充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统的制作方法
1.本实用新型涉及水中充砂管袋围堰施工技术领域，具体涉及一种充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统。
背景技术：
2.水中工程建设常涉及大量的围堰工程，随着工程规模逐渐变大，加上施工过程中易受外界自然影响，传统的钢板桩围堰、土石围堰、钢筋混凝土板桩围堰等围堰形式已不能较好地适用。充砂管袋围堰由于具有施工简便、机械化程度高、易取材和充分利用资源等特点，目前广泛应用于水利工程围堰施工中。但对于深厚淤泥层围堰基础，充砂管袋围堰容易出现不均匀沉降，造成管袋拉裂破坏导致渗水，如缺乏排水等补救措施，严重影响围堰结构的安全稳定。围堰迎水面需承受较大的风浪，围堰顶部还需考虑交通功能，对充砂管袋围堰的防渗效果及结构稳定提出了更高要求。现有常规围堰防渗体大多采用混凝土防渗墙、高压旋喷桩、水泥搅拌桩等方式进行防渗，对施工作业面空间和基础承载能力有较高要求，围堰断面型式复杂，围堰填筑和拆除繁琐，施工工期长和造价较高。拉森钢板桩虽施工简单，对作业空间要求低，但其自身刚度较小，对地层的均一性要求较高，复杂地层钢板插打困难，施工垂直度控制难度大。
技术实现要素：
3.本实用新型的目的在于针对现有充砂管袋围堰防渗施工中存在的问题，提出了充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，采用下述技术方案。
4.充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，由充砂管袋、锁扣钢管桩形成的双层防渗墙、排水系统、围堰基底加强层组成；围堰基底加强层自下而上依次为置换河底淤泥后形成的大块石层、粗砂石层、土工格栅；土工格栅上方依次堆叠充砂管袋形成围堰两侧的坡面，迎水面一侧坡面铺设有防水土工布，背水面一侧坡面设有反滤土工布，迎水一侧设有迎水面护坡，背水一侧设有背水面护脚，两侧充砂管袋之间填充砂土，充砂管袋形成的围堰顶部设有堰顶路面；双层防渗墙底部深入不透水层2~3m，锁扣钢管桩顶部均设有压顶梁，迎水面一侧的锁扣钢管桩顶部压顶梁高度与防汛设计最高水位齐平，背水面一侧锁扣钢管桩顶部压顶梁高度与施工水位齐平，施工水位以上的双层防渗墙之间充填黏土；排水系统包括预制排水井、抽水泵、排水管、抽水管，预制排水井设于双层锁扣双层防渗墙之间，纵向间距每隔20~30m布置一个。
5.优选地，锁扣钢管桩包括钢管桩、c型钢、t型钢、加固板，c型钢、t型钢对向焊制于钢管桩两侧，c型钢的开口朝向为背离钢管桩一侧，加固板焊设于c型钢两侧并与钢管桩焊接固定。
6.优选地，堰顶路面底部设有防水土工布，堰顶路面自下而上依次为水泥稳定碎石基层、混凝土层。
7.优选地，土工格栅上部的两层充砂管袋为通长管袋。
8.优选地，预制排水井底部设有抽水泵，抽水管一侧端头与抽水泵相连，另一侧端头与排水管相连，排水管延伸出充砂管袋背水面一侧坡面外。
9.优选地，锁扣钢管桩的t型钢卡接于相连锁扣钢管桩一侧的c型钢锁扣内，c型钢锁口与t型钢锁扣之间设有防护袋并灌注防渗漏砂浆。
10.本实用新型涉及的技术方案，与传统技术相比的有益效果是：
11.1、采用ct式锁扣式钢管桩，加工制作简单、快速，利用振动锤逐根插入锁扣钢管桩，由ct式锁扣钢管桩的t型钢去嵌扣前一根ct锁扣钢管桩的c形钢一侧，插打精度容易控制，降低施工质量控制难度，施工作业强度相对较小，人力及机械设备占用率低，显著提升施工效率。
12.2、锁扣式钢管桩整体刚度大，对各类地层的适应性均较好，桩间通过锁扣连接在一起并注浆封闭加固，整体稳定性高，结构防水性强，施工方便及拆除完整，可反复周转使用，低碳环保，节省工程造价。
13.3、围堰基础底部抛填大块石可将深厚淤泥挤出，摊铺粗砂石及铺设土工格栅有效避免充砂管袋的不均匀沉降，防止管袋拉裂，提高围堰整体稳定性。
14.4、充砂管袋围堰坡面设有防渗护坡，结合双层锁扣钢管桩防渗墙结构，钢管桩防渗墙之间设有预制排水井，围堰整体形成集挡水、防渗、排水功能为一体的系统，有效抵抗沿海地区风浪作用；排水系统可为围堰在大风大雨等恶劣天气及意外事故时及时排水，防止围堰遭受进一步破坏，最大程度保证围堰结构的安全稳定。
附图说明
15.图1是充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统结构示意图；
16.图2是充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统a-a处截面图；
17.图3是充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统b-b处截面图；
18.图4是水下砂石垫层抛填施工完成示意图；
19.图5是底层通长充砂管袋铺设施工完成示意图；
20.图6是充砂管袋铺设及芯沙吹填施工完成示意图；
21.图7是ct锁扣钢管桩结构示意图；
22.图8是ct锁扣钢管桩组装连接示意图；
23.图9是ct锁扣钢管桩组装连接俯视图；
24.图10是ct锁扣钢管桩锁口封堵止水示意图；
25.图11是锁扣钢管桩防渗系统施工完成示意图；
26.图12是预制排水井安装完成示意图；
27.图13是排水系统施工完成示意图；
28.图14是排水系统放大示意图；
29.图15是护坡施工完成示意图；
30.图16是堰顶路面施工完成示意图。
31.图中标注：1-充砂管袋，2-不透水层，3-透水层，4-大块石层，5-粗砂石层，6-迎水面护坡，7-背水面护脚，8-防水土工布，9-砂土，10-压顶梁，11-预制排水井，12-抽水泵，13-排水管，14-抽水管，15-黏土，16-锁扣钢管桩，1601-钢管桩，1602-c型钢，1603-t型钢，
1604-加固板，17-土工格栅，18-防护袋，19-防漏砂浆，20-围堰外侧，21-围堰内侧，22-堰顶路面，2201-水泥稳定碎石基层，2202-混凝土层，23-防汛设计最高水位，24-施工水位，25-低水位，26-反滤土工布。
具体实施方式
32.为了加深对本实用新型的理解，下面将参考图1至图16，对本实用新型的实施例作详细说明，以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
33.本实施例中，防汛设计最高水位按10年一遇洪水位设计，围堰采用双棱体围堰，上、下侧管袋棱体中心采用吹填砂土进行回填，内、外两侧设置坡比1∶0.5，1∶1.8～1∶2.0充砂管袋，围堰底面增设120kn/m土工格栅；围堰底层设2层通长管袋。围堰顶宽为8m，管袋顶部先铺防水土工布，再铺设20cm厚5%水泥稳定碎石基层、20cm厚c20混凝土。锁扣钢管桩构件均采用q235材质，分别采用φ160
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10钢管和16号工字钢一半于钢管焊接的形式。
34.结合附图4所示，对河底透水层3的淤泥进行清理并抛填大块石4进行挤淤，随后摊铺一层粗砂石层5，并在粗砂石层5上方铺设一层土工格栅17，
35.结合附图5、附图6所示，在土工格栅17上方铺设两层通长充砂管袋1，随后再依次堆叠充砂管袋1形成围堰两侧的坡面，充砂管袋1水下部分平行水流方向铺设，水上部分垂直水流方向铺设，两侧充砂管袋1之间填充砂土9。
36.结合附图7所示，锁扣钢管桩16包括钢管桩1601、c型钢1602、t型钢1603、加固板1604，c型钢1602、t型钢1603对向焊制于钢管桩1601两侧，c型钢1602的开口朝向为背离钢管桩1601一侧，加固板1604焊设于c型钢1602两侧并与钢管桩1601焊接固定。
37.结合附图8、附图9、附图10所示，锁扣钢管桩16的t型钢1603卡接于相连锁扣钢管桩16一侧的c型钢1602锁扣内，c型钢1602锁口与t型钢1603锁扣之间设有防护袋18并灌注防渗漏砂浆19。
38.结合附图11所示，锁扣钢管桩16形成的双层防渗墙底部深入不透水层2 2~3m，锁扣钢管桩16顶部均设有压顶梁10，迎水面一侧的锁扣钢管桩16顶部压顶梁10高度与防汛设计最高水位23齐平，背水面一侧锁扣钢管桩16顶部压顶梁10高度与施工水位24齐平。
39.结合附图12、附图13、附图14所示，于双层防渗墙之间，纵向间距每隔20~30m开挖凹槽，并安装预制排水井，预制排水井11底部设有抽水泵12，抽水管一侧14端头与抽水泵12相连，另一侧端头与排水管13相连，排水管13延伸出充砂管袋1背水面一侧坡面外。并在施工水位24以上的双层防渗墙之间充填黏土15，并堆叠充砂管袋1至设计堰顶高度。
40.结合附图15所示，迎水坡面铺设防水土工布8，背水坡面铺设反滤土工布26，迎水一侧施工迎水面护坡6，背水一侧施工背水面护脚7。
41.结合附图16所示，围堰顶部的充砂管袋1先铺防水土工布8，再铺设20cm厚5%水泥稳定碎石基层2201、20cm厚c20混凝土2202。
42.上述实施例仅用于解释说明本实用新型的技术构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，其特征在于，由充砂管袋（1）、锁扣钢管桩（16）形成的双层防渗墙、排水系统、围堰基底加强层组成；所述的围堰基底加强层自下而上依次为置换河底淤泥后形成的大块石层（4）、粗砂石层（5）、土工格栅（17）；所述的土工格栅（17）上方依次堆叠充砂管袋（1）形成围堰两侧的坡面，迎水面一侧坡面铺设有防水土工布（8），背水面一侧坡面设有反滤土工布（26），迎水一侧设有迎水面护坡（6），背水一侧设有背水面护脚（7），两侧充砂管袋（1）之间填充砂土（9），充砂管袋（1）形成的围堰顶部设有堰顶路面（22）；所述的双层防渗墙底部深入不透水层（2）2~3m，锁扣钢管桩（16）顶部均设有压顶梁（10），迎水面一侧的锁扣钢管桩（16）顶部压顶梁（10）高度与防汛设计最高水位（23）齐平，背水面一侧锁扣钢管桩（16）顶部压顶梁（10）高度与施工水位（24）齐平，施工水位（24）以上的双层防渗墙之间充填黏土（15）；所述的排水系统包括预制排水井（11）、抽水泵（12）、排水管（13）、抽水管（14），预制排水井（11）设于双层防渗墙之间，纵向间距每隔20~30m布置一个。2.根据权利要求1所述的充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，其特征在于，所述的锁扣钢管桩（16）包括钢管桩（1601）、c型钢（1602）、t型钢（1603）、加固板（1604），c型钢（1602）、t型钢（1603）对向焊制于钢管桩（1601）两侧，c型钢（1602）的开口朝向为背离钢管桩（1601）一侧，加固板（1604）焊设于c型钢（1602）两侧并与钢管桩（1601）焊接固定。3.根据权利要求1所述的充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，其特征在于，所述的堰顶路面（22）底部设有防水土工布（8），堰顶路面（22）自下而上依次为水泥稳定碎石基层（2201）、混凝土层（2202）。4.根据权利要求1所述的充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，其特征在于，所述的土工格栅（17）上部的两层充砂管袋（1）为通长管袋。5.根据权利要求1所述的充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，其特征在于，所述的预制排水井（11）底部设有抽水泵（12），抽水管（14）一侧端头与抽水泵（12）相连，另一侧端头与排水管（13）相连，排水管（13）延伸出充砂管袋（1）背水面一侧坡面外。6.根据权利要求2所述的充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，其特征在于，所述的t型钢（1603）卡接于c型钢（1602）锁扣内，c型钢（1602）锁口与t型钢（1603）锁扣之间设有防护袋（18）并灌注防渗漏砂浆（19）。
技术总结
本实用新型公开了充砂管袋铺筑结合双层锁扣钢管桩防渗排水系统，由充砂管袋、锁扣钢管桩双层防渗墙、排水系统、围堰基底加强层组成；围堰基底加强层自下而上依次为置换河底淤泥后形成的大块石层、粗砂石层、土工格栅；土工格栅上方依次堆叠充砂管袋形成围堰两侧的坡面，两侧充砂管袋之间填充砂土，充砂管袋形成的围堰顶部设有堰顶路面；排水系统包括预制排水井、抽水泵、排水管、抽水管。充砂管袋围堰坡面设有防渗护坡，结合双层锁扣钢管桩防渗墙结构，钢管桩防渗墙之间设有预制排水井，围堰整体形成集挡水、防渗、排水功能为一体的系统，有效抵抗沿海地区风浪作用，保证围堰结构的安全稳定。稳定。稳定。
