[发明专利]浮式拱围堰及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水利围堰，特别给出一种在水中可浮可沉，方便移动位置，能多次使用的浮式拱围堰及其施工方法。

背景技术

《第十七届国际大坝会议论文译文集》中给出在加拿大Mactaquac电站修复中使用的一种如图1所示直径为2.75米的半圆形钢筒式的浮式围堰1及其施工方法，它由薄钢板制成，内部用钢板加强，在围堰1两终端上安装有灌浆包2，当围堰和水坝对齐后往灌浆包内加注混凝土，进行止水，然后利用围堰底部水泵4将围堰与水坝3间的水抽出，从而形成干作业施工区。围堰是在岸边焊接成型。

另一种在美国大约瑟夫坝加高工程中使用的如图2所示的浮式钢筋混凝土围堰5，采用凹形外形结构，内部分为20个舱室，用管道互相连接。浮式围堰是在干坞中施工，浇筑混凝土时平卧在干坞底面，干坞位于水库边的滩地上，干坞与水库间的横堤保护浮式围堰的施工场地。施工完毕，破堤放水流满干坞，以便浮运建成的围堰结构。先用拖轮将浮起的围堰拖入水库中，到达指定地点后，对围堰的各个压舱进行有选择的压沉工作，使围堰竖起。然后由拖轮将其拖到水坝附近，利用拖轮、绞车、吊杆使之定位，紧贴在水坝上。利用J形侧支撑6上的橡胶止水，然后用水泵将围堰与水坝间的水抽出，从而形成干作业施工区。

第一种钢筒式围堰虽然具有安装方便、水下作业少、多次利用等优点，但是由于其为全钢材料焊接而成，当跨度较大时，此类围堰就显示出其刚度不够，容易变形和工程难度大以及费用高等诸多弊端。

另一种凹形混凝土围堰，钢筋混凝土围堰内有一排20个舱室，由于其采用的是凹形的外形结构，所以围堰的正面需能承载强大的水压，因而其钢筋混凝土的厚度和品质有很高要求，而且水中拖运时因为用来控制围堰姿态的20个舱室是单排分布，导致拖运时围堰容易侧翻，并且在下个位置安装时耗费大量时间调整围堰姿态，仍有工程难度大以及费用高等诸多弊端。

此外，以上两种围堰均未涉及到水下基础的处理问题，其应用范围具有较大的局限性。

发明内容

为解决上述现有现技术中存在之问题本发明提供了一种浮式拱围堰及其施工方法。

浮式拱围堰，由钢板和钢筋混凝土材料制成，内部有舱室，采用圆拱形外形结构，在高度方向分隔为数层，每层水平面方向又分隔为数段，每段由拱内弧向拱外弧方向分布有至少两个舱室，舱室之间互不连通，每个舱室均通过管道连通控制开关和水泵，水泵与围堰外连通。可以通过充、排水调节拱围堰的漂浮状态和平衡状态。

拱围堰上游面厚度随水深不变或逐渐加厚，拱围堰下游面为逐渐加厚、不变或台阶状。还包括设于浮式拱形围堰底部的基座，基座是顶面开口的拱形壳体结构，壳体内容置围堰的混凝土主体，且基座的底面有两条拱形钢质刃脚，钢质刃脚与围堰外侧平齐，两条钢质刃脚下边向内为小角度锐角，两条钢质刃脚形成一个止水间，止水间顶部设有灌浆管连至围堰预。两个钢质刃脚扎入河床后，拱围堰与河床之间的空间可通过预设的钢管浇注水下不分散混凝土从而进行止水处理。

拱围堰两端与大坝结合部设有拱座，拱座的大坝接触面与大坝外形相合，并安装有软模袋，拱座与拱围堰结合面也设有软模袋，软模袋连接有浇筑管通向堰顶。

浮式拱围堰的施工方法，包括下列步骤：

一、水底清除杂物并找平基础：采用大型挖泥船进行挖掘覆盖层和基坑作业找平基础，如有突出的不平岩面则在水中以定高程的方式爆破后再挖掘。

二、水面组装浮游平台和门形起重塔：在需设立围堰之处水面上组装浮游平台，拼接完成的浮游平台呈拱形，其中部作业区贯穿连通形成一水面作业区，作业区上有数个门形起重塔，起重塔固定在浮游平台，可利用吊钩起落成型钢模。

三、在作业区组装围堰基座和外模钢板：将在工厂定制的基座在工作区完成拼装，外模钢板与基座密封连结构成箱体结结构，并利用门形起重塔将基座和外模不断下放入水中，以减轻浮游平台所负载重力。

四、绑扎钢筋浇筑混凝土：拱围堰的外壁和隔板内的钢筋均在特制的胎具上绑扎成形，然后分别吊装入模，并设置塑料垫块，以保证钢筋外混凝土保护层的厚度，随后安装内模钢板，内模钢板为液压分段式结构。拆除采用收缩法，用卷扬机牵引脱出，混凝土为分层浇筑，当下层混凝土达到80％设计强度以上后，再浇筑上一层混凝土，可利用门形起重塔将施工中围堰不断下放入水，始终保持围堰浮力与吊钩拉力大于转堰自重。