CN108442394A - 一种新型双壁钢套箱围堰及施工方法 - Google Patents

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戴小松
叶亦盛
石九州
任毅
苏宏岸
王增峰
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Abstract

本发明公开了一种新型双壁钢套箱围堰及施工方法，该新型双壁钢套箱围堰包括铣槽、封底混凝土、围堰底节、承台、围堰隔仓和围堰顶压重，所述承台位于封底混凝土的上端，两侧竖立有围堰隔仓，所述围堰底节的内壁板设置一定角度的内倾角，封底混凝土的两端也设置有倒角，两者形成塞封结构，结合封底混凝土的内摩阻力、围堰浮力、重力，计算围堰底节内壁板内倾角的大小。本发明在围堰底节内壁板设置内倾角，增大了围堰底节与封底混凝土结合面的面积，提高了封底混凝土与围堰内壁的粘聚力，改善了围堰底节与封底混凝土结合面的止水效果；同时在围堰拆除阶段，通过拆除水位的选择，使围堰依靠自身浮力整体脱离封底混凝土的约束，实现围堰的整体回收。

Description

一种新型双壁钢套箱围堰及施工方法
技术领域
本发明属于水下施工技术领域，具体涉及一种新型双壁钢套箱围堰及施工方法。
背景技术
随着深水基础施工技术的发展，双壁钢套箱围堰在桥梁承台施工中得到广泛应用，双壁套箱钢围堰通过自身壁体与封底混凝土为水下基础施工提供无水作业的施工条件。在围堰下沉过程中隔仓灌注砼和水，以增加围堰下沉能力。在水下承台施工完成后，通常由潜水员潜入水下对河床以下部分的围堰进行水中切割分块，再利用起吊装置进行水中起吊的方式拆除。这种双壁钢围堰拆除的方法费用高、效率低且存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的就在于为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供了一种新型双壁钢套箱围堰及施工方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种新型双壁钢套箱围堰，包括铣槽、封底混凝土、围堰底节、承台、围堰隔仓和围堰顶压重，所述承台位于封底混凝土的上端，两侧竖立有围堰隔仓，所述围堰底节的内壁板设置一定角度的内倾角，封底混凝土的两端也设置有倒角，两者形成塞封结构。
为保障围堰安全拆除，需根据水文情况确定拆除水位h4，并结合封底混凝土的标高、厚度、围堰与封底混凝土的内摩阻力、围堰浮力、重力，并计算围堰底节内壁板内倾角的大小。
本发明在使用时，主要通过以下步骤来实现双壁钢套箱围堰在桥梁承台的施工：
a．搭建围堰铣槽平台，根据围堰尺寸对河床进行铣槽；
b．通过围堰隔仓注水或围堰顶压重的方式，下放双壁钢套箱围堰至设计标高，进行围堰封底；
c．进行承台施工；
d．待承台施工完毕后，水位至拆除水位h4时，围堰内注水并拆除内支撑，至围堰内注水标高与拆除水位h4标高一致，抽出围堰隔仓的水，当围堰脱离封底混凝土约束后，分块回收整体双壁钢围堰。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：
1、该新型双壁钢套箱围堰在承台施工阶段，围堰底节内壁板的倾角增大了围堰底节与封底混凝土结合面的面积，提高了封底混凝土与围堰内壁的粘聚力，改善了围堰底节与封底混凝土结合面的止水效果；
2、在围堰拆除阶段，通过拆除水位的选择，使围堰依靠自身浮力整体脱离封底混凝土的约束，实现围堰的整体回收。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种新型双壁钢套箱的整体结构示意图；
图中：1-铣槽，2-封底混凝土，3-围堰底节，4-承台，5-围堰隔仓，6-围堰顶压重。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种新型双壁钢套箱围堰的整体结构示意图，包括铣槽1、封底混凝土2、围堰底节3、承台4、围堰隔仓5和围堰顶压重6，承台4位于封底混凝土2的上端，两侧竖立有围堰隔仓5，所述围堰底,3的内壁板设置一定角度的内倾角，封底混凝土2的两端也设置有倒角，两者形成塞封结构。
为保障围堰安全拆除，需根据水文情况确定拆除水位h4，并结合封底混凝土2的标高、厚度、围堰与封底混凝土2的内摩阻力、围堰浮力、重力，并计算围堰底节3内壁板内倾角的大小。
下结合工程实例对本发明的具体实施方式进行进一步说明，如表1所示，为该工程实例中双壁钢套箱围堰各参数表。
表1
围堰底标高h0 +5.82m 首节围堰自重 255.7t
封底底标高h1 +7.41m 第二节围堰自重 173.9t
河床顶标高h2 +9.11m 第三节围堰自重 123.9t
施工常水位标高h3 +22.00m 内倾角 84.3°
围堰拆除水位标高h4 +27.90m 围堰底节的体积 178.6 m3
围堰截面积 138.24m2 围堰内周长 97m
封底混凝土厚度 2m 侧摩阻系数 120kPa
围堰尺寸（长×宽） 35.2×18.7m 围堰仓格宽度 1.35m
本实施例在具体施工过程中，主要包括以下施工过程：
步骤一：搭建围堰铣槽1平台，对河床进行铣槽1，本工程采用旋挖铣槽，槽底标高h0为+5.82m，槽宽1.8m；
步骤二：利用桩基钢护筒，安装围堰拼装平台及围堰下放***，通过围堰隔仓5注水至10.6m高，下放双壁钢套箱围堰至设计标高，进行围堰封底。本工程由于在下放时施工常水位标高h3为+22.0m，高度较低，故在下放时浮力较小，可不必采用混凝土块压重6的方式配合围堰下放，当浮力较大时，可采用混凝土块压重6的方式配合围堰下放；
步骤三：进行承台4施工；
步骤四：待承台4施工完毕后，水位至拆除水位h4为+27.90m时，向围堰内注水并拆除内支撑，至围堰内注水标高与拆除水位h4的标高一致，抽出围堰隔仓5，当围堰脱离封底混凝土2的约束后，分块回收整体双壁钢围堰。
围堰自浮拆除验算：
A、浮力计算：F＝ρV排＝1.0×(27.9-7.41)×138.24+178.6＝3011.1(t)
B、重力计算：G＝225.7+173.9+123.9＝523.5(t)
C、侧模阻力计算：f＝97×2×120÷10＝2328
D、合力计算：F合＝F-G-f·sinα＝3011.1-523.5-2328·sin84.3°＝171.0(t)≥0
综上所述，围堰底节3内壁板内倾角的大小设计合理，围堰在拆除时可 以借助水的浮力辅助拆除，降低了施工的难度。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同 替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种新型双壁钢套箱围堰，包括铣槽（1）、封底混凝土（2）、围堰底节（3）、承台（4）、围堰隔仓（5）和围堰顶压重（6），所述承台（4）位于封底混凝土（2）的上端，两侧竖立有围堰隔仓（5），其特征在于：所述围堰底节（3）的内壁板设置一定角度的内倾角，封底混凝土（2）的两端也设置有倒角，两者形成塞封结构。
2.一种新型双壁钢套箱围堰的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：
a．搭建围堰铣槽（1）平台，根据围堰尺寸对河床进行铣槽（1）；
b．通过围堰隔仓（5）注水或围堰顶压重（6）的方式，下放双壁钢套箱围堰至设计标高，进行围堰封底；
c．进行承台（4）施工；
d．待承台（4）施工完毕后，水位至拆除水位h4时，围堰内注水并拆除内支撑，至围堰内注水标高与拆除水位h4标高一致，抽出围堰隔仓（5）的水，当围堰脱离封底混凝土（2）约束后，分块回收整体双壁钢围堰。
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