[发明专利]自平衡钢板桩围堰及其修复水下混凝土衬板的方法

说明书

本发明提供了一种自平衡钢板桩围堰，包括由多根竖直设置的钢板桩顺次通过在其拉森接口处焊接围成的外框、围囹和内支撑，外框转角处的两个钢板桩之间通过连接件连接，在外框的内侧从上到下固定设置若干层围囹，且每层围囹均由四根围囹组成，每根围囹对应外框的一个面设置，四根围囹围成水平框型结构，在每层围囹的转角处均固定连接一个内支撑。本发明所述的一种自平衡钢板桩围堰，能够置于衬板上，并不损坏其他衬板，且能够在保证渠道正常过水的情况下进行破损混凝土衬板的置换。

技术领域

本发明属于钢板桩围堰技术领域，尤其是涉及自平衡钢板桩围堰及其修复水下混凝土衬板的方法。

背景技术

南水北调是举世瞩目的一项特大型跨流域调水工程，是实现我国水资源战略布局调整、优化水资源配置、解决黄、淮、海平原、胶东地区和黄河上游地区特别是津、京、华北地区缺水问题的一项特大基础措施。其中南水北调中线干线工程，是缓解我国黄淮海平原水资源严重短缺、优化配置水资源的重大战略性基础设施。输水干线全长1432km(其中天津输水干线156km)。中线总干渠特点是规模大，渠线长，建筑物样式多，交叉建筑物多，总干渠呈南高北低之势，具有自流输水和供水的优越条件。以明渠输水方式为主，局部采用管涵过水。

南水北调中线工程所在区域6-9月份为汛期，年平均降雨量为675mm，60％—70％集中在汛期，多以暴雨形式出现。施工区段为上黏性土、下软弱膨胀泥岩结构，局部为卵石、砾质黏土、砾岩和砂岩透镜体。地下水位多位于开挖面以下0.5-4m。厂区地下水主要为上第三系软岩孔隙裂隙水，主要赋存与黏土岩中，部分位于砂岩、砾岩透镜体中，局部具承压性和强透水性。由于地下水具动态变化特征，水位变化受降雨影响较大。

目前，部分渠段的混凝土衬板出现了裂缝，且有些裂缝已经发展为贯穿性裂缝，对渠道的稳定安全及渠道水质造成了不利影响。然而，对混凝土衬板的修复方法研究基本停留在断水情况下进行灌浆修复。即在渠道断水情况下，对裂缝处灌注不同材料进行裂缝修复，该方法难以应用于肩负着北方地区用水重任的南水北调渠道裂缝修复，将严重影响北方地区的正常供水。此外，若衬板贯穿裂缝过多，仅进行局部修复难以保证其以后的正常使用，故需要进行新旧面板的置换。因此，提出在不断水情况下，进行新旧面板的置换的方法，确保修复过程中南水北调渠道过水的正常功能，既是工程的迫切需求，也是社会和谐的有力保障。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种自平衡钢板桩围堰，能够置于衬板上，并不损坏其他衬板，实现了在不中断供水情况下进行混凝土衬板的置换。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种自平衡钢板桩围堰，包括由多根竖直设置的钢板桩顺次通过在其拉森接口处焊接围成的外框、围囹和内支撑，外框转角处的两个钢板桩之间通过连接件连接，在外框的内侧从上到下固定设置若干层围囹，且每层围囹均由四根围囹组成，每根围囹对应外框的一个面设置，四根围囹围成水平框型结构，在每层围囹的转角处均固定连接一个内支撑。

进一步的，所述钢板桩为U型钢板桩。

进一步的，每层所述围囹均采用上下两块型钢进行拼接的方式。

进一步的，所述外框内侧的围囹设置上中下三层。

一种自平衡钢板桩围堰修复水下混凝土衬板的方法，包括以下步骤：

步骤一：选型钢板桩、围囹、内支撑及转角处的连接件，并对钢板桩设置吊装孔；

步骤二：在钢板桩底部设置橡胶垫与防水材料；

步骤三：在钢板桩接口处填充压缩型密封剂，然后通过钢板对钢板桩接口处进行焊接密封，进一步密封其接口；

步骤四：将各块钢板桩按步骤三组装成整体作为装置的外框；

步骤五：在外框内部自上而下焊接若干层围囹；