[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

说明书

本发明公开了一种基于海洋环境下超大围堰施工工艺，其特征在于，围堰采用冲砂膜袋，梯形断面结构。堰顶宽度约15m，根据高度进行分级放坡，迎水面坡度1:3‑1:4，背水面坡度1:4，并在围堰顶设置一道钢板桩止水帷幕，背水面坡脚设置一道钢板桩止水帷幕。采用冲砂膜袋+钢板桩相结合的工艺，其优点具有：施工速度快，能够缩短工期；稳定性、耐久性良好，能够防止冲刷，抵抗洪水；增加钢板桩止水帷幕，刚度更大，防渗性更好，能够起到很好的隔水效果；同时围堰拆除方便、速度快；钢板桩可以周转使用，降低施工成本。本发明基于海洋环境下超大围堰施工工艺可为临水隧道、码头围堰、跨河桥梁等类似工程提供参考依据与经验指导。

技术领域

本发明涉及一种围堰施工工艺，尤其涉及一种基于海洋环境下超大围堰施工工艺。

背景技术

目前，海洋环境下的隧道一般采用盾构法、浅埋暗挖法、沉管法、明挖法施工。其中明挖法围堰又可以采用土石围堰、土袋围堰、钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、钢套箱围堰等。

盾构法、浅埋暗挖法、沉管法等施工工期长，工作面小；不能分段，同时施工。明挖隧道土石围堰、土袋围堰，防水、渗水效果差。明挖隧道钢板桩围堰，自稳性差，需加设钢支撑，止水效果好；明挖隧道钢筋混凝土板桩围堰，后期拆除费用较高。其中，膜袋围堰法，是往膜袋内填充沙子，使膜袋内沙子成为一个固定整体，然后将填充好的膜袋搭接累加而形成堰体。这样施工能就地取材，施工简单；能分成几个施工段落同时施工。

海洋环境下的隧道所处地质，一般为海床下1-17米内为淤泥质粉质粘土、中粗砂层、粉质黏土往下分布全风化、强风化花岗岩层，地质构造较复杂；所处施工环境台风频繁，因台风易发生洪水灾害，且围堰也是一个易受台风侵袭的地方；施工区域内水深很深，且水下环境非常复杂，不易控制。根据以上问题需要形成的堰体体积大，防渗效果好。

发明内容

针对上述现有施工技术，根据海洋环境下隧道所处地质、水文条件，施工环境及工期要求，本发明提供一种基于海洋环境下超大围堰施工工艺。围堰采用冲砂膜袋+钢板桩相结合的施工工艺，吸取两者的优点、缺点，将两者的优点相结合，形成牢固、可靠的堰体。这样施工简单，可就地取材；施工速度快，能够缩短工期，为后续工作减轻压力；稳定性、耐久性良好，能够较好的防止冲刷，防洪水，抵抗台风；添加钢板桩止水帷幕，刚度更大，防渗性更好，能够达到非常好的隔水效果；围堰拆除方便、速度快；钢板桩可以周转使用，减少资金压力。

为了解决上述技术问题，本发明基于海洋环境下的超大围堰的结构，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9～10m，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。

针对上述结构的围堰施工工艺，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；