一种淤泥河床组合围堰及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种淤泥河床组合围堰及其施工方法，该组合围堰包括纵向混凝土围堰和两个分别布设在纵向混凝土围堰两端与河岸之间的横向土石围堰；该施工方法包括步骤：一、临时围堰修筑；二、纵向混凝土围堰修筑；三、横向土石围堰修筑。本发明专利技术通过在横向土石围堰通过在迎水面设置石笼护面和石块护面层，提高了土石围堰迎水面抗水流冲刷能力，避免了受雨水和水流冲刷造成泥水污染水体；该施工方法中一次直接修筑好底部封堵结构和竖向防水结构，第一防渗墙的施工有效的增加了混凝土堰体自身的防渗性；采用高压旋喷桩设备对第一防渗墙和第二防渗墙施工，能够使混合水泥浆液快速凝结，避免混合水泥浆液凝结前被水流带走，从而达到固结和防渗的目的。

A kind of silt river bed combined cofferdam and its construction method

The invention discloses a silt river bed composite cofferdam and its construction method. The combined cofferdam consists of a longitudinal concrete cofferdam and two lateral cofferdams set separately between the two ends of the longitudinal concrete cofferdam and the riverbank. The construction method includes the first step, the temporary cofferdam construction, the two, the longitudinal concrete cofferdam construction; three The construction of the lateral earth rock cofferdam. By setting up stone cage protection surface and stone protection surface in the lateral earth rock cofferdam, the ability to resist water erosion and erosion of the water surface of the earth rock cofferdam is improved and the water polluted by water and water erosion is avoided. The seepage wall construction effectively increases the impervious property of the concrete weir, and the construction of the high pressure jet grouting pile equipment to the first impervious wall and the second impervious wall can make the mixed cement slurry rapidly coagulate and avoid being taken away by the flow before the mixing of the cement slurry, so as to achieve the purpose of consolidation and seepage prevention.

【技术实现步骤摘要】
一种淤泥河床组合围堰及其施工方法
本专利技术属于水利工程施工的
，尤其涉及一种淤泥河床组合围堰及其施工方法。
技术介绍
淤泥河床为河床上覆盖一层淤泥，且淤泥层的厚度较大，再进行防渗墙施工时，难以进行挖除或难以进行支护；土石围堰是由土石筑堰而成的围堰。土石围堰可与截流戗堤结合，可利用开挖弃渣，并可直接利用主体工程开挖装运设备进行机械化快速施工，是我国应用最广泛的围堰形式。但土石围堰抗冲刷能力较低，且占地面积大，一般多用于横向围堰。混凝土围堰常用于在岩基土修建的水利枢纽工程，这种围堰的特点是挡水水头高，底宽小，抗冲能力大，堰顶可溢流，尤其是在分段围堰法导流施工中，用混凝土浇筑的纵向围堰可以两面挡水，而且可与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分，但混凝土围堰造价高。所以出现了一种用混凝土围堰结合土石围堰的组合围堰，该组合围堰中混凝土围堰作为纵向围堰，土石围堰作为横向围堰。现有技术中对针对该组合围堰的施工方法中存在以下缺点：1.该组合围堰中的土石围堰堰体填筑时，土石料大量滚落造成后期水污染。2.该组合围堰中的土石围堰的竖向防水结构为采用自下向上逐段修筑的施工方法进行修筑，每修筑一段竖向防水结构，就需要在该段竖向防水结构两侧填筑土石，待土石填筑至该段竖向防水结构高度后，才能修筑下一段竖向防水结构，该施工方法存在施工速度慢、施工不方便的问题。3.混凝土围堰中没有设置底部防渗结构，而混凝土堰体一般为现浇混凝土，混凝土浇筑的过程中河床上的淤泥会对混凝土的浇筑产生影响，同时混凝土在浇筑过程中容易出现振捣不密实等情况，影响自身的防渗性。4.传统的防渗墙施工时，土石混合料填入水中后，其内摩擦角急剧增大，块石体不均匀堆积，在围堰体内形成空腔及局部渗流通道；且如卡斯特地貌地区等河床存在大量溶沟溶槽，沟槽内填充体密实度欠佳，当高喷管穿过这些区域时水泥浆液极易被水流带走，造成漏浆及不返浆现象，难以达到固结和防渗的目的。现有技术中该组合围堰结构方面存在以下缺点：1.该组合围堰中的土石围堰迎水面抗水流冲刷能力弱。2.该组合围堰中的土石围堰边坡受雨水和水流冲刷会造成泥水污染施工基坑和水体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种淤泥河床组合围堰，该组合围堰中，通过在横向土石围堰通过在迎水面设置石笼护面和石块护面层，提高了土石围堰迎水面抗水流冲刷能力，避免了受雨水和水流冲刷造成泥水污染水体，通过在横向土石围堰的内堆体坡面铺设草皮，避免了受雨水和水流冲刷造成泥水污染基坑，通过在横向土石围堰的堰体坡脚处设置堆石体，加固了横向土石围堰的坡脚，避免了横向土石围堰的坡脚处的土石流失，提高了横向土石围堰的稳定性。本专利技术还提供了一种淤泥河床组合围堰的施工方法，该施工方法中通过在横向土石围堰修筑时，先修筑堆石体，再修筑内堆体和外堆体，避免了内堆体和外堆体修筑过程中，大量滚落土石料进入水体和基坑造成后期水污染，通过在横向土石围堰修筑时，一次直接修筑好底部封堵结构和竖向防水结构，然后再进行横向土石围堰的堰体填筑；在纵向混凝土围堰施工时，首先进行第一防渗墙的施工，有效的减小河床上淤泥对混凝土浇筑过程的影响，同时增加了混凝土堰体自身的防渗性；且采用高压旋喷桩设备对第一防渗墙和第二防渗墙进行施工，能够使混合水泥浆液快速凝结，避免混合水泥浆液凝结前被水流带走，对土石堰体和混凝土堰体内部的流水孔道及空腔进行封堵，同时有效的保证了返浆现象，从而达到固结和防渗的目的。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种淤泥河床组合围堰，其特征在于：包括布设在河道中的纵向混凝土围堰和两个分别布设在纵向混凝土围堰两端与河岸之间的横向土石围堰，所述纵向混凝土围堰与所述河道相平行，所述横向土石围堰与所述河道相垂直；所述纵向混凝土围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部防渗结构和混凝土堰体，所述防渗结构为沿所述混凝土堰体长度方向布设的第一防渗墙；所述横向土石围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部封堵结构、竖向防水结构和土石堰体；所述底部封堵结构和竖向防水结构均布设在所述混凝土围堰端部与河岸之间且均垂直于所述第一防渗墙，所述底部封堵结构包括两个呈平行布设的第二防渗墙，所述竖向防水结构竖直布设在两个所述第二防渗墙的上方，所述竖向防水结构的下部伸入至两个所述第二防渗墙之间，所述第一防渗墙和第二防渗墙均包括多个第一高压旋喷桩和与多个所述第一高压旋喷桩交错布设的多个第二高压旋喷桩，相邻两个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩之间通过桩间墙连接为一体，相邻两个所述第一高压旋喷桩或第二高压旋喷桩之间的桩间距为0.7m～0.8m；所述土石堰体包括布设在竖向防水结构内外两侧的内堆体和外堆体，所述内堆体和外堆体均为土石堆体；所述土石堆体的上表面为由上向下逐渐向外倾斜的坡面，所述竖向防水结构的高度不小于所述土石堆体的高度；所述土石堆体坡面的坡脚处均布设有堆石体，所述堆石体由竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼布设在所述混凝土围堰端部与河岸之间且垂直于混凝土围堰；所述外堆体的坡面为迎水面，所述外堆体坡面的下部布设有石笼护面，所述石笼护面的高度不小于所述河道内河流的常水位；所述石笼护面由沿外堆体坡面布设的斜向钢筋笼和填充在所述斜向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼的顶部与所述斜向钢筋笼的底部连接；所述石笼护面的上方且沿外堆体坡面布设有石块护面层，所述石块护面层由铺设在所述外堆体的坡面上的多个护面石块组成；相邻两个所述护面石块的缝隙之间以及所述内堆体的坡面上均覆盖有草皮。上述一种淤泥河床组合围堰，其特征是：所述竖向防水结构包括竖直布设的土工膜和对土工膜进行防护的防护装置；所述防护装置包括布设在土工膜的两侧的两排立杆，每排所述立杆与土工膜之间均布设有护板，两个所述护板夹持在土工膜的两侧且卡紧在两排所述立杆之间；所述护板板面的尺寸不小于土工膜的尺寸；所述立杆、护板和土工膜的下部均伸入至所述底部封堵结构内部。上述一种淤泥河床组合围堰，其特征是：所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩的桩径均为φ140mm～φ150mm。上述一种淤泥河床组合围堰，其特征是：所述土石堆体包括布设在挡水结构侧面的粘土层和布设在粘土层外侧的土石层，所述粘土层与土石层之间布设有反滤层，所述立杆的中部埋设在所述粘土层内。上述一种淤泥河床组合围堰，其特征是：所述混凝土围堰两个端面上均沿竖直方向开设有竖向凹槽，所述土工膜和两个所述护板的前边缘均嵌入在所述竖向凹槽内。一种组合围堰的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、临时围堰修筑：沿所施工组合围堰施工位置外侧施工临时围堰，并将所述临时围堰内侧的水抽干；步骤二、纵向混凝土围堰修筑，施工步骤如下：步骤201、第一防渗墙的施工，施工过程如下：步骤2011、第一高压旋喷桩的施工，沿所述第一防渗墙的长度方向由前至后分别对多个所述第一高压旋喷桩进行施工，对其中任意一个所述第一高压旋喷桩进行施工时，采用高压旋喷桩设备进行施工，其中，所述高压旋喷桩设备包括旋喷管和设置在所述旋喷管内的喷管机构，所述喷管机构的上端与所述旋喷管固定连接，所述旋喷管和所述喷管机构均呈竖向布设，所述喷管机构包括用于输送水泥浆液的喷浆管、用于输送高压气的喷气管、用于输送高压水的喷水管和用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淤泥河床组合围堰，其特征在于：包括布设在河道中的纵向混凝土围堰和两个分别布设在纵向混凝土围堰两端与河岸之间的横向土石围堰，所述纵向混凝土围堰与所述河道相平行，所述横向土石围堰与所述河道相垂直；所述纵向混凝土围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部防渗结构和混凝土堰体(18)，所述防渗结构为沿所述混凝土堰体(18)长度方向布设的第一防渗墙(2)；所述横向土石围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部封堵结构、竖向防水结构(7)和土石堰体(3)；所述底部封堵结构和竖向防水结构(7)均布设在所述混凝土围堰端部与河岸之间且均垂直于所述第一防渗墙(2)，所述底部封堵结构包括两个呈平行布设的第二防渗墙(5)，所述竖向防水结构(7)竖直布设在两个所述第二防渗墙(5)的上方，所述竖向防水结构(7)的下部伸入至两个所述第二防渗墙(5)之间，所述第一防渗墙(2)和每个所述第二防渗墙(5)均包括多个第一高压旋喷桩和与多个所述第一高压旋喷桩交错布设的多个第二高压旋喷桩，相邻两个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩之间通过桩间墙连接为一体，相邻两个所述第一高压旋喷桩或第二高压旋喷桩之间的桩间距为0.7m～0.8m；所述土石堰体(3)包括布设在竖向防水结构(7)内外两侧的内堆体(8)和外堆体(9)，所述内堆体(8)和外堆体(9)均为土石堆体；所述土石堆体的上表面为由上向下逐渐向外倾斜的坡面，所述竖向防水结构(7)的高度不小于所述土石堆体的高度；所述土石堆体坡面的坡脚处均布设有堆石体(6)，所述堆石体(6)由竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼布设在所述混凝土围堰端部与河岸之间且垂直于混凝土围堰；所述外堆体(9)的坡面为迎水面，所述外堆体(9)坡面的下部布设有石笼护面(16)，所述石笼护面(16)的高度不小于所述河道内河流的常水位；所述石笼护面(16)由沿外堆体(9)坡面布设的斜向钢筋笼和填充在所述斜向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼的顶部与所述斜向钢筋笼的底部连接；所述石笼护面(16)的上方且沿外堆体(9)坡面布设有石块护面层(17)，所述石块护面层(17)由铺设在所述外堆体(9)的坡面上的多个护面石块组成；相邻两个所述护面石块的缝隙之间以及所述内堆体(8)的坡面上均覆盖有草皮(19)。...

【技术特征摘要】
1.一种淤泥河床组合围堰，其特征在于：包括布设在河道中的纵向混凝土围堰和两个分别布设在纵向混凝土围堰两端与河岸之间的横向土石围堰，所述纵向混凝土围堰与所述河道相平行，所述横向土石围堰与所述河道相垂直；所述纵向混凝土围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部防渗结构和混凝土堰体(18)，所述防渗结构为沿所述混凝土堰体(18)长度方向布设的第一防渗墙(2)；所述横向土石围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部封堵结构、竖向防水结构(7)和土石堰体(3)；所述底部封堵结构和竖向防水结构(7)均布设在所述混凝土围堰端部与河岸之间且均垂直于所述第一防渗墙(2)，所述底部封堵结构包括两个呈平行布设的第二防渗墙(5)，所述竖向防水结构(7)竖直布设在两个所述第二防渗墙(5)的上方，所述竖向防水结构(7)的下部伸入至两个所述第二防渗墙(5)之间，所述第一防渗墙(2)和每个所述第二防渗墙(5)均包括多个第一高压旋喷桩和与多个所述第一高压旋喷桩交错布设的多个第二高压旋喷桩，相邻两个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩之间通过桩间墙连接为一体，相邻两个所述第一高压旋喷桩或第二高压旋喷桩之间的桩间距为0.7m～0.8m；所述土石堰体(3)包括布设在竖向防水结构(7)内外两侧的内堆体(8)和外堆体(9)，所述内堆体(8)和外堆体(9)均为土石堆体；所述土石堆体的上表面为由上向下逐渐向外倾斜的坡面，所述竖向防水结构(7)的高度不小于所述土石堆体的高度；所述土石堆体坡面的坡脚处均布设有堆石体(6)，所述堆石体(6)由竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼布设在所述混凝土围堰端部与河岸之间且垂直于混凝土围堰；所述外堆体(9)的坡面为迎水面，所述外堆体(9)坡面的下部布设有石笼护面(16)，所述石笼护面(16)的高度不小于所述河道内河流的常水位；所述石笼护面(16)由沿外堆体(9)坡面布设的斜向钢筋笼和填充在所述斜向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼的顶部与所述斜向钢筋笼的底部连接；所述石笼护面(16)的上方且沿外堆体(9)坡面布设有石块护面层(17)，所述石块护面层(17)由铺设在所述外堆体(9)的坡面上的多个护面石块组成；相邻两个所述护面石块的缝隙之间以及所述内堆体(8)的坡面上均覆盖有草皮(19)。2.按照权利要求1所述的一种淤泥河床组合围堰，其特征在于：所述竖向防水结构(7)包括竖直布设的土工膜(7-1)和对土工膜(7-1)进行防护的防护装置；所述防护装置包括布设在土工膜(7-1)的两侧的两排立杆(15)，每排所述立杆(15)与土工膜(7-1)之间均布设有护板(7-2)，两个所述护板(7-2)夹持在土工膜(7-1)的两侧且卡紧在两排所述立杆(15)之间；所述护板(7-2)板面的尺寸不小于土工膜(7-1)的尺寸；所述立杆(15)、护板(7-2)和土工膜(7-1)的下部均伸入至所述底部封堵结构内部。3.按照权利要求1或2所述的一种淤泥河床组合围堰，其特征在于：所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩的桩径均为φ140mm～φ150mm。4.按照权利要求2所述的一种淤泥河床组合围堰，其特征在于：所述土石堆体包括布设在挡水结构侧面的粘土层(10)和布设在粘土层(10)外侧的土石层(12)，所述粘土层(10)与土石层(12)之间布设有反滤层(11)，所述立杆(15)的中部埋设在所述粘土层(10)内。5.按照权利要求2所述的一种淤泥河床组合围堰，其特征在于：所述混凝土围堰两个端面上均沿竖直方向开设有竖向凹槽，所述土工膜(7-1)和两个所述护板(7-2)的前边缘均嵌入在所述竖向凹槽内。6.一种如权利要求1所述的组合围堰的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、临时围堰修筑：沿所施工组合围堰施工位置外侧施工临时围堰(1)，并将所述临时围堰(1)内侧的水抽干；步骤二、纵向混凝土围堰修筑，施工步骤如下：步骤201、第一防渗墙的施工，施工过程如下：步骤2011、第一高压旋喷桩的施工：沿所述第一防渗墙(2)的长度方向由前至后分别对多个所述第一高压旋喷桩进行施工，对其中任意一个所述第一高压旋喷桩进行施工时，采用高压旋喷桩设备进行施工，其中，所述高压旋喷桩设备包括旋喷管(13)和设置在所述旋喷管(13)内的喷管机构，所述喷管机构的上端与所述旋喷管(13)固定连接，所述旋喷管(13)和所述喷管机构均呈竖向布设，所述喷管机构包括用于输送水泥浆液的喷浆管(20)、用于输送高压气的喷气管(22)、用于输送高压水的喷水管(23)和用于输送速凝剂的喷剂管(21)，所述喷浆管(20)与所述旋喷管(13)呈同轴布设，所述喷气管(22)和喷水管(23)对称布设在喷浆管(20)的两侧，所述喷气管(22)和喷水管(23)与所述喷浆管(20)之间的距离大于所述喷剂管(21)与所述喷浆管(20)之间的距离；所述喷剂管(21)的进口通过第一软管(25)与速凝剂容器(31)连接，第一软管(25)上设置有第一液体流量检测单元和第一流量控制阀，所述喷剂管(21)的出口与所述喷浆管(20)的下部通过连接管连通，所述旋喷管(13)的下端设置有供所述水泥浆液喷出的喷嘴(14)，所述喷嘴(14)为中空的倒圆台结构，所述喷嘴(14)上底面的直径与所述旋喷管(13)下端的直径相同，所述喷嘴(14)与所述旋喷管(13)内部连通且加工为一体，所述喷浆管(20)的进口通过第二软管(26)与浆液制备装置(29)连接，所述喷浆管(20)的出口伸入所述喷嘴(14)，所述第二软管(26)上设置有第二液体流量检测单元和第二流量控制阀；所述旋喷管(13)的管壁上开设有供所述高压气喷出的喷气孔和供所述高压水喷出的喷水孔，所述喷气管(22)的进口通过第三软管(27)与空气压缩机(30)连接，所述喷气管(22)的下部设置有与所述喷气管(22)连通的第一水平管段，所述第一水平管段呈水平布设，所述第一水平管段的出...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠建伟，宋成年，皇新波，李新亮，欧甫，谢勇，郝龙，李涛，马熊，李重元，张禄，董珂，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第六工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61