[发明专利]复合式异形围堰及施工方法

说明书

本发明提供一种复合式异形围堰及施工方法，包括以下步骤：在水平方向采用若干个分块单元拼装形成双圆弧、中间合拢的方式焊接形成哑铃型结构作为基础层和加高层，在竖向方向采用分层的方式焊接整体成型；钢板桁架助浮系统增加围堰吃水深度，下水气囊辅助下水；拖拉浮运到位后，采用“锚锭系统+钢护筒”精确锚锭定位；围堰底部对称均匀分舱高压注砂封堵，封底混凝土采用分舱、分块对称，由四周向中间一次性浇筑完成。本施工方法具有施工效率高、安装简便、下水稳定性强、封堵防渗性好和抗冲能力强等特点，适用于复杂岩层水域的复合式异形围堰施工。

技术领域

本发明涉及桥梁深水基础承台围堰施工技术领域，具体涉及复合式异形围堰及施工方法。

背景技术

桥梁基础是桥梁下部结构与地基接触的部分，工程中一般将水深在5～6m以上的桥梁基础称之为桥梁深水基础。桥梁深水基础施工通常要解决两个问题：钻孔桩施工平台搭建和水中承台、墩(塔)身修筑。承台、墩(塔)身修筑必须在无水的环境中进行，因此埋在水下的承台、墩(塔)身修筑时要先修建临时性维护结构-围堰，形成隔水结构，以便修筑承台、墩(塔)身。目前，桥梁深水基础施工围堰主要有以下几种：钢板桩围堰、锁扣钢管桩围堰、钢吊箱围堰、钢套箱围堰和双壁钢围堰等。

其中，针对双壁钢围堰的研究大多集中在圆形双壁钢围堰上，其施工技术日益成熟，然而对异形双壁钢围堰的研究较少，尤其是在复杂岩层水域条件下大型异形围堰的结构拼装、下水、浮运、定位、下放、吸泥和封底等关键技术。

目前，主要存在如下问题：

(1)制作阶段：大型异形围堰具有单元构件多、体积大、重量大、结构稳定性要求高等特点，整个围堰制造工程任务艰巨。受尺寸、重量等限制因素，目前难以实现整体组装，且往往不易运输和整体下水。

(2)吸泥封底阶段：受水流冲刷的影响，在围堰下沉到位后，底部易出现脱空现象，导致周边泥砂流入及混凝土串舱而影响封底混凝土质量，因此有必要在围堰吸泥封底过程中保证围堰密闭、隔舱独立。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有施工效率高、安装简便、下水稳定性强、封堵防渗性好和抗冲能力强等特点的复合式异形围堰的施工方法，及施工完成的复合式异形围堰。

为了实现以上目的，本发明提供一种复合式异形围堰及施工方法，包括以下步骤：

步骤一、围堰结构制作：

施工时，复合式异形围堰在水平方向采用若干个分块单元(35)拼装形成双圆弧、中间合拢的方式焊接形成哑铃型结构作为基础层和加高层，在竖向方向采用分层接高的方式焊接整体成型。

利用工厂内胎架分别制作分块单元(35)和合拢单元(36)。其中，分块单元(35)先在外壁板(1)内侧和内壁板(2)外侧焊接壁板竖向加劲肋(13)、水平环板(17)，再焊接斜撑(18)和带有横隔板竖向加劲肋(15)和横隔板横向加劲肋(16)的横隔板(14)；合拢单元(36)先在外壁板(1)内侧和内壁板(2)外侧焊接壁板竖向加劲肋(13)，再焊接带有横隔板竖向加劲肋(15) 和横隔板横向加劲肋(16)的横隔板(14)。在水平方向焊接若干个分块单元(35)，形成两个弧形的半幅结构，中间通过合拢单元(36)连接形成哑铃型结构。

重复上述操作，焊接形成一个基础层和若干个不同高度的加高层。其中，在基础层的最下端焊接形成刃脚(12)，在合拢单元(36)段的底部对称焊接两个底隔舱(3)，沿刃脚(12)下端依次焊接助浮托架底板(801)、助浮托架侧板(802)、助浮托架斜撑(803)和助浮托架盖板(804)形成助浮系统(8)。随后，在基础层上依次焊接若干个加高层直至满足设计高度，在加高层合拢单元(36)段的上部对称焊接内支撑(5)，安装用于钻孔的第一平台(9)和用于插打钢护筒(19)的第二平台(10)，平台顶依次搭设分配梁(20)、脚手板(21)和挂密目网(22)作为防护，最终形成完整的复合式异形围堰，并经水密试验检测。

步骤二、围堰下水：