一种利用钢—混凝土连接井在水下干燥环境中进行管道连接的工法的制作方法

本发明涉及市政工程技术领域，具体地说是一种利用钢—混凝土连接井在水下干燥环境中进行管道连接的工法。

背景技术：

根据国家《水污染防治行动计划》的要求，各地均在加大水环境治理、区域供水等方面的建设工作，部分工程涉及沉管管道过江、河、湖，但是通常存在水面宽阔，施工难度大的问题，且堤坝的安全也要保护，有些管道需要在水面以下干燥环境中进行焊接连接。因此需要一种新的工法进行施工。

目前，埋地过河管道一般采用顶管、沉管、或围堰开挖埋管等方式。对水深较大、有通航要求的江、河、湖等，不宜采用围堰开挖埋管。受周边环境条件、堤坝的要求，地质条件的限制，压力管道需在水面以下进行焊接连接；目前，水下在干燥环境中连接的方法主要采用围堰、钢板桩支护等方法开挖施工，此方法占用水面面积大，时间长，对环境和防洪都有影响。

技术实现要素：

为了解决上述技术缺陷，本发明设计一种利用钢—混凝土连接井在水下干燥环境中进行管道连接的工法，以解决占用水面积大、时间长，影响环境与防洪等问题，同时也克服了因周边环境、地质条件等的影响而造成的支护难度大，止水效果差的难题。

本发明目的之一是提供一种利用钢—混凝土连接井在水下干燥环境中进行管道连接的工法，包括如下步骤：

S1、制作长方体双层钢板井筒；同时在连接井的设计位置，水下开挖放置长方体双层钢板井筒的连接井基坑a；

S2、将制作的长方体双层钢板井筒浮运至设计连接井基坑a处下沉，就位；再在长方体双层钢板井筒内灌注混凝土b进行封底，并向长方体双层钢板井筒的第二容置腔内灌注混凝土b，以形成钢—混凝土连接井；

S3、将连接井基坑a内长方体双层钢板井筒外侧回填至沉管c设计底标高d处，并找平，以满足沉管施工要求；

S4、将预留的竖槽在水下进行切割并取出，进行沉管c的沉放，然后将取出的竖槽槽板下部切割为与沉管c大小相同的半圆e，再将切割后的竖槽放置于长方体双层钢板井筒内原位置，使得沉管c卡合于竖槽底部半圆e内，最后在竖槽内灌注混凝土b；

S5、抽干连接井内的水，再进行沉管c的焊接连接、压管及回填。

本发明目的之二是提供一种长方体双层钢板井筒，包括：两块第一双层钢板、两块第二双层钢板，所述第一双层钢板与所述第二双层钢板垂直设置，每相邻两块所述第一双层钢板之间焊接有一所述第二双层钢板，使得两块所述第一双层钢板、两块所述第二双层钢板共同构成一带第一容置腔的长方体双层钢板井筒。

其中，所述第二双层钢板内设置有由钢板组成的竖槽，用于实现沉管的沉放。

一种利用钢—混凝土连接井在水下干燥环境中进行管道连接的工法，其优点是：利用钢—混凝土连接井解决了水面以下管道无法在干燥环境中进行连接的问题，减少水下沉管连接占用水面积大、时间长，以及因周边环境、地质等的影响而造成支护难度大、止水效果差的难题；

再者，上述方法中所使用的长方体双层钢板井筒内竖槽的结构设计，使得本方法环保、防洪、可行、有效。

附图说明

图1为本发明的钢—混凝土连接井平面布置图；

图2为本发明的钢—混凝土连接井剖面图；

图3为本发明的钢—混凝土连接井浮运至设计位置后的剖面图；

图4为本发明的钢—混凝土连接井封底、井周回填和竖槽切割后的剖面图；

图5为本发明的钢—混凝土连接井沉管沉放后、竖槽槽板与钢板井筒内外层钢板焊接后的剖面图；

图6为本发明的钢—混凝土连接井井内抽水并将两段沉管焊接连接，进行功能性试验合格后，井内回填卵石或碎石，井外回填土，并将连接井上部切割后的剖面图；

其中：

1、第一双层钢板，11、外侧钢板，12、内侧钢板，13、支撑角钢，14、第二容置腔，15、第二支撑柱，

2、第二双层钢板，3、第一容置腔，4、第一支撑柱、5、竖槽，51、钢板，

a、连接井基坑，b、混凝土，c、沉管，d、底标高，e、半圆。

具体实施方式

一种利用钢—混凝土连接井在水下干燥环境中进行管道连接的工法，包括如下步骤：

S1、制作长方体双层钢板井筒；同时在连接井的设计位置，水下开挖放置长方体双层钢板井筒的连接井基坑a；

优选地，步骤S1中，长方体双层钢板井筒的设计顶高高于设计连接井基坑a处的水位；

优选地，步骤S1中，所述长方体上层钢板井筒内预留沉管c沉放的竖槽5，且竖槽5下部为半圆形；

优选地，步骤S1中，所述竖槽5下部及侧边用钢板构成，使得所述竖槽5与长方体双层钢板井筒内其它部分隔离。

优选地，步骤S1中，通过船载长臂挖机或挖泥船开挖基坑。

S2、将制作的长方体双层钢板井筒浮运至设计连接井基坑a处下沉，就位；再在长方体双层钢板井筒内灌注混凝土b进行封底，并向长方体双层钢板井筒的第二容置腔14内灌注混凝土b，以形成钢—混凝土连接井；

优选地，步骤S2中，预留的竖槽5内不灌注混凝土。

S3、将连接井基坑a内长方体双层钢板井筒外侧回填至沉管c设计底标高d处，并找平，以满足沉管施工要求；

S4、将预留的竖槽5在水下进行切割并取出，进行沉管c的沉放，然后将取出的竖槽5槽板下部切割为与沉管c大小相同的半圆e，再将切割后的竖槽5放置于长方体双层钢板井筒内原位置，使得沉管c卡合于竖槽5底部半圆e内，最后在竖槽5内灌注混凝土b；

S5、抽干连接井内的水，再进行沉管c的焊接连接、压管及回填；

优选地，步骤S5中，用环形钢板与环形橡胶垫封堵沉管与连接井外侧连接口所形成的空隙后，再进行抽水；

优选地，步骤S5中，对连接的沉管c进行功能性试验，合格后将连接井基坑a内、外回填，并将钢-混凝土连接井在河床上部及满足航道要求的河床以下部分进行水下切割、取出，满足通航要求，恢复河底原貌。

根据图1、图2所示：长方体双层钢板井筒，包括：两块第一双层钢板1、两块第二双层钢板2，所述第一双层钢板1与所述第二双层钢板2垂直设置，每相邻两块所述第一双层钢板1之间焊接有一所述第二双层钢板2，使得两块所述第一双层钢板1、两块所述第二双层钢板2共同构成一带第一容置腔3的长方体双层钢板井筒。

优选地，所述容置腔3内横向设置多根第一支撑柱4(具体根数根据需要而定)；

优选地，所述第一双层钢板1包括外侧钢板11、内侧钢板12、至少一根支撑角钢13，所述外侧钢板11通过所述支撑角钢13与所述内侧钢板12连接，使得所述外侧钢板11、内侧钢板12构成一带第二容置腔14，用于混凝土的灌注。

进一步地，所述第一双层钢板1还包括至少一根第二支撑柱15，用于加强所述外侧钢板11与所述内侧钢板12的连接固定。

进一步地，所述第二双层钢板2与所述第一双层钢板1结构相同；

优选地，所述第一双层钢板1或所述第二双层钢板2内设置有由钢板51组成的竖槽5，用于实现沉管的沉放；进一步地，所述竖槽5底部为半圆形，用于沉管的安装。

以下就具体实施例对发明做进一步说明；

S1、

S11、在沉管管道过江、河、湖处附近滩地制作长方体双层钢板井筒，具体步骤为：将第一双层钢板1与第二双层钢板2焊接连接，使之围合为一带第一容置腔3的长方体双层钢板井筒；同时，在第一容置腔3内横向设置多根第一支撑柱4(具体根数根据需要而定)，并沿长方体双层钢板井筒竖向设置由钢板构成的竖槽5，且竖槽5的底部设置为半圆形；

S12、在河床底部通过船载长臂挖机或挖泥船水下开挖放置长方体双层钢板井筒的连接井基坑a；

S13、步骤S11设计长方体双层钢板井筒的顶高高于步骤S12连接井基坑a处的水位。

S2、将制作的长方体双层钢板井筒浮运至设计连接井的基坑a处下沉，就位(如图3所示)；再在长方体双层钢板井筒内灌注混凝土b进行封底，并向长方体双层钢板井筒的第二容置腔14内灌注混凝土b，以形成钢—混凝土连接井；且步骤S2中，预留的竖槽5内不灌注混凝土；

S3、将长方体双层钢板井筒外侧回填至沉管c设计底标高d处(如图4所示)，且采用碎石回填，并找平，以满足沉管施工要求；

S4、将预留的竖槽5在水下进行切割并取出(如图5所示)，进行沉管c的沉放，然后将取出的竖槽5槽板下部切割为与沉管c大小相同的半圆e，再将切割后的竖槽5放置于钢板井筒内原位置，并与第二双层钢板的外侧钢板、内侧钢板分别焊接连接(此时竖槽设置于所述第二双层钢板)，使得沉管c卡合于所述竖槽5底部半圆e内，最后在竖槽5内灌注混凝土b；(如图5所示)

S5、用环形钢板与环形橡胶垫封堵沉管与连接井外侧连接口所形成的空隙，抽干连接井内的水，再进行两段沉管c的焊接连接(如图6)；对连接的沉管c进行功能性试验，合格后将连接井基坑a内、外回填，并将钢-混凝土连接井在河床上部及满足航道要求的河床以下部分进行水下切割、取出，满足通航要求，恢复河底原貌。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。