一种水中围堰的施工方法与流程

1.本发明涉及水中施工装置技术领域，尤其是一种水中围堰的施工方法。


背景技术：

2.围堰是指围绕基坑施工区修筑的、用以将施工区的水排除的一种临时性不透水的构筑物。围堰一般用于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。
3.钢围堰的施工方式可分为两种：第一种方式，如图1和2所示，是钢吊箱、钢围堰主要在常水位以上拼装围堰箱体、安装围檩，然后下放至设计位置；第二种方式，如图3-5所示，双壁钢吊箱、双壁钢围堰受到桩基位置影响，如内支撑结构与桩基距离很近，则采用与钢板桩围堰相同的施工方式，先将围堰箱体下放到位，抽水，然后切割钢护筒，焊接围檩、内支撑结构。第一种方式受力较好，与第二种方式相比，内支撑结构可节约材料，但仅能在内支撑结构和桩基孔位有充分空间的时候采用。第二种方式中，内支撑结构下放以后安装，内支撑结构安装前先抽水，进行桩基护筒切除，如此内支撑结构形式不受桩位影响，但由于围堰体系在内支撑安装前已经受水压力差的影响而发生变形，即使再装上内支撑结构之后，内支撑结构也无法完全为围堰分担压力，受力不好，为保证钢围堰的支撑强度，且制作围堰的材料则需大而多。


技术实现要素：

4.本发明公开了一种水中围堰的施工方法，通过结合采用无须在水下焊接的内支撑体系，避免了在水下施工内支撑体系时需要预先抽水的问题，实现围檩框架与围堰箱体紧密贴合，保证施工过程中能共同受力。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种水中围堰的施工方法，包括以下步骤：s1.在主桥桩基护筒上面安装横梁，围堰框架悬吊在横梁下下放，围堰框架下放完毕且与围堰封底固定后，水下切割钢护筒一定的位置，保证钢护筒不会影响内支撑体系的安装；s2.常水位以上，在围堰箱体上拼装内支撑体系；所述内支撑体系包括：围檩框架，其长度和宽度可调，包括四根围檩，每根所述围檩一端设置有围檩阳头，一端设置有围檩阴头，所述围檩阳头能匹配垂直插入围檩阴头中；所述围檩阳头和所述围檩阴头分别设置有沿围檩长度方向第一插槽和第二插槽，所述第一插槽和所述第二插槽设置有一定的滑动长度；插销，其能匹配插入一根所述围檩的第一插槽和相邻的所述围檩的第二插槽，使一根所述围檩的围檩阳头与相邻的所述围檩的围檩阴头固定。
6.内支撑结构，其呈横向和斜向设置，两端分别支撑住围檩框架的内侧边，且长度可调节；四根围檩通过插销插接固定形成围檩框架，安装时围檩框架呈缩小状态，即插销固定在围檩的第一插槽和第二插槽的里端，在围檩框架内侧焊接内支撑结构；s3.在围堰箱体的侧板上下放拼装好的内支撑体系，下放至水下的设计位置时，调节内支撑结构变长，实现向外扩张围檩框架，插销滑动至围檩的第一插槽和第二插槽的外端，至围檩与围堰箱体的内壁密贴，然后固定内支撑结构使其长度不再改变；重复上述操作至多层内支撑体系安装完毕。
7.进一步的，所述围檩阳头前端包括有一块插板，所述围檩阴头前端包括有两块夹板，两块所述夹板之间的空间能匹配插入所述插板。
8.更进一步的，所述夹板包括竖向夹板单元和横向夹板单元，所述横向夹板单元的两侧边分别与一块所述竖向夹板单元的中部连接。
9.进一步的，所述内支撑结构包括内支撑和可调楔形块，所述内支撑的两端分别设置有一个可调楔形块，每个所述可调楔形块包括两块可相对滑动的楔形块单元、螺母和螺纹钢，所述楔形块单元相对的侧边为斜边，设置有楔形块通槽，所述螺纹钢能穿过两块所述楔形块单元的所述楔形块通槽，且两端匹配设置有螺母固定所述楔形块单元。
10.更进一步的，所述内支撑结构长度的调节方法为：拧松螺母，调整楔形块单元的相对位置，使可调楔形块前、后两侧面之间的间距变长或变短，调整至合适的间距时，拧紧螺母。
11.进一步的，所述内支撑结构至少设置有五根，其中四根分别对所述围檩框架的四个角形成三角支撑，其中一根连接于围檩框架长边的中部之间。
12.进一步的，所述内支撑体系由下层至上层安装。
13.以上所述的水中围堰的施工方法，结合采用可以调节大小的内支撑体系，在安装完成钢围堰后，切割钢护筒，然后通过缩小围檩框架的外径，使得围檩框架和内支撑结构下放过程中无阻碍，下放就位并固定后通过调节螺纹钢及螺母使内支撑结构变长、围檩框架外径扩大，实现围檩与外壁紧密贴合，保证施工过程中能共同受力。
14.本发明具有以下优点：（1）采用本发明的施工方法，由于内支撑体系中围檩各端头的连接方式为销轴连接，无须进行焊接，因此不需要预先抽水也能保证围檩的连接质量，同时保持了围堰箱体内外水压的平衡，避免了第二种传统施工方式中水压力对围堰所造成的不利影响，也保证了围檩的连接稳定性和对围堰框架的有效支撑，同时也可在设计阶段选择更为经济的材料作为围堰壁，节约成本。
15.（2）本发明使用的内支撑体系中，围檩的连接形式为销轴连接，在安装和拆除过程中更为方便、快捷。
16.（3）采用本发明的施工方法，降低了水上焊接的作业量，减少了焊渣对水源的污染，更为经济环保。
附图说明
17.图1是背景技术中第一种施工方式涉及的钢围堰结构拼装时的主视结构示意图。
18.图2是背景技术中第一种施工方式涉及的钢围堰结构下放时的主视结构示意图。
19.图3是背景技术中第二种施工方式涉及的钢围堰结构下放时的俯视结构示意图。
20.图4是背景技术中第二种施工方式涉及的钢围堰结构首次抽水时的主视结构示意图。
21.图5是背景技术中第二种施工方式涉及的钢围堰结构二次抽水时的主视结构示意图。
22.图6是内支撑体系下放时围檩框架的俯视结构示意图。
23.图7是内支撑体系扩大时围檩框架的俯视结构示意图。
24.图8是内支撑体系扩大时围檩框架和内支撑结构的俯视结构示意图。
25.图9是内支撑体系扩大时围檩框架和内支撑结构的立体结构示意图。
26.图10是围檩的立体结构示意图。
27.图11是内支撑体系下放时可调楔形块的立体结构示意图。
28.图12是内支撑体系扩大时可调楔形块的立体结构示意图。
29.图中，围堰箱体1，内支撑结构2，内支撑201，楔形块单元202，螺纹钢203，螺母204，围檩框架3，围檩301，阴头302，阳头303，常水位4，主桥桩基护筒5， 钢管桩6，第一次抽水标高7，第二次抽水标高8，插销9。
具体实施方式
30.以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
31.在本发明的描述中 ，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
32.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.一种水中围堰的施工方法，包括以下步骤：s1.在钢管桩6上面搭建施工平台，在主桥桩基护筒5上面安装横梁，围堰框架3悬吊在横梁下下放，此处为现有技术，详细过程可参照zl 201610425658.6的发明专利“一种围堰下放施工方法”；围堰框架3下放完毕且与围堰封底固定后，切割钢护筒5至一定的位置，保证钢护筒5不会影响内支撑体系的安装；s2.常水位4以上，在围堰箱体1上拼装内支撑体系；如图8和9所示，内支撑体系包括围檩框架3、插销9和内支撑结构2，其中：围檩框架3，其长度和宽度可调，包括四根围檩301，每根围檩301一端设置有围檩阳头303，一端设置有围檩阴头302，围檩阳头303能匹配垂直插入围檩阴头302中；围檩阳头303和围檩阴头302分别设置有沿围檩301长度方向第一插槽和第二插槽，第一插槽和第二插槽设置有一定的
滑动长度，能使插销9在第一插槽和第二插槽内沿着第一插槽和第二插槽的长度方向滑动；插销9，其能匹配插入一根围檩301的第一插槽和相邻的围檩302的第二插槽，即一根围檩301两端分别与另一根围檩301垂直连接，一端的围檩阴头302中插入另一根围檩301的围檩阳头303，一端的围檩阳头303插入至再另一根围檩301的围檩阴头302中，两端都插入插销9，使一根围檩301的围檩阳头303与相邻的围檩301的围檩阴头302固定；当围檩框架3需要呈扩大状态时，插销9向第一插槽和第二插槽的外端移动，当插销9固定在第一插槽和第二插槽的最外端时，围堰框架3的尺寸呈最大的状态，当围檩框架3需要呈缩小状态时，插销9向第一插槽和第二插槽的里端移动，当插销9固定在第一插槽和第二插槽的最里端时，围堰框架3的尺寸呈最小的状态。内支撑结构2，其呈横向和斜向设置，两端分别支撑住围檩框架3的内侧边，以保证围檩框架3不变形，且长度可调节，保证无论围檩框架3呈扩大还是缩小状态，均能稳定支撑住围檩框架3。
34.四根围檩301通过插销9插接固定形成围檩框架3，安装时围檩框架3呈缩小状态，即插销9固定在围檩的第一插槽和第二插槽的里端，在围檩框架3内侧焊接内支撑结构2，对应的，内支撑结构2也呈长度较短的状态；s3.在围堰箱体1的侧板上下放拼装好的内支撑体系，下放至水下的设计位置时，调节内支撑结构2变长，实现向外扩张围檩框架3，插销9滑动至围檩301的第一插槽和第二插槽的外端，至围檩301与围堰箱体1的内壁密贴，然后固定内支撑结构2使其长度不再改变；重复上述操作至多层内支撑体系安装完毕。
35.上述围堰施工完成后，抽空围堰箱体1内的水即可进行围堰内的工程施工。
36.进一步的，如图6、7和10所示，围檩阳头303前端包括有一块插板，围檩阴头302前端包括有两块夹板，两块夹板之间的空间能匹配插入插板，最好是恰好插入插板，以防止围檩框架3出现上下移动。
37.更进一步的，夹板包括竖向夹板单元和横向夹板单元，横向夹板单元的两侧边分别与一块竖向夹板单元的中部连接。为了方便加工，围檩分为围檩阳头303、围檩阴头302和围檩中间段，围檩阳头303、围檩阴头302和围檩中间段可分别加工，两块夹板分别采用两段工字钢制成，围檩阴头302为两段工字钢分别焊接在围檩中间段一端的上部和下部，围檩阳头303为两段工字钢分别焊接在围檩中间段另一端的上部和下部，中间焊接有插板，插板长度方向上伸出两段工字钢，插板的上面和下面两侧分别与位于上部和位于下部的工字钢的竖向竖向夹板单元贴在一起，如此能很好的保证插板恰好插入围檩阴头302的两块夹板之间。
38.进一步的，内支撑结构包括内支撑201和可调楔形块，内支撑201的两端分别设置有一个可调楔形块，结合图11和12所示，每个可调楔形块包括两块可相对滑动的楔形块单元202、螺母204和螺纹钢203，楔形块单元202相对的侧边为斜边，设置有楔形块通槽，螺纹钢203能穿过两块楔形块单元202的楔形块通槽，且两端匹配设置有螺母204固定楔形块单元202。楔形块通槽设置有一定的滑动长度，使得楔形块单元202相对的斜边能保持相对滑动，而上、下的外侧面仍然保持在一个水平面上，如此可以改变可调楔形块前面和后面之间的距离，从而使得整个内支撑结构的长度发生改变。当相对的两块楔形块单元202左、右外侧边分别平齐时，可调楔形块的长度最短，也意味着内支撑结构长度最短；当相对的两块楔形块单元202相错开，长度逐渐加长，也意味着内支撑结构长度加长。
39.所述内支撑结构长度的调节方法为：拧松螺母204，调整楔形块单元202的相对位置，使可调楔形块前、后两侧面之间的间距变长或变短，调整至合适的间距时，拧紧螺母204。调节的方向可参见上一段的描述。
40.更进一步的，为保证围檩框架3能有足够的支撑强度，本实施例提供了一种内支撑结构的设置方式，内支撑结构2至少设置有五根，其中四根内支撑结构2分别对围檩框架3的四个角形成三角支撑，每2根靠近的一端优选是贴在一起，其中一根内支撑结构2连接于围檩框架3长边的中部之间，如此可以对围檩框架3的四个角和中部都形成稳定支撑。当然，根据具体围堰框架箱体1的大小，还可以适应性的调整内支撑结构的设置方式。
41.进一步的，与围檩框架3密贴的可调楔形块与围檩框架3采用焊接固定，与内支撑密贴的可调楔形块与内支撑采用焊接固定。该焊接工序都是在未下放时预先焊接完成，如此可以保证围檩框架3和内支撑结构2稳定连接。
42.采用本发明的施工方法，与背景技术的第一种方式相比，如图1和2所示，若存在内支撑结构2与钢护筒5距离很近的情况，则不能采用第一种方式，由于本发明可不用抽水切割钢护筒5，因而围堰箱体1、围檩框架3和内支撑结构2的安装均不受钢护筒5位置的影响。
43.与背景技术的第二种方式相比，第二种方式为，如图3-5所示，先将围堰箱体1下放到位，为不影响围檩301之间的焊接质量，则需要进行抽水，避免进行水下焊接，而同时为尽量减少水压力差对围堰箱体1造成的影响，因此抽水需分多次进行，抽水至第一次抽水标高7，然后切割一截钢护筒，焊接位于最上层的围檩301和内支撑结构2，再抽水至第二次抽水标高8，然后再切割一截钢护筒，焊接位于第二层的围檩301和内支撑结构2，重复上述步骤至多层围檩框架3和内支撑结构2安装完毕。第二种方式，由于围檩301之间、围檩301与内支撑结构2之间的连接方式为焊接，而水下焊接难以保证围檩301之间、围檩301与内支撑结构2之间的焊接质量，导致必须先抽水再安装围檩301和内支撑结构2，但由于内外水压不平衡，围檩框架3无法第一时间帮助围堰箱体1分担水压力，导致围堰箱体1会发生形变。由于本发明采用的内支撑体系中，围檩301之间的连接是采用插销固定的方式，且楔形块单元202与围檩301、楔形块单元202与内支撑201的焊缝可提前在水上焊接完成，因此可不用抽水即安装围檩框架3和内支撑结构2，从而保证围堰箱体1不会发生形变，围檩框架3给予围堰箱体1充分的受力，从而对围堰箱体1提供有效支撑。
44.通过本发明克服了第二种传统施工方式中水压力对围堰所造成的不利影响，也保证了围檩的连接稳定性和对围堰框架的支撑充分性，同时也可在设计阶段选择更为经济的材料作为围堰壁，节约成本。