一种能快速拆除的水下底标高自适应钢围堰的制作方法

本发明涉及水下围堰结构技术领域，具体地指一种能快速拆除的水下底标高自适应钢围堰。

背景技术：

水下围堰多用于裸岩区钻孔桩施工，在钢管桩打入岩层一定深度后，通过浇筑围堰内水下混凝土增加钢管桩与基岩的摩擦力、提高钢管桩的稳定性、避免在钢管桩内钻孔时底口漏浆和钢管桩下沉导致平台坍塌。现有技术常采用袋装混凝土围堰、钢结构围堰等方案。

对于袋装混凝土围堰方案，需派潜水员沿钢管桩底口外侧一定距离堆码一圈混凝土袋，形成水下围堰，对于水深较深、流速较大、裸露陡岩水域，袋装混凝土易沿陡岩面滚落或被水流冲走，围堰质量难以保证，该方案施工安全风险大，施工周期长，成本高。

对于钢结构围堰方案，需对水下地形进行详细的勘测，制作围堰时底部与水下地形相匹配，对于水深较深、流速较大、裸露陡岩水域，由于地形勘测和围堰施工均存在误差，在围堰下放至岩面后底部与岩面之间存在较大缝隙，需潜水员水下堵缝，水下混凝土浇筑后围堰无法拆除，不能周转使用，该方案施工安全风险大，施工周期长，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能快速拆除的水下底标高自适应钢围堰。

本发明的技术方案为：一种能快速拆除的水下底标高自适应钢围堰，其特征在于：包括上下叠加放置的环形上围堰和下围堰；所述的下围堰可上下移动地套接在上围堰上，并与上围堰同轴布置，下围堰为多根长杆相互啮合形成的环形构件；所述的长杆沿圆周方向的两侧设置有啮合结构，长杆通过啮合结构可上下滑动地与相邻的长杆咬合连接，多根长杆相互咬合首尾连接形成环形的围堰结构，长杆的上端设置有限制长杆从上围堰上向下脱出的限位结构；所述的上围堰圆周侧壁上设置有将上围堰拆卸成两个独立部分的锁扣结构。

进一步的所述的上围堰包括内环和套接在内环外侧的外环；所述的内环和外环为两块弧形板通过锁扣结构连接形成的环形构件，内环和外环同轴布置，外环通过锚固板固定在内环的圆周外侧端面上，内环和外环之间留有下围堰穿过的间隙；所述的下围堰沿轴线可上下移动地环套在内环和外环之间。

进一步的所述的锁扣结构包括连接板；所述的弧形板的两端开口处设置有沿径向向外延伸的耳板，每块耳板上设置有与之对应的连接板，位于内环和外环同侧的两块耳板夹持于两块连接板之间，两块耳板通过垂直穿过耳板和连接板的螺栓与连接板固定连接。

进一步的所述的耳板上开设有螺栓穿过的通过槽；所述的通过槽上端位于耳板侧部呈开口状态，下端沿竖向倾斜方向延伸至耳板的中部；所述的螺栓垂直穿设于通过槽内。

进一步的所述的连接板与耳板之间设置有垫块；所述的垫块包括第一垫块和位于第一垫块和耳板之间的第二垫块；所述的第一垫块上开设有螺栓通过的螺孔，第一垫块面向第二垫块的一侧从上至下厚度逐渐减小形成上大下小的第一坡面；所述的第二垫块上开设有螺栓通过的U型槽，第二垫块面向第一垫块的一侧厚度逐渐增大形成上小下大的第二坡面；所述的第一坡面贴合在第二坡面上。

进一步的所述的啮合结构包括固定在长杆两侧以长杆的中心点对称的扣板；所述的扣板包括固定在长杆侧部的竖板、横板和短板，横板固定在竖板端部，短板固定在横板端部，竖板、横板和短板依次连接形成“J”型的弯折板状结构。

进一步的所述的上围堰内侧设置有在水平方向上支撑于钢管桩上的导向装置。

进一步的所述的导向装置包括支撑架，支撑架一端固定在内环的内侧圆周端面上，另一端向内环圆心处延伸，支撑架远离内环的端部上设置有贴合在钢管桩侧壁的可沿钢管桩上下滚动的滚轮。

进一步的所述的限位结构包括位于长杆上端侧部的凸台；所述的凸台位于长杆远离内环的一侧，凸台在长杆下端不受力时钩挂在外环的上端。

进一步的内环上端和连接板上端均设置有吊耳。

本发明的优点有：1、本发明通过多个相互咬合连接的长杆组合而成下围堰，长杆相互之间可竖向相对移动，可随水底岩面情况进行自我调整下围堰，能够适应岩面结构不平整的区域，避免了水下施工的不安全性；

2、本发明的下围堰能够方便快捷的贴合在岩面上，无需对围堰底部进行封堵，就能够快速的实现围堰的修建过程，整个操作过程简单方便，安全性能高，提高了施工效率；

3、本发明的下围堰拆除方便，通过对连接板的上端施加向上的作用力，能够快速的将上围堰分解成两个独立的部分，从侧面脱离围堰内部结构，通过分别吊运上围堰的两个部分，可以方便的将下围堰分解成两个部分，拆除工作方便快捷；

4、本发明通过可拆解的围堰结构，实现了结构设备的重复利用，提高了施工效率的同时，降低了施工的成本，围堰反复利用降低了整个工程的成本，具有极大的推广价值。

本发明通过自适应水底标高的下围堰能够应用于各种水底岩面情况，解决了水下施工的难度和不安全问题，通过可拆卸的结构实现了围堰结构的重复利用，降低了生产成本，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的围堰的轴视图；

图2：本发明的围堰安装结构示意图；

图3：本发明的上围堰的拆卸结构示意图；

图4：本发明的下围堰结构示意图；

图5：本发明的长杆结构示意图；

图6：本发明的长杆的横截面示意图；

图7：本发明的连接板与耳板连接结构爆炸示意图；

图8：本发明的第一垫片的结构示意图；

图9：本发明的第二垫片的结构示意图；

图10：本发明的导向结构的轴视图；

其中：1—上围堰；1.1—内环；1.2—外环；1.3—锚固板；2—下围堰；2.1—长杆；2.2—竖板；2.3—横板；2.4—短板；3—连接板；4—耳板；5—螺栓；6—通过槽；7—第一垫块；8—第二垫块；9—螺孔；10—U型槽；11—第一坡面；12—第二坡面；13—钢管桩；14—支撑架；15—滚轮；16—凸台；17—吊耳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～10,一种能快速拆除的水下底标高自适应钢围堰，包括上下叠加放置的环形上围堰1和下围堰2，本实施例主要通过下围堰2来适应水下岩面标高。

如图4～5所示，本实施例的下围堰2为多根长杆2.1相互啮合形成的环形构件，长杆2.1沿圆周方向的两侧设置有啮合结构，长杆2.1通过啮合结构可上下滑动地与相邻的长杆2.1咬合连接，多根长杆2.1相互咬合首尾连接形成环形的围堰结构。当下围堰2下放到水底后，下围堰2上的长杆2.1下端接触岩面，受到岩面的阻力，长杆2.1的下端支承于岩面上与相邻的长杆2.1在上下方向上交错开来，以此来适应不同标高的水底岩面，长杆2.1在侧部相互咬合形成近似密封结构，围绕成围堰，下围堰2与岩面贴合良好，无需使用人工水下封堵。

本实施例的啮合结构包括固定在长杆2.1两侧以长杆2.1的中心点对称的扣板，扣板包括固定在长杆2.1侧部的竖板2.2、横板2.3和短板2.4，横板2.3固定在竖板2.2端部，短板2.4固定在横板2.3端部，竖板2.2、横板2.3和短板2.4依次连接形成“J”型的弯折板状结构。竖板2.2与长杆2.1之间有小于90°的夹角，此夹角根据下围堰2的大小来设计。相邻的长杆2.1上的扣板相互啮合连接。多根长杆2.1相互啮合首尾相连形成环形的围堰结构。

本实施例的下围堰2环套在上围堰1上，吊运时，通过吊运上围堰1到合适的安装位置，完成下围堰2的自适应安装。如图1～3所示，本实施例的上围堰1包括上下叠加放置的内环1.1和外环1.2，内环1.1和外环1.2为两块弧形板通过锁扣结构连接形成的环形构件，内环1.1和外环1.2同轴布置，外环1.2通过锚固板1.3固定在内环1.1的圆周外侧端面上，本实施例的锚固板1.3为L型结构，一端固定在内环1.1的外侧圆周端面上，另一端固定在外环1.2的圆周外侧端面上。

内环1.1和外环1.2之间留有下围堰2穿过的间隙，下围堰2沿轴线可上下移动地环套在内环1.1和外环1.2之间。本实施例的内环1.1在竖向高度上长于外环1.2，当所有的长杆2.1的下端下降到岩面上形成与岩面贴合的围堰结构，内环1.1在重力的作用下继续向下移动，当内环1.1下降到岩面的最高点时，上围堰1在钢管桩13的支撑作用下稳定于水中，内环1.1下端其他部位悬置于岩面上方。

本实施例的长杆2.1的上端设置有限位结构，所述的限位结构包括位于长杆2.1上端侧部的凸台16，凸台16位于长杆2.1远离内环1.1的一侧，凸台在长杆2.1下端不受力时钩挂在外环1.2的上端。吊运上围堰1和下围堰2的时候，凸台16卡合在外环1.2的上端支撑下围堰2。

为了在安装到位后能够快速的将整个围堰结构拆除掉，本实施例在上围堰1的侧部设置有锁扣结构，如图7所示，锁扣结构包括连接板3，弧形板的两端开口处设置有沿径向向外延伸的耳板4，每块耳板4上设置有与之对应的连接板3，位于内环1.1和外环1.2同侧的两块耳板4夹持于两块连接板3之间，两块耳板4通过垂直穿过耳板4和连接板3的螺栓5与连接板3固定连接。

耳板4上开设有螺栓5穿过的通过槽6，通过槽6上端位于耳板侧部呈开口状态，下端沿竖向倾斜方向延伸至耳板4的中部，螺栓5可从通过槽6上端开口处脱离耳板4，螺栓5垂直穿设于通过槽6内。需要拆除时，对连接板3施加竖直向上的作用力，连接板3带动螺栓5从通过槽6的上端开口处脱离耳板4，完成两个部分的分离，然后分别吊运上围堰1的两个部分，完成围堰的拆除。

为了增加连接板3和耳板4之间的连接紧密性，本实施例的连接板3与耳板4之间设置有垫块，垫块包括固定在连接板3上的第一垫块7和位于第一垫块7和耳板4之间的固定在耳板4上的第二垫块8，第一垫块7上开设有螺栓5通过的螺孔9，第二垫块8上开设有螺栓5通过的U型槽10。螺栓5依次穿过连接板3、第一垫片7、第二垫片8和耳板，将连接板3和耳板4固定连接。为了不影响上围堰1两个部分的分离，如图8～9所示，本实施例第一垫块7面向第二垫块8的一侧从上至下厚度逐渐减小形成上大下小的第一坡面11，第二垫块8面向第一垫块7的一侧厚度逐渐增大形成上小下大的第二坡面12，第一坡面11贴合在第二坡面12上。向上施加作用力时，第一坡面11和第二坡面12产生上下方向的滑移，完成第一垫片7和第二垫片8的脱开。

实际安装时，为了保证围堰安装的准确性，避免在吊运围堰下水的过程中，围堰受到水流的冲击而不能定位于准确的位置，本实施例在上围堰1的内侧设置有导向结构。

如图10所示，本实施例的导向装置包括支撑架14，支撑架14一端固定在内环1.1的内侧圆周端面上，另一端向内环1.1圆心处延伸，支撑架14远离内环1.1的端部上设置有贴合在钢管桩13侧壁的可沿钢管桩13上下滚动的滚轮15。滚轮15其轴线沿横向方向布置，滚轮15的两端可旋转地铰接连接于支撑架14上，围堰下放的过程中，滚轮15贴合在钢管桩13的外侧，限制围堰的横向移动，保证围堰能够下放到精确的位置。

使用时，先将长杆2.1穿过内、外环之间的间隙，在内、外之间的间隙内拼装连接形成下围堰2,，内环1.1的上端开设有吊耳17，通过吊耳17吊运上围堰1和下围堰2至钢管桩13的上方，调整围堰的位置，使围堰与钢管桩13同轴，然后下放围堰，使滚轮15贴合在钢管桩13的外侧，慢慢下放围堰，长杆2.1通过凸台悬挂在外环1.2的上端，当长杆2.1的下端接触到岩面时，在岩面的作用下，长杆2.1停止下降，待所有的长杆2.1都接触到岩面形成与岩面贴合的密闭围堰结构后，内环1.1继续在重力的作用下移动，当内环1.1的下端接触到岩面的最高点时，内环1.1在岩面和导向结构的共同作用下稳定于水中，整个围堰结构通过岩面和钢管桩的支撑形成贴合岩面的密闭环形结构，如图2所示。

开始围堰内的浇筑施工，待围堰内的施工完成后，使用调运设备从连接板3上的吊耳17施加向上的作用力，使螺栓5从通过槽6脱离，将上围堰1分成两个独立的部分，分别吊运两个部分上升，此时每个独立部分下方的长杆2.1在外环1.2弧形部分的作用下与另一部分的长杆2.1脱离，跟随外环1.2上升，分别吊运后完成围堰的拆除，对围堰进行清理修复后应用于下一个施工点。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。