专利名称：拼装式钢箱围堰及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种河道施工时的一种临时阻水装置，特别涉及一种围堰。
背景技术：
围堰是围护水工建筑物施工基坑，为旱地施工而修建的，使其免受水流或波浪影 响的临时挡水建筑物。围堰分为土提围堰、石围堰、木板桩围堰、木笼围堰、钢板桩围堰、锁 口管桩围堰、混凝土围堰等，在江苏省应用较多的是土提围堰和钢板桩围堰。海提围堰更要 能经受住高潮位、海浪及风力袭击。近年来沿海地区多次出现了高潮位、飓风，使得不少袋 装土围堰被冲倒，施工场地进水，造成财产损失及工期延误。钢板桩围堰打桩与拔桩都比较 困难，要做封底混凝土施工或填土，工作量大。国产钢板桩易变形，影响封水效果，进口钢板 桩也较贵。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种拼装式钢箱围堰，使其结构稳定、防渗、抗冲击，且 无需进行封底混凝土施工或填土。本发明目的之二是提供一种拼装式钢箱围堰的施工方 法，使其施工方便、安全可靠。本发明的目的之一是这样实现的一种拼装式钢箱围堰，包括若干相互拼接的钢 箱和钢箱一侧设置的定位桩，所述钢箱由两侧的侧板、两端的端板及底板焊接而成，侧板和 端板下边缘延伸至底板外侧下方，所述底板下侧焊接有若干相平行的加强筋板，加强筋板 两端与两侧板下边缘内侧焊接连接，两侧板之间还焊接连接有相互平行的连接板，所述底 板上侧设有延伸至钢箱上口的抽排水管，底板上与抽排水管内腔对应设有孔，所述两侧板 上高于底板位置设有水阀接通钢箱内外侧空间。该围堰中，侧板和端板下部可插入河床底部，形成防渗结构，具有良好的阻水、防 渗作用；通过抽排水管不仅可以用于抽排钢箱底部的水，促进钢箱下沉到位，同时，可观察 下沉到位后的钢箱是否存在渗漏；定位桩起定位作用，避免钢箱位移。钢箱整体的内部结 构，使其具有高强度的特点，同时，水阀可隔断钢箱内外空间，施工时，可充水下压钢箱，拆 除钢箱时，还可抽干钢箱内的水，促使钢箱上浮。与现有技术相比，本发明的有益效果在于， 其施工方便，钢箱强度高，结构稳定、抗冲击、防渗漏效果好，无需进行封底混凝土施工或填 土 ；每一钢箱具有相对独立的功能，可现场拼装连接成围堰，钢箱不仅在长度方向上可以相 互连接拼装，在高度方向上也可通过设置连接法兰使其实现拼装，该拼装成的围堰作为一 种临时防水设施，其拼装和拆除作业均很方便，可用于河道水利设施施工、桥梁深水基础施 工、海提施工等场所，具有防渗漏、防冲刷、防滑坡、防浪等优点。为保证定位桩能更方便地进行施工，所述定位桩包括桩头和桩身，桩头连接在管 状的桩身下端，桩头呈锥形并自带螺旋槽，桩身两侧对称设有导向件。该定位桩可采用旋转 的方法自攻进入地下，也可通过反方向旋转退出，方便了下桩，同时，也方便了起桩。为保证 钢箱不位移，所述桩身和钢箱之间可设有硬木垫块。
为进一步保证围堰无渗漏，同时，也具有更好的防冲击效果，所述钢箱上口设有配 载压重块，所述配载压重块支承在两侧板上，配载压重块与相应侧板之间设有定位止口。配 载压重块下压钢箱，使侧板和端板插入地下，避免渗漏；同时，配载压重块增加了整体的重 量，使其耐冲击。为降低制造成本，同时，提供通行的便利，所述配载压重块为钢筋混凝土预制板， 钢筋混凝土预制板两侧安装有防护栏。可形成人或车辆的通行通道。作为本发明的进一步改进，所述抽排水管有两根并分别对应设置在底板两端。所 述水阀也可在每一侧板上对称设有两个，各连接板上分别设有将钢箱内空间相连通的工艺 孔。上述技术方案可保证抽排水方便，即使钢箱两端的高度有差异，也能更好地进行抽排 水。当然，排水管和水阀并不局限于上述两个，可以根据钢箱长度设置一个或更多个。本发明的目的之二是提供一种拼装式钢箱围堰的施工方法，包括如下步骤1)、确定钢箱要沉入的位置，做好标记，对基坑进行清污、清淤处理；清除掉钢箱沉 入位置的水下所有杂物，清淤宽度大于钢箱宽度，长度大于钢箱总长，清理过的河床底应平 整，清淤深度要根据土质情况，使侧板插入后可达到插板防渗的目的；2)将符合设计要求的钢箱、定位桩和钢筋混凝土预制板运至现场；先将钢箱进行 拼装，相邻钢箱端部之间采用螺栓连接固定；3)、关闭水阀，将拼装连接在一起的钢箱移动到要沉入的位置，找正位置后，首先 打开水阀进行充水，当侧板和端板接触到河床后，钢箱中的抽排水管开始溢流；4)、待钢箱内外水位相平后，关闭水阀；5)、用水泵对钢箱进行充水下压钢箱，使其下沉，同时用水泵通过抽排水管将箱底 积水往外抽；6)、当钢箱不再下沉时，观察抽排水管有无渗水时，如有渗水，需在钢箱上口加钢 筋混凝土预制板让钢箱继续下沉，直至观察抽排水管无渗水；在近水面一侧沿侧板抛砖质 粘土，密封防渗；钢箱不再下沉且无渗水时，还可在钢箱上口依次铺设钢筋混凝土预制板， 并在钢筋混凝土预制板两侧架设防护栏；7)、在需要抽干的一侧，下定位桩，定位桩靠电机驱动其转动，钻入河床底部；定位 桩固定后，在定位桩和钢箱之间打入硬木垫块；9)、多个钢箱排成一列或首尾相连围合成方形、圆形，排成一列的钢箱两端设置边 墩定位、封堵；10)、抽干施工场地内积水。上述施工步骤简单、施工方便安全、周期短，可取代现有的钢板桩围堰、双壁钢围 堰、异形钢围堰、双壁薄层钢筋混凝土围堰等施工方法。
图1为本发明拼装式钢箱围堰立体结构图；图2为本发明拼装式钢箱围堰的主视图；图3为本发明拼装式钢箱围堰的左视图；图4为图2中拼装式钢箱围堰的A-A向视图；图5为本发明拼装式钢箱围堰的俯视图6为图5中拼装式钢箱围堰的B-B向视图。其中，1、14端板，2硬木垫块，3定位桩，4导向件，5、11侧板，6桩头，7水阀，8手轮， 9防护栏，10配载压重块，12连接板，13抽排水管，15加强筋板，16底板，17工艺孔。
具体实施例方式实施例1如图1-6所示，为一种拼装式钢箱围堰，其结构主要包括若干相互拼接的钢箱和 钢箱的一侧设置的定位桩3，钢箱由两侧的侧板5和11、两端的端板1和14及底板16焊接 而成，侧板5、11和端板1、14下边缘延伸至底板16外侧下方，底板16下侧焊接有若干相平 行的加强筋板15，加强筋板15两端与两侧板5、11下边缘内侧焊接连接，两侧板5、11之间 还焊接连接有相互平行的连接板12，底板16上侧设有延伸至钢箱上口的抽排水管13，底板 16上与抽排水管13内腔对应设有孔，孔径Φ900πιπι，孔边缘焊接有法兰，抽排水管13下口 对应设置有法兰与之对接，采用不锈钢螺栓连接，螺栓孔用密封胶及垫橡皮垫止水；两侧板 5、11上高于底板16位置设有水阀7接通钢箱内外侧空间，开关水阀7的手轮8设置在箱 体上口 ；所述定位桩3包括桩头6和桩身，桩头6连接在管状的桩身下端，桩头6呈锥形并 自带螺旋槽，桩身由钢管制成，桩头6由防锈合金钢制成，桩身两侧对称设有导向件4，导向 件4由槽钢焊接而成；钢箱上口设有配载压重块10，所述配载压重块10支承在两侧板5、11 上，配载压重块10与相应侧板5、11之间设有定位止口，该配载压重块10为钢筋混凝土预 制板，钢筋混凝土预制板两侧安装有防护栏9 ；桩身和钢箱之间设有硬木垫块2。上述抽排水管13有两根并分别对应设置在底板16两端；水阀7在每一侧板5、11 上对称设有两个，各连接板12上分别设有将钢箱内空间相连通的工艺孔17。该装置可整体沿高度方向按3米高分段，段与段之间设置连接法兰并用高强螺栓 联接，使单个钢箱也是拼装式，如图中所示M位置即为分段位置，中间垫Icm厚橡胶带止水， 为方便拆除，连接螺栓均设置在内侧。侧板5、11、端板1、14、底板16板厚6-10mm，连接板 12和加强筋可采用型钢或折边材。实施例2一种拼装式钢箱围堰的施工方法，包括如下步骤1)、确定钢箱要沉入的位置，做好标记，对基坑进行清污、清淤处理；清除掉钢箱沉 入位置的水下所有杂物，清淤宽度大于钢箱宽度，长度大于钢箱总长，清理过的河床底应平 整，清淤深度要根据土质情况，使侧板5、11插入后可达到插板防渗的目的，因此，底板离侧 板下缘的距离根据河道特性确定，距离越大，侧板插入越深，防渗效果越好；2)将符合设计要求的钢箱、定位桩3和钢筋混凝土预制板运至现场；先将钢箱进 行拼装，相邻钢箱端部之间采用螺栓连接固定；3)、关闭水阀7，将拼装连接在一起的钢箱移动到要沉入的位置，找正位置后，首先 打开水阀7进行充水，当侧板5、11和端板1、14接触到河床后，钢箱中的抽排水管13开始 溢流；4)、待钢箱内外水位相平后，关闭水阀7 ；5)、用水泵对钢箱进行充水下压钢箱，使其下沉，同时用水泵通过抽排水管13将 箱底积水往外抽；
6)、当钢箱不再下沉时，观察抽排水管13有无渗水时，如有渗水，需在钢箱上口加 钢筋混凝土预制板让钢箱继续下沉，直至观察抽排水管13无渗水；在近水面一侧沿侧板5、 11抛砖质粘土，密封防渗；钢箱不再下沉且无渗水时，还可在钢箱上口依次铺设钢筋混凝 土预制板，并在钢筋混凝土预制板两侧架设防护栏9。7)、在需要抽干的一侧，下定位桩3，定位桩3靠电机驱动其转动，钻入河床底部； 电机的输出轴带动减速机，减速机的输出轴驱动一对蜗杆、蜗轮副，蜗轮副中部是驱动套， 驱动套可通过导向件4驱动定位桩3旋转，使定位桩3实现上升与下降；定位桩3固定后， 在定位桩3和钢箱之间打入硬木垫块2 ；9)、多个钢箱排成一列或首尾相连围合成方形、圆形，排成一列的钢箱两端设置边 墩定位、封堵，在钢箱的一侧形成施工场地；围成方或圆形的钢箱，两两相互定位，对接处用 橡胶止水，方型或圆型中间形成所需施工场地；10)、抽干施工场地内积水，完成施工。上述施工过程中，可单个钢箱独立下方，也可由多个钢箱组成组件，下方后，在组 件之间再密封连接，可构成更大型的围堰，其组合具有灵活性。在需要拆除围堰时，先给施工场内充水，使围堰两侧水位平衡，再拆除钢箱的固定 件，起出定位桩3、拆除配载压重块10，再关闭水阀7，从箱体内向外抽水，使钢箱上浮后吊 至岸上拆除，拆卸后运输、补漆后、贮存备用。在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容， 不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形 均在落入发明的保护范围内。
权利要求
1.一种拼装式钢箱围堰，其特征在于包括若干相互拼接的钢箱和钢箱的一侧设置的 定位桩，所述钢箱由两侧的侧板、两端的端板及底板焊接而成，侧板和端板下边缘延伸至底 板外侧下方，所述底板下侧焊接有若干相平行的加强筋板，加强筋板两端与两侧板下边缘 内侧焊接连接，两侧板之间还焊接连接有相互平行的连接板，所述底板上侧设有延伸至钢 箱上口的抽排水管，底板上与抽排水管内腔对应设有孔，所述两侧板上高于底板位置设有 水阀接通钢箱内外侧空间。
2.根据权利要求1所述的拼装式钢箱围堰，其特征在于所述定位桩包括桩头和桩身， 桩头连接在管状的桩身下端，桩头呈锥形并自带螺旋槽，桩身两侧对称设有导向件。
3.根据权利要求1或2所述的拼装式钢箱围堰，其特征在于所述钢箱上口设有配载 压重块，所述配载压重块支承在两侧板上，配载压重块与相应侧板之间设有定位止口。
4.根据权利要求3所述的拼装式钢箱围堰，其特征在于所述配载压重块为钢筋混凝 土预制板，钢筋混凝土预制板两侧安装有防护栏。
5.根据权利要求4所述的拼装式钢箱围堰，其特征在于所述桩身和钢箱之间设有硬 木垫块。
6.根据权利要求4所述的拼装式钢箱围堰，其特征在于所述抽排水管有两根并分别 对应设置在底板两端。
7.根据权利要求4所述的拼装式钢箱围堰，其特征在于所述水阀在每一侧板上对称 设有两个，各连接板上分别设有将钢箱内空间相连通的工艺孔。
8.根据权利要求1所述的一种拼装式钢箱围堰的施工方法，其特征在于包括如下步骤1)、确定钢箱要沉入的位置，做好标记，对基坑进行清污、清淤处理；清除掉钢箱沉入位 置的水下所有杂物，清淤宽度大于钢箱宽度，长度大于钢箱总长，清理过的河床底应平整， 清淤深度要根据土质情况，使侧板插入后可达到插板防渗的目的；2)将符合设计要求的钢箱、定位桩和钢筋混凝土预制板运至现场；先将钢箱进行拼 装，相邻钢箱端部之间采用螺栓连接固定；3)、关闭水阀，将拼装连接在一起的钢箱移动到要沉入的位置，找正位置后，首先打开 水阀进行充水，当侧板和端板接触到河床后，钢箱中的抽排水管开始溢流；4)、待钢箱内外水位相平后，关闭水阀；5)、用水泵对钢箱进行充水下压钢箱，使其下沉，同时用水泵通过抽排水管将箱底积水 往外抽；6)、当钢箱不再下沉时，观察抽排水管有无渗水时，如有渗水，需在钢箱上口加钢筋混 凝土预制板让钢箱继续下沉，直至观察抽排水管无渗水；7)、在需要抽干的一侧，下定位桩，定位桩靠电机驱动其转动，钻入河床底部；定位桩固 定后，在定位桩和钢箱之间打入硬木垫块；9)、多个钢箱排成一列或首尾相连围合成方形、圆形，排成一列的钢箱两端设置边墩定 位、封堵；10)、抽干施工场地内积水。
9.根据权利要求8所述的一种拼装式钢箱围堰的施工方法，其特征在于所述步骤6) 后，在近水面一侧沿侧板抛砖质粘土，密封防渗。
10.根据权利要求8所述的一种拼装式钢箱围堰的施工方法，其特征在于所述步骤6) 中，钢箱不再下沉且无渗水时，在钢箱上口依次铺设钢筋混凝土预制板，并在钢筋混凝土预 制板两侧架设防护栏。
全文摘要
本发明公开了临时阻水装置技术领域内的一种拼装式钢箱围堰及其施工方法，其结构包括若干相互拼接的钢箱和钢箱的一侧设置的定位桩，钢箱由两侧的侧板、两端的端板及底板焊接而成，侧板和端板下边缘延伸至底板外侧下方，底板下侧焊接有若干相平行的加强筋板，加强筋板两端与两侧板下边缘内侧焊接连接，两侧板之间还焊接连接有相互平行的连接板，底板上侧设有延伸至钢箱上口的抽排水管，底板上与抽排水管内腔对应设有孔，两侧板上高于底板位置设有水阀接通钢箱内外侧空间。其施工步骤主要包括拼装、充水下放、加配重压载、加定位桩等，其施工方便，钢箱强度高，结构稳定、抗冲击、防渗漏效果好，可用于河道、滩涂、桥梁基础、海堤施工等场所。
文档编号E02D23/08GK102061706SQ20101057996
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者张立明, 郑殿东, 韦力生 申请人:江苏省水利机械制造有限公司