CN108149637A - 一种垂直护岸结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垂直护岸结构及其施工方法，涉及水利工程领域。包括：在垂直护岸地段开挖护岸沟槽，护岸沟槽内蓄有防止槽壁坍塌的护壁泥浆，将预制混凝土板桩放于护岸沟槽内，板桩与护岸沟槽之间具有缝隙；将与水泥粉储存设备连通的输送管道插抵至护岸沟槽底部，以压缩空气为输送动力，通过输送管道将水泥粉输送至护岸沟槽底部，水泥粉与护壁泥浆在压缩空气动力搅拌下形成含水泥的泥浆混合物，输送水泥搅拌过程直至形成的泥浆混合物将板桩与护岸沟槽之间的所有缝隙填实后停止，泥浆混合物凝固后形成固态水泥土，板桩与固态水泥紧密结合为一体，形成稳固连续的护岸结构。本发明方法简单易行效率高，无污染，适用内河道护岸和大坝防渗防漏施工。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种垂直护岸结构及其施工方法。
背景技术
内河插板护岸施工中，往往需要对安装好的板桩陆域侧进行防水、防漏、防渗处理，以保证板桩水侧开挖后陆域不发生透水，流砂、造成地面沉降，给周边的道路、管线造成危害。插板护岸是河、湖砌筑岸边的一种机构形式，其施工工艺是，在水域陆侧地面开挖成槽，槽内吊放预制好的混凝土板桩，然后处理板桩间接头部位的连接，使两个板桩接头增强刚性，并起到止水作用。由于其施工时板桩与板桩之间可能会产生错缝或夹泥，使板缝处理不佳，造成开挖后时有透水、渗水发生，严重时发生流砂、涌土现象，给周边的道路、管线造成不同程度的危害。
为解决上述问题，常规技术是在混凝土板桩预制时，每个板桩连接面都预留通长凹槽，当两个板桩拼后即形成一个空洞，空间内灌注细石混凝土后，可起到增强板桩接头部位刚性连接，同时起到止水作用；而在槽与板桩的空隙处常规做法是回填碎石、砂和土，以使板桩定位。但是，在上述止水工艺中，由于空洞空间狭小，同时又受槽内原有护臂泥浆浮力的影响，向上述空洞内直接灌注混凝土较难实现，只能将与槽孔吻合的布袋用竹竿捅到孔底，再在布袋内灌入C20细石混凝土。在上述止水工艺中，由于有布袋的隔断混凝土的接触，故不能很好起到刚性连接，只是起了嵌固作用；如果施工中相近板桩安放稍有错位，上述灌注方法就会使细石混凝土不能灌注至槽底，将导致板桩刚性连接不足，漏水更是无法避免。
在上述板桩定位工艺中，一般板桩水域侧空隙回填碎石、砂和土。但由于板桩与槽之间缝隙狭窄，填充不慎会形成不够密实；板桩的安装是将其吊放在有泥浆护臂的槽内，板桩底距槽底具有间隙，填充固体材料作业时产生水平力推力，很容易使板桩产生位移。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种垂直护岸结构及其施工方法，主要目的是解决板桩与板桩间、板桩与沟槽间隙处理方式不合理，使护岸结构不稳固和防水欠佳的问题。
为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种垂直护岸结构的施工方法，所述方法包括：在垂直护岸地段开挖护岸沟槽，护岸沟槽内蓄有开挖护岸沟槽防止槽壁坍塌的护壁泥浆，将预制混凝土板桩放置于护岸沟槽内，板桩与护岸沟槽之间具有缝隙；将与水泥粉储存设备连通的输送管道插抵至护岸沟槽的底部，以压缩空气为管道输送动力，通过输送管道将水泥粉储存设备的水泥粉输送至护岸沟槽的底部，水泥粉与护壁泥浆在压缩空气动力搅拌下形成含水泥的泥浆混合物，输送水泥搅拌过程直至形成的泥浆混合物将板桩与护岸沟槽之间的所有缝隙填实后停止，泥浆混合物凝固后形成固态水泥土，板桩与固态水泥紧密结合为一体，形成稳固且连续的护岸结构(止水帷幕)。
作为优选，所述储存设备为水泥储存罐，所述压缩空气由空气压缩机提供；所述空气压缩机的出口与所述水泥储存罐的入口连通，所述水泥储存罐的出口与所述输送管道的入口连通，所述输送管道***所述护岸沟槽内，所述输送管道的出口抵接至所述护岸沟槽的底部。
作为优选，所述输送管道的材质为：普通碳素钢钢管。
作为优选，所述水泥与所述护壁泥浆重量比为150-200:1900-2100，所述护壁泥浆中的土与水的重量比为1279:752；此配合比适用于护壁泥浆比重在1.2至1.3范围内。
作为优选，水泥强度选用不低于普通硅酸盐42.5。
作为优选，所述施工方法适用于内河护垂直岸施工和水库大坝防渗防漏工程。
另一方面，本发明实施例采用上述施工方法施工得到一种护岸结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明针对板桩与沟槽之间的缝隙未合理处理导致护岸结构不稳固的技术问题，采用将水泥粉直接输送至已安装好板桩的沟槽的底部，从沟槽底部至沟槽开口处，利用泥浆混合物(水泥与泥浆)逐渐置换护壁泥浆，从而对板桩与沟槽形成的缝隙进行全方位且密实的填充，当泥浆混合物凝结为水泥土后，所述缝隙填充的水泥土与所述板桩紧密结合为一整体，在护岸结构中形成坚实且连续的止水帷幕；本发明方法适用于内河道护岸施工和大坝防渗防漏工程等。
本发明采用水泥来填充密封所述缝隙，填充部位无死角，止水帷幕分布均匀，受力均匀，水泥粉直接从储罐通过管道输送至槽底，无需陆上配置、存储、倒运，减少环境污染；本发明施工方法简单易行，仅需水泥粉储存罐、空压机和输送管道即可；并且水泥粉作为掺入料，其用量可根据现场护壁泥浆容重情况灵活调配；本发明方法解决了所述缝隙填充不密实，护岸结构不稳固坚实技术问题，节省人力和物力。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的泥浆与水泥拌合施工示意图；
图2是本发明实施例1提供采用本发明施工方法获得的止水帷幕结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
如图1-图2所示，一种内河道的垂直护岸施工方法：在河道岸边的预设位置(其一侧为水域7，一侧为陆域5)挖设护岸沟槽，将预制混凝土板桩1放置于上述护岸沟槽内，上述护岸沟槽内设有护壁泥浆，上述板桩与上述护岸沟槽之间具有缝隙；在岸边适当位置设置输送水泥装置，其组成为：将空气压缩机4的出口与水泥粉储存罐3的入口连通，将水泥粉储存罐3的出口与输送管道6的入口连通，将输送管道6***护岸沟槽内，将输送管道6的出口直接抵接至护岸沟槽的底部；开启空气压缩机，以压缩空气为管道输送动力，将上述输送管道内的水泥粉输送至上述护岸沟槽的底部，上述水泥粉与上述护壁泥浆在上述压缩空气的动力搅拌下形成含水泥的泥浆混合物2，输送水泥粉的过程直至形成的上述泥浆混合物2将上述板桩与上述护岸沟槽之间的所有缝隙填实后停止，上述泥浆混合物2凝固后形成固态水泥土，上述板桩与上述固态水泥紧密结合为一体，形成连续稳固的护岸结构(连续止水帷幕)。
作为上述实施例的优选，上述输送管道的材质为普通碳素钢钢管。
作为上述实施例的优选，上述水泥粉与上述护壁泥浆的配合比例为，水泥：土：水＝172:1279:752(此配合比适用于护壁泥浆比重在1.2至1.3范围内)。
作为上述实施例的优选，上述水泥强度选用不低于：普通硅酸盐42.5。
本发明是在安放好的板桩与沟槽间隙处的护臂泥浆内，加入一定比例的起固化剂作用的水泥，并使其充分搅拌，待一段时间后形成具有一定有强度的水泥土(自凝泥浆)，因水泥土构成颗粒细小，如同黏土，故可对上述缝隙达到较好的密封。
本发明的施工方法利用水泥储存罐内的水泥粉，受压缩空气的作用、将水泥粉通过输送管系直接送到安放就位板桩的槽底，水泥和护壁泥浆在压缩空气动力搅拌下形成含水泥的泥浆，经过一定时间凝固，含水泥的泥浆变为水稳性固态的水泥土，止水帷幕形成，其可起到止水作用；固态水泥土同时也改变了板桩与周边土的连接力，避免了板桩的下沉位移。
本发明的水泥粉和护壁泥浆拌合后，形成连续、水稳性的坚硬水泥土体，从而提高了软土强度，其间发生额物理、化学反应如下：
A.水泥的水解水化反应：水泥和软土(护壁泥浆)拌合后，水泥中的硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙以及铁铝酸四钙等矿物与水发生水化反应，在水中形成各种硅、铁、铝质的凝胶体及钙矾石；
B.离子交换与团粒作用：水泥水解后，溶液中的钙含量增加，与土粒发生阳离子交换作用，等当量置换出K+、Na+离子，形成大的团粒土和水泥土的团粒机构，使水泥土的强度大为提高；
C.硬凝反应：阳离子交换后，过剩的Ca2+在碱性环境中与SiO2、AI2O3发生化学反应形成稳定的结晶水化物，增大了水泥土的强度；
D.碳化反应：水泥土中的Ca(OH)2与土中或水中CO2化合形成不溶于水的CaCO3,增加了水泥土的强度。水泥和软土(护壁泥浆)拌合后,经上述反应，形成了坚硬块体。
本发明技术关键点是利用了护臂土泥浆与水泥拌和后，会产生物理反应、化学反应生成水稳性的坚硬水泥土体的机理，将起固化剂作用的水泥用压缩空气送到板桩与槽间空隙处的护臂泥浆内，掺有水泥流塑态的护臂泥浆经水化，变为水稳性的水泥土，从而起到了防止板桩开挖后接缝处的渗、漏水的发生。
本发明的技术关键点是利用了护壁泥浆与水泥拌和后会产生物理反应、化学反应的机理，生成形成连续、水稳性的坚硬水泥土体和坚硬块体，改变了板桩与周边土的连接力，使板桩不再成悬浮状态，避免了板桩的下沉位移。
本发明施工方法中起固化作用的水泥是通过压缩空气及管道***直接送到板桩安放的槽底，槽底空气在上升浮出浆面态时，进行了由下而上的搅拌，从而促使含水泥的泥浆(泥浆混合物)搅拌均匀，保证了水泥土防水帷幕质量。
本发明的施工方法中由于水稳性密封体是由流动体态经物理、化学反应变为固态，故其对需要密封部位有极好的填充效果，使防渗、防漏效果极好。
通过本发明施工方法形成的止水帷幕是由流塑状态经水化变为固态，其填充性能较好，因此可以大大提高插板护岸防渗、防漏的质量；本发明完成的止水帷幕防水材料利用了成槽过程中废弃的护臂泥浆掺入水泥形成，其减少护臂泥浆的外运丢弃，减少环境污染，节省了防水材料费用；本发明的施工方法可提高工作效率，减少人员、设备的投入；本发明施工方法中由于填充过程没有在陆上配置、搅拌，减少了施工过程对环境的污染。由于本发明施工方法具有以上特点，该工艺也可应用在大坝防渗、防漏工程实践中，其将大大降低水坝防渗工程造价。
本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种垂直护岸结构的施工方法，所述方法包括：在预设地挖设护岸沟槽，将预制混凝土板桩放置于所述护岸沟槽内，所述护岸沟槽内蓄有护壁泥浆，所述板桩与所述护岸沟槽之间具有缝隙；其特征在于，将连通水泥粉储存设备的输送管道插抵至所述护岸沟槽的底部，以压缩空气为管道输送动力，将所述输送管道内的水泥粉输送至所述护岸沟槽的底部，所述水泥粉与所述护壁泥浆在所述压缩空气的动力搅拌下形成含水泥的泥浆混合物，输送水泥粉的过程直至形成的所述泥浆混合物将所述板桩与所述护岸沟槽之间的所有缝隙填实后停止，所述泥浆混合物凝固后形成固态水泥土，所述板桩与所述固态水泥紧密结合为一体，形成稳固的护岸结构，固态水泥形成了一道止水帷幕，起到止水效果。
2.如权利要求1所述的一种垂直护岸结构的施工方法，其特征在于，所述储存设备为水泥粉储存罐，所述压缩空气由空气压缩机提供；所述空气压缩机的出口与所述水泥粉储存罐的入口连通，所述水泥粉储存罐的出口与所述输送管道的入口连通，所述输送管道***所述护岸沟槽内，所述输送管道的出口抵接至所述护岸沟槽的底部。
3.如权利要求1所述的一种垂直护岸结构的施工方法，其特征在于，所述输送管道的材质为普通碳素钢钢管。
4.如权利要求1所述的一种垂直护岸结构的施工方法，其特征在于，所述水泥粉与所述护壁泥浆重量比为150-200:1900-2100。
5.如权利要求1所述的一种垂直护岸结构的施工方法，其特征在于，所述水泥的强度不小于普通硅酸盐42.5。
6.如权利要求1所述的一种垂直护岸结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法适用于内河护垂直岸施工和水库大坝防渗防漏工程。
7.一种垂直护岸结构，其特征在于，所述垂直护岸结构是采用权利要求1-6任一项所述的施工方法施工得到。
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|---|---|
| CN (1) | CN108149637A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112982440A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-18 | 浙江理工大学 | 基于受限空间的深基坑支护结构及深基坑支护方法 |
| CN113322957A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-31 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 气动超高压智能灌浆*** |
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| JP2016108822A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 鹿島建設株式会社 | 既設護岸または岸壁の更新方法および護岸または岸壁構造 |
| CN106638621A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-05-10 | 上海强劲地基工程股份有限公司 | 一种预制板桩的植入法 |
-
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