[发明专利]基于海洋环境下的超大围堰的结构及其施工工艺

权利要求书

1.一种基于海洋环境下的超大围堰的施工工艺，其中围堰的结构是：该围堰包括层叠的冲砂膜袋和钢板桩，围堰的断面为梯形；所述围堰的堰顶宽度为15m，所述围堰的高度为4～9.5m，所述围堰在高度上分级放坡，迎水面坡度为1:3～1:4，背水面坡度为1:4；所述围堰的堰底铺设有土工格栅，在所述围堰内位于宽度对称的位置处及所述围堰背水面的坡脚处均设置一道钢板桩止水帷幕，所述钢板桩止水帷幕由拉森IV型钢板桩构成，在所述钢板桩止水帷幕上沿周向每隔1m预埋一根注浆管，所述注浆管的外径为30mm，内径26mm，所述注浆管的底端为锥形管；层叠的冲砂膜袋中，层与层之间的接缝采用错缝施工，错缝间距≥2m；围堰背水面冲砂膜袋的搭接错台及接缝处依次铺设有找平层、土工布层和垫层，所述找平层和垫层均为碎石层，所述土工布为400g/m的土工布，所述垫层的厚度为200～400mm；围堰迎水面上依次设有防渗土工膜、碎石垫层和混凝土护面，所述碎石垫层的厚度为200mm，所述混凝土护面的厚度为130mm；其特征在于，该围堰的施工工艺包括以下步骤：

步骤一、使用RTK-GPS获取围堰膜袋安装位置，并测量放样；根据测量放样的位置利用耙吸式挖泥对围堰膜袋的预安装位置进行堰址清淤施工；然后进行堰底土工格栅的铺设；

步骤二、膜袋充沙，包括膜袋定位及铺设：

膜袋定位用定位排或钢管插桩四周固定膜袋定位相结合施工，层与层之间的接缝采用错缝施工，错缝间距≥2m；

水面以上区域根据施工前测量放样的位置，采用人工方法进行膜袋的铺设；

深水区采用铺排船进行膜袋的铺设；

浅水区人工充填膜袋：当低潮位或围堰施工到高程为0.0m～1.0m，围堰水深能够满足下水要求时，采用排泵供沙将输砂管直接插入铺设好的膜袋直接充灌铺袋；

步骤三、防渗土工铺设：

膜袋堰体充填至设计标高后，在围堰外侧及迎水面铺设防渗土工布，防渗土工布由起重潜水母船铺设完成，摊铺时采用顺流或逆流方向进行，摊铺过程中每移动2～3米的距离投抛一次碎石或袋装砂包将摊铺的防渗土工布压住，以防止上浮；

步骤四、钢板桩止水帷幕的施工：

其中的钢板桩采用拉森IV型钢板桩，膜袋堰体充填至设计标高后，进行钢板桩施工，所用设备包括Z550型液压振动沉桩机和打桩机，所述打桩机的激振力为220kN；

钢板桩止水帷幕的施工采用单独打入法，即从围堰的中间开始施打第一根起点钢板桩，然后向起点钢板桩的两侧各自往围堰周向开始逐根插打直至形成钢板桩止水帷幕，每根钢板桩自起打到结束中途不停顿；在所述钢板桩止水帷幕上沿周向每隔1m预埋一根注浆管，所述注浆管的外径为30mm，内径26mm，所述注浆管的底端为锥形管；

步骤五、围堰的护面及护顶：

在围堰的背水面上，首先用碎石对膜袋与膜袋间的搭接错台及接缝进行找平处理，然后铺设一层400g/m土工布，最后在该土工布上铺设厚度为200～400mm的碎石垫层；

在围堰的迎水面上，在防渗土工膜上铺设厚度为200mm的碎石垫层，然后在该碎石垫层上浇筑厚度为130mm膜袋混凝土护面；

在围堰的顶部铺设袋装粘土，然后再铺设200mm厚的碎石护面。

2.根据权利要求1所述基于海洋环境下的超大围堰的施工工艺，其特征在于，在步骤一中，堰底土工格栅的铺设采用人工及机械铺设相结合形式施工，其中，近岸段用人工铺设，深水区采用机械铺设。

3.根据权利要求1所述基于海洋环境下的超大围堰的施工工艺，其特征在于，在步骤二中，深水区采用铺排船进行膜袋的铺设，耙吸船运沙直接充填；施工过程是，先将膜袋安装在铺排船上，铺排船铺架将膜袋慢慢伸出，边伸边将耙吸船的供沙管与膜袋的袖口连接好，袖口采用活结处理，当砂管拔出后，将袖口扎紧，避免在充填沙子的过程中砂子跑到膜袋外面；充沙顺序从围堰断面的一边开始充填，充至设计厚度时，逐步向另一边充填，最后充填完整个膜袋。

4.根据权利要求1所述基于海洋环境下的超大围堰的施工工艺，其特征在于，在步骤二中，浅水区人工充填膜袋的过程是：当低潮位或围堰施工到高程为0.0m～1.0m，围堰水深满足人员下水要求时，采用排泵供沙人工铺袋充填，排泵包括浮排装载的柴油机组及沙浆泵，人工穿救生衣下水后，将输砂管直接插入铺设好的膜袋，然后直接充灌砂。