钢筋(3根直径32mm螺纹钢并联焊接在一起)，锚固钢筋下放完成后对孔内进行压浆(为提高锚固效果采用高强度支座灌浆砂浆)。
77.(3)采用水下灌注桩施工工艺对锚固后的锁口钢管桩2进行灌桩施工。
技术特征：
1.一种深水急流状态下的锁口钢围堰，其特征在于，包括：导向框(1)；多个锁口钢管桩(2)；锁口钢管桩(2)的外侧与导向框(1)的内侧固定连接，多个锁口钢管桩(2)依次连接，连接部位位于锁口钢管桩(2)的侧面，多个锁口钢管桩(2)围成与导向框(1)相同的形状设置；止水填充物；止水填充物填充在锁口钢管桩(2)与锁口钢管桩(2)之间的连接处，止水填充物选用遇水膨胀的材料；用于加固钢围堰的圈梁结构；圈梁结构的外侧面与所有的锁口钢管桩(2)的侧面固定连接。2.根据权利要求1所述的一种深水急流状态下的锁口钢围堰，其特征在于，导向框(1)为闭合矩形框体结构，多个锁口钢管桩(2)围成矩形结构。3.根据权利要求2所述的一种深水急流状态下的锁口钢围堰，其特征在于，圈梁结构包括：顶层圈梁(3)；顶层圈梁(3)的外侧面与多个锁口钢管桩(2)围成的矩形结构的内侧固定连接；二层圈梁(4)；二层圈梁(4)设置在顶层圈梁(3)下方，二层圈梁(4)的外侧面与多个锁口钢管桩(2)围成的矩形结构的内侧固定连接；底层圈梁(5)；底层圈梁(5)设置在二层圈梁(4)下方，底层圈梁(5)的外侧面与多个锁口钢管桩(2)围成的矩形结构的内侧固定连接。4.根据权利要求1所述的一种深水急流状态下的锁口钢围堰，其特征在于，锁口钢围堰还包括至少一根锚杆(6)，锚杆(6)的第一端竖直锚入河床内，一个锚杆(6)的第二端与一个锁口钢管桩(2)下端固定连接。5.根据权利要求1所述的一种深水急流状态下的锁口钢围堰，其特征在于，一个锁口钢管桩(2)上的锁口包括一个母扣和一个公扣，任意两个相邻的锁口钢管桩(2)之间通过公扣和母扣连接。6.根据权利要求1所述的一种深水急流状态下的锁口钢围堰，其特征在于，锁口钢围堰还包括混凝土封底层(7)，混凝土封底层(7)设置在河床上，混凝土封底层(7)的侧面与锁口钢管桩(2)固定连接。7.根据权利要求1所述的一种深水急流状态下的锁口钢围堰，其特征在于，止水填充物选用遇水膨胀的聚氨酯。8.一种深水急流状态下的锁口钢围堰施工方法，其特征在于，该方法包括：步骤1：根据锁口钢围堰设计结构及力学验算，通过导向框(1)定位，确定沉桩轴线位置，在导向框的四个角处插打锁口钢管桩(2)；步骤2：通过吸泥装置对插打区域进行清理，采用吊机依次吊运锁口钢管桩(2)至沉桩轴线位置，使锁口钢管桩(2)的锁口与已沉入的锁口钢管桩(2)的锁口咬合，再将锁口钢管桩(2)从定位架中缓慢下放，直至进入河床不沉、自稳为止，然后对锁口钢管桩(2)进行插打固定；步骤3：重复步骤2直至导向框(1)内侧插满锁口钢管桩(2)，然后将每根钢管柱与导向框(1)的接触部位进行焊接，并将聚氨酯安置在每处锁口连接处内；
步骤4：围堰壁内侧设置加工好的顶层圈梁(3)、二层圈梁(4)、底层圈梁(5)，并分别在顶层圈梁(3)、二层圈梁(4)和底层圈梁(5)与锁口钢管桩(2)之间填筑缝隙混凝土；步骤4：通过计算确定围堰封底混凝土厚度，现场进行水下混凝土浇筑封底；步骤5：封底完成后对围堰内部进行抽水至混凝土封底层(7)，完成施工。
技术总结
本发明公开了一种深水急流状态下的锁口钢围堰及施工方法，其中锁口钢围堰包括导向框、八个锚杆、四组锁口钢管桩、止水填充物、圈梁结构和混凝土封底层，锚杆固定在河床上，导向框与锁口钢管桩焊接，锁口钢管桩与锚杆固定连接，止水填充物设置在锁口钢管桩之间的连接处，本申请还公开了锁口钢围堰施工方法，该方法包括：通过导向框插打锁口钢管桩，围堰壁内侧设置圈梁结构后水下混凝土封底即可完成施工，遇水膨胀的材料可填充缝隙降低漏水风险，使用导向框定位实施精确打桩，并将位于导向框的四个角的锁口钢管桩作为在急流水域的定位桩，减小或清除了在急流水域打桩时桩体偏移的风险。风险。风险。
