钢板桩江河、湖泊堤防堵口施工方法技术

本发明专利技术涉及钢板桩江河、湖泊堤防堵口施工方法，可有效解决江河、湖泊的快速防洪、抢险，减轻灾害的问题，其技术方案是，首先，对决口口门两端的堤头打边桩，做Ｕ型钢板桩裹头防护处理，防水流冲刷扩大决口口门；其次，在决口口门之间架设水上平台浮桥，作为水上打桩平台和运输钢板桩的交通通道；第三，在决口口门上游临河修筑挑水坝，挑溜外移，减少决口处流量和冲刷；第四，实施钢板桩合龙闭气，围堰顶部采用一层工字钢以围檩形式支护，中间纵向支承采用Ｈ钢，按５ｍ间距布置，合龙后围堰抽砂回填，撤除平台浮桥，本发明专利技术施工速度快、效率高、质量好、应用范围广、方法简单、易施工应用，有效运用于对江河、湖泊决口堵口，减轻灾害，经济和社会效益巨大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及江河、湖泊堵口方法，特别是一种钢板桩江河、湖泊堤防堵口 施工方法。二
技术介绍
洪水灾害是当今世界上给人类带来巨大损失的自然灾害之一。受自然地理 特点和社会经济条件的制约，我国洪涝灾害历来十分严重，全国约有三分之二 的地区存在着不同类型和不同程度的洪水灾害，其发生的频率和严重程度在世 界上也是较为突出的。上世纪九十年代以来，我国多次出现全国性的特大洪水，累计损失超过9000多亿元。防洪减灾成为我国面临的一项重大而紧迫的任务。江河、湖泊堤防是我国防洪工程体系的重要组成部分，目前我国建有各类 堤防250000km，其中主要堤防65700km。受社会、经济条件和历史原因的影响， 我国现有堤防存大三大问题堤基条件差、堤身材料和建筑质量差、堤后坑塘 多等多种隐患。江河、湖泊堤防受洪水、雨涝、风暴潮以及地震的袭击，当洪 水超过堤防的抗御能力，或者洪水长时间浸泡堤防出险抢护不当都会造成决口 。发生决口后，在适当时机对决口口门进行封堵的工程简称堵口。河床高于两 岸地面的"悬河"决口，大多要形成全河夺流，如不堵口复堤，长期过水即造 成河流改道；河床低于两岸地面的决口，只有一部分河水流入决口口门，当河 水位退落后，决口口门过流减少或断流。因此，堤防堵口有堵旱口和堵水口的 区别。本专利技术所称的堵口是指堵水口，即在决口发生后，将通过决口口门的水 流用各种办法拦截、封堵，使水流完全回归老河道。这种堵口，难度较大。目前经常使用的堵口方法，主要是较为传统的土石堵口、石笼堵口、石笼串、 四面体混凝土及钢木土石组合坝堵口技术等，但均受到决口口门外水深、流速、 落差、土质等条件限制，对于大水深、高流速、大落差的决口，不得不采用沉 船或构筑月型围堰等辅助方式减小流速，分散落差。这些技术实施困难较多、 作业效率低、施工时间长，作业人员危险系数高等问题。而且需要耗费大量的 人力、物力，因此研究和开发现代科技条件下的堵口设备和方法，以达到快速有效地封堵溃口的目的，最大限度地降低洪灾损失和人员伤亡，是一项亟待解 决的重大技术难题。三
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种钢板 桩江河、湖泊堤防堵口施工方法，可有效解决江河、湖泊的快速防洪、抢险，减轻灾害的问题，其技术方案是，首先，对决口口门两端的堤头打边桩，做u型钢板桩裹头防护处理，防水流冲刷扩大决口口门；其次，在决口口门之间架 设水上平台浮桥，作为水上打桩平台和运输钢板桩的交通通道；第三，在决口 口门上游临河修筑挑水坝，挑溜外移，减少决口处流量和冲刷；第四，实施钢 板桩合龙闭气，当决口口门深度小于15m时，直接在堤防轴线实施U型钢板桩 合龙闭气，形成"一"字形U型钢板桩围堰结构，当决口口门深度大于15m时， 在决口水平面上游呈斜向打U型钢板桩筑挑水坝，在挑水坝坝段实施钢板桩合 龙闭气形成"人"字形U型钢板桩围堰结构，围堰顶部采用一层工字钢以围檩 形式支护，中间纵向支承采用H钢，按5m间距布置，合龙后围堰抽砂回填，撤 除平台浮桥。本专利技术施工速度快、效率高、质量好、应用范围广、方法简单、易施工应 用，有效运用于对江河、湖泊决口堵口，减轻灾害，经济和社会效益巨大。四附图说明图1为本专利技术钢板桩抢筑裹头范围示意图。 图2为本专利技术打边桩示意图。图3为本专利技术决口 口门深度小于15m的施工布置示意图。 图4为本专利技术决口 口门深度大于15m的施工布置示意图。 图5为本专利技术双排钢板桩围堰示意图。图6为本专利技术H钢板加强支护结构图(其中，A为U型钢板，B为H型钢板)。图7为本专利技术施工水上打桩和移动水上作业平台示意图。图8为本专利技术决口 口门深度小于15m的钢板桩合龙闭气结构图。图9为本专利技术决口 口门深度大于15m的钢板桩合龙闭气结构图。五具体实施例方式以下结合附图和具体情况对本专利技术的具体实施方式作详细说明。由图1至图9所示，在具体施工中，本专利技术是通过以下步骤实现的 第一步用钢板桩抢筑裹头首先对决口口门两端的堤头打边桩，做U型钢板桩裹头防护处理(如图l、 图2所示)，以防水流冲刷扩大决口口门，裹护范围依据土质和冲刷情况而定，一般裹头U型钢板桩在决口 口门两岸上20-30m分别打桩，将决口两侧包裹起来， 即称裹头，裹头钢板桩采用长15-24m拉森IV型(4号)钢板桩，24m拉森IV型 钢板桩由2根12m拉森IV型钢板桩连接而成(以下同)； 第二步架设水上平台浮桥在决口口门之间架设水上平台浮桥(见图3所示)，作为水上打桩平台和运 输钢板桩的交通通道，水上作业平台与岸边钢板桩相连固定或抛锚固定；第三步在决口口门上游临河修筑挑水坝，挑溜外移，钢板桩进占，减少决口处流量和冲刷，钢板桩挑水坝顶部高出预测最高水位0.5m，挑水坝长为 30-50m，方法是平台浮桥建成后，由打桩机在平台浮桥上(上游)决口间进行水上打桩， 一边在决口之间打U型钢板桩， 一边在两U型钢板桩之间安装钢结构水平联系 导梁，两U型钢板桩之间再打U型钢板桩，与两U型钢板桩之间的水平联系导 梁连接固定，在打桩时，为缓和决口口门的流势，根据决口口门河势情况，在 决口口门上游临河修筑U型钢板桩挑水坝，挑溜外移，在决口挑流进占范围内， 采用单排或双排U型钢板桩，双排U型钢板桩两排间距为3m，当决口口门深度 小于15m时，直接在堤防轴线实施钢板桩进占，形成"一"字形钢板桩围堰结 构，当决口口门深度大于15m时，挑水坝按决口水平面上游倾斜30-60°角，在 挑水坝坝段实施钢板桩进占形成"人"字形钢板桩围堰结构，并在决口口门流 速大于3m/s (3米/秒)时采用H钢板桩进行支护，单排或双排钢板桩采用长 15-24m的拉森W型钢板桩(见图4所示)；钢板桩顶部采用一层2140工字钢以围檩形式支护，中间纵向支承采用200腿X500nim壁厚10mm的H钢，按5m间距 布置(如图5所示)；为增强工字钢围檩抗弯刚度，在每根H钢两端用2130型 工字钢作为斜撑加强，钢板桩施工采用水上平台浮桥， 一艘25t浮吊或40t打 拔桩机实施沉桩(见图7所示)，另外，在没有条件安装浮桥作业时，可考虑使 用钢浮箱水上作业平台或船只作业；在口门上游临河修筑挑水坝，主要目的是减少进入口门的流量、降低口门 冲刷、降低合龙闭气难度，通过水槽试验和数学模型计算分析得知，挑水坝沿 坝前上游面流速逐渐增大，到坝头为最大，流向也逐渐改变，趋向河中；挑水 坝束窄水流，使流线加密，坝后出现回流，漩涡区范围随挑水坝占河宽度的加 大而加大；第四步钢板桩合龙闭气U型钢板桩周圈咬合紧密(如图6所示)，进行止水。当决口口门深度小于15m时，直接经连接体在堤防轴线实施钢板桩合龙闭 气，形成"一"字形钢板桩围堰结构(如图8所示)，当决口口门深度大于15m 时，先修筑与决口水平面向上水(上游) 一侧呈斜向(30-60°角)的挑水坝， 再经连接体在挑水坝坝段实施钢板桩合龙闭气，形成"人"字形钢板桩围堰结 构(如图9所示)，决口口门流速大于3m/s (3米/秒)部位采用H钢板桩围堰 进行支护，中间纵向由H钢作支承，间距为5m，通过分析挑流坝坝头流速最大、 冲刷坑最深，所以合龙位置选在距离挑水坝坝头10m处合龙闭气相对容易，合 龙后围堰抽砂回填，撤除平台浮桥，此处的连接体为纵向两边有环扣的长板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢板桩江河、湖泊堤防堵口施工方法，其特征在于，由以下步骤实现：首先，对决口口门两端的堤头打边桩做Ｕ型钢板桩裹头防护处理，防止水流冲刷扩大决口口门；其次，在决口口门之间架设水上平台浮桥，作为水上打桩平台和运输钢板桩的交通通道；第三，在决口口门上游临河修筑挑水坝，挑溜外移，减少决口处流量和冲刷；第四，实施钢板桩合龙闭气，当决口口门深度小于１５ｍ时，直接在堤防轴线实施Ｕ型钢板桩合龙闭气，形成“一”字形Ｕ型钢板桩围堰结构；当决口口门深度大于１５ｍ时，在决口水平面上游呈斜向打Ｕ型钢板桩筑挑水坝，在挑水坝坝段实施钢板桩合龙闭气形成“人”字形Ｕ型钢板桩围堰结构，围堰顶部采用一层工字钢以围檩形式支护，中间纵向支承采用Ｈ钢，按５ｍ间距布置，合龙后围堰抽砂回填，撤除平台浮桥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝森，
申请(专利权)人：黄河水利委员会黄河水利科学研究院，张宝森，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]