一种用于封堵决口溃堤的柱笼石桩支撑笼型闸板及快速抢险的方法与流程

1.本发明属于水利工程技术领域，涉及一种采用柱笼石桩支撑笼型闸板封堵决口溃堤的快 速抢险方法，包括决口溃堤口门封堵技术和决口溃堤前期管涌堵漏技术。


背景技术：

2.水灾多以洪涝灾害为主，泛指洪水泛滥、暴雨积水和土壤水分过多对人类社会造成的灾害。洪灾是由于江、河、湖、库水位猛涨，堤坝漫溢或溃决，形成洪泛而造成的灾害，是威胁人类生存的十大自然灾害之一。我国境内降水分布极不均匀、以及降雨时间过于集中的特点，而集中降雨造成的江河堤坝屡屡险情也是引起洪涝灾害的主要原因。当前，防治洪泛和洪涝已成为世界各国保证社会安定和经济发展的重要公共安保事业。其中，堤防决口抢险是世界各国亟待解决的一大难题。决口抢险通常是在较高水位下，将流经堤防决口口门的水流以各种方式拦截、封堵，使水流完全回归原河道，但由于决口抢险工程施工风险极大，但又要求短工期、高效率，因此造成技术难度大，抢险代价高。传统的决口抢险方法如抛掷石块、砂袋、石笼等，堵漏效果甚微；即使较为先进的抛掷技术，如一种用于封堵堤防决口的三角锥形钢架（专利号201620690588.2），因其人工抛投力量有限，加之决口处洪水流速过大，亦很难达到理想效果；其他的方法诸如《河堤决口软堵法》(专利号99115001.5)，要求人工跳入洪水激流中完成打桩施工；《防溃堤、溃坝封堵船》(专利号201521008895.x)，需要人工操纵大型船只、车辆进行沉底堵漏，代价极大。因此，当务之急，亟需研制一套高效快捷、安全可行的堤坝决口快速抢险方法，实现抢险工程的标准化、模块块，最大限度提高施工效率，降低施工风险和代价，确保黄河堤坝安全。
[0003][0004]


技术实现要素：

[0005]
为解决上述问题，本发明提供了一种用于封堵决口溃堤的柱笼石桩支撑笼型闸板及其快 速抢险的方法。
[0006]
本发明采用的技术方案包括二部分：
[0007]
一种用于封堵决口溃堤的柱笼石桩支撑笼型闸板，其特征在于，包括二部 分，柱笼石桩和笼型闸板；
[0008]
柱笼石桩主要由柱笼和石块二部分组成；柱笼石桩有两种型式，即空芯柱 笼和实芯柱笼；空芯柱笼是将柱笼安装-至决口溃堤处后，向内抛石形成的石 桩；实芯柱笼则是安装前预先在其内部充填石块形成的石桩。
[0009]
所述的柱笼，包括竖向钢筋、横向箍筋和冲入筋；直径大于30mm的竖向 钢筋沿柱形外沿径向排列-；直径不小于10mm的横向箍筋沿柱形外沿轴向排列， 与竖向钢筋焊接；相
邻竖向钢筋的间距不大于100mm，相邻横向箍筋的间距不 大于200mm；柱笼底部有长度大于1000mm的冲入筋，冲入筋直径不小于50mm， 便于石桩植根于决口底部一定深度。
[0010]
所述的板状笼型闸板是由直径不小于10mm的钢筋(31)焊接而成的板型 长方体钢筋网笼，网笼网孔呈边长不大于200mm的矩形或三角形，如图3(a) 和图3(b)所示；板状笼型闸板的厚度不小于300mm，宽度取决于石桩的间距， 高度根据决口处洪水深度确定。
[0011]
所述的板状笼型闸板分为两种形式，即空芯板状笼型闸板和实芯板状笼型 闸板；空芯板状笼型闸板是指直接将其用作挡土墙，并在其两侧堆砌砂石；实 芯板状笼型闸板是指板状笼型闸板内填充石块。
[0012]
所述的柱笼石桩由多个形成石桩群，石桩群中相邻两个柱笼石桩的上游 面，铺设板状笼型闸板，由柱笼石桩和板状笼型闸板共同形成整体防汛体。
[0013]
依据上述的用于封堵决口溃堤的柱笼石桩支撑笼型闸板，本发明还提供一 种快速抢险的方法，包括二部分：
[0014]
1、决口前期管涌堵漏：
[0015]
决口溃堤前期堵漏是指因蝼蚁等水利工程缺陷造成堤坝管涌危及坝体安 全的处理技术。一种采用贴堤网架直接置入管涌上游可消除其危害技术，实施 示意图如图4所示。所述的贴堤网架是指将网架沿堤坝内坡顺坡放置而得名， 如图5。其包括轻钢龙骨骨架和带网孔的蒙皮；其中，所述轻钢龙骨是指腹板 宽度不小于300mm；翼缘高度不小于40mm；蒙皮为塑料网、金属丝网或机械连 续张拉成使泥沙不易流失的鱼鳞孔的金属网片；网片与龙骨依靠自攻螺钉连 接。轻钢龙骨与网片形成空间网架，其间可灌注泥沙形成板体以阻止管涌进一 步发生，如使用特制管涌砂浆、或水下混凝土、水下砂浆，会使之更加具有坚 固性。
[0016]
2、柱笼支撑笼型闸板封堵决口溃堤：
[0017]
(1)预准备：焊接柱笼和笼型闸板，可以是现场加工或工厂预制再运抵 现场；准备足够石块和沙土。
[0018]
(2)柱笼吊装：采用机械吊装办法，将柱笼于决口口门处沿堤坝轴线布 置柱笼，柱笼之间中心间距3000mm，柱笼内添加石块以形成柱笼石桩群；
[0019]
(3)安装笼型闸板：将闸板安装于石桩上游(来水方向)，形成阻拦体， 然后迅速在其两侧堆积砂石，同时在笼型闸板内填充石块以提高整体稳定性， 直至堤坝封堵完成。
[0020]
本发明的柱笼石桩支撑笼型闸板封堵决口溃堤快速抢险技术所涉及结构 强度高，稳定性好，成本低，且施工方便，其快速抢险效果好。采用贴提网架 针对管涌堵漏，能够显著有效解决管涌危害，提高堤坝整体的结构强度和稳定 性，且堤坝由网架约束保护，避免遭受洪水进一步冲蚀。
附图说明
[0021]
图1是本发明柱笼石桩和笼型闸板实施平面图。
[0022]
图2是本发明柱笼的结构图。
[0023]
图3(a)是本发明笼型闸板网笼(三角形网孔)结构图。
[0024]
图3(b)是本发明笼型闸板网笼(矩形网孔)结构图。
[0025]
图4是本发明管涌堵漏实施剖面图。
[0026]
图5(a)是本发明管涌堵漏的空间网架结构俯视图。
[0027]
图5(b)是本发明管涌堵漏的空间网架结构正视图。
[0028]
图中：11堤坝；12柱笼；13笼型闸板；21纵向钢筋；22横向钢筋；23 冲入筋；31钢筋；32网笼网孔；41贴堤网架；42堤坝；43管涌；44网架填 筑物(水下砂浆等)；51轻钢龙骨；52带网孔的蒙皮；53自攻螺钉；54封端 蒙皮；55龙骨腹板；l1龙骨腹板的宽度；l2网架宽度；l3网架高度；l4轻 钢龙骨间距；l5贴堤网架厚度；l6贴堤网架宽度；l7贴堤网架高度。
具体实施方式
[0029]
如附图所示，一种用于封堵决口溃堤的柱笼石桩支撑笼型闸板由柱笼12 和笼型闸板13两部分构成。
[0030]
所述柱笼12，如图2所示，是由纵向钢筋21和横向钢筋22焊接而成的柱 形网笼，呈圆筒状，下部留有长于1000mm的冲入筋23，笼内添加石块置于决 口口门而形成柱笼石桩。柱笼有两种型式，即空芯柱笼和实芯柱笼，如图2中 所示。
[0031]
所述笼型闸板，如图3所示，是由钢筋31焊接成笼型板状，可直接使用 或其内填充石块，以抵抗水流的冲击，同时减缓流速，有利于笼型闸板两侧砂 石快速填埋，封闭决口口门。
[0032]
如图4和图5，采用贴堤网架41对堤坝42管涌处43进行堵漏；其空间网 架，如图5所示，由轻钢龙骨51和网孔蒙皮52等主要部件构成。
[0033]
其中，所述轻钢龙骨51起骨架作用。所述蒙皮52是由塑料网片或金属丝 网片或金属张拉网片，利用自攻螺钉53加固固定。网架端部由专门封端蒙皮 54固定于龙骨网架之上，以避免空间网架内填充物流失。
[0034]
所述网架厚取决于龙骨腹板55的宽度l1，一般300mm。网架中轻钢龙骨 间距l4为400mm。网架宽度l2一般3000mm。网架高度l3取决于管涌发生位 置距水面深度，一般为3000mm～6000mm。
[0035]
所述管涌堵漏，如图4所示。确定管涌43上游漩涡点后直接将网架41顺 势沿堤坝坝坡铺设，然后在网架内灌筑特制管涌砂浆、或水下混凝土、或水下 砂浆44，即可封堵管涌。该网架重量较轻，便于加工运输，方便施工现场快速 抢险。