一种利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法与流程

本发明涉及堤坝防汛抢险加固技术，尤其涉及一种利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法。

背景技术：
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管涌是江河大堤在汛期常见险情之一。管涌是指在渗流力作用下，无粘性土中的细小颗粒通过粗大颗粒构成的孔隙，发生移动或被水流带出的现象。管涌发生时，大量涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。

管涌抢护的方法有多种，其中较常用的是在管涌周围用土袋垒成围井，井壁须不漏水，形成一个蓄水池，蓄水抬高井(池)内水位，以减小管涌上下游水位差，制止险情发展。

如2016年7月4日，位于武汉市临江大道青山区政府后侧长江边一倒口湖发生6处管涌，采用设置倒滤层进行倒滤、围堰抢险，先后动员600多人参与抢险，在管涌出口处筑成一道直径约为15米的围堤。该管涌的处治所用砂袋数量庞大，参与人员众多，工程量浩大。面对管涌的应急处治，亟待寻求一种工程量较小、所需人力较少、效率较高的抢险办法。

另一方面，我国每年产生的废旧轮胎居世界前列，2013年我国废旧轮胎产生量已经达到2.99亿条、重量达到1080万吨，并以每年约8%~10%的速度增长。到2020年，我国废旧轮胎年产量将达2000万吨。如何安全、环保的处理与日俱增的废旧轮胎，是亟待解决的问题。

若能够把废旧轮胎用于管涌出口的快速围堵，一方面可以降低管涌围堵的工程量、提高抢险效率，另一方面也为废旧轮胎的再利用提供新途径，显然符合资源再利用的发展需求。

可见，有必要探讨利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，促进现有技术的革新与进步。

技术实现要素：
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为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，其操作简单、施工方便、工程量小，为管涌抢险提供了一种可靠的围堵技术。

本发明的技术方案如下：

利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、设计管涌出口围堵方案：

根据管涌口的涌水量、上下游水位差、废旧轮胎配重块的直径、工程地质条件等因素，设计管涌口的内层围堵圈及外层围堵圈的半径及相互搭接方式，并选用相应定位桩及连接板的配套尺寸及数量；

2）、制造废旧轮胎配重块：

根据设计要求制造废旧轮胎配重块待用，废旧轮胎配重块采用废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土构成，且在中心处设有与定位桩外壁相配合的预留孔；

3）、打入定位桩：

按照内层围堵圈及外层围堵圈的设计半径，均匀地打入内层围堵圈的定位桩与外层围堵圈的定位桩，使定位桩插入强度较高的土层中，且处于竖直状态；

4）、搭接围堵圈：

根据设计，同步在内层围堵圈的定位桩及外层围堵圈的定位桩叠压套入多个废旧轮胎配重块，并选择合适位置在内层围堵圈的相邻定位桩之间、外层围堵圈的相邻定位桩之间、内层与外层围堵圈的相邻定位桩之间套入连接板；最终构成废旧轮胎配重块及连接板交替分布、各围堵圈内部及相互之间通过连接板连接、且内层围堵圈的高度大于外层围堵圈高度的围堵结构；

5）、铺设防水彩条布：

在内层围堵圈及外层围堵圈的内侧，铺设防水彩条布形成密封圈，使水无法通过各废旧轮胎配重块的搭接隙中流出；必要时可抛入砂袋压住防水彩条布的底部，或铺设多层防水彩条布；确认内层围堵圈及外层围堵圈的墙体无水渗漏，水只能通过内层围堵圈及外层围堵圈的顶部流出、且围堵圈的整体稳定性满足要求时，施工结束。

所述的利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，其特征在于，所述的的废旧轮胎配重块预留孔直径大于定位桩直径。

所述的利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，其特征在于，所述的连接板两端设置套孔，套孔宽度略大于定位桩的直径，套孔长度大于定位桩直径3倍。

所述的利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，其特征在于，所述的内层围堵圈高度为外层围堵圈高度的1.5~2.5倍。

所述的利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，其特征在于，所述的外层围堵圈的半径为内层围堵圈半径的2~3倍。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用废旧轮胎制作配重块，一方面废旧轮胎为外框架可省去模板，另一方面废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，混凝土内仅配少量构造钢筋即可，整体价格低廉，提前预制备用，使用方便，且可反复利用，具有经济性与实用性。

2、本发明通过废旧轮胎配重块及连接板交替套入定位桩形成围堵结构，施工简单方便，施工速度快，工程量小，满足抗洪抢险的紧迫性需求。定位桩打入强度较高土层中形成围堵圈的骨架，整体强度高，稳定性满足工程需要。

3、本发明设置内层围堵圈与外层围堵圈，相互连接整体刚度大，对提高围堵圈的整体稳定性有利，且使水位呈现阶梯式落差，内层围堵圈与外层围堵圈的内外水位差均处于合理范围内，能适应复杂情况下的抗洪抢险需要。

附图说明：

图1本发明的废旧轮胎配重块结构示意图。

图2本发明的连接板结构示意图。

图3本发明的废旧轮胎围堵管涌出口俯视图。

图4本发明的废旧轮胎围堵管涌出口主视图。

图5本发明的废旧轮胎围堵管涌出口的三维示意图。

图6本发明的连接板与定位桩搭接示意图。

附图标记说明：1、废旧轮胎；2、钢筋混凝土；3、预留孔；4、连接板；5、套孔；6、堤坝；7、管涌通道；8、定位桩；A、上游水位；B、下游水位；C、外圈水位；D、内圈水位。

具体实施方式：

参见附图：

利用废旧轮胎快速围堵管涌出口的施工方法，具体实施步骤详细描述如下：

1）、设计管涌出口围堵方案：

根据管涌口的涌水量、上下游水位差、废旧轮胎配重块的直径、工程地质条件等因素，设计管涌口的内层围堵圈及外层围堵圈的半径及相互搭接方式，并选用相应定位桩8及连接板4的配套尺寸及数量。

内层围堵圈是指离管涌口较近、由废旧轮胎配重块套入定位桩堆叠形成的高度较大的圆形封闭体，图5中给出了一种由4列废旧轮胎配重块形成的内层围堵圈。外层围堵圈是指离管涌口较远、由废旧轮胎配重块套入定位桩堆叠形成的高度相对小些的圆形封闭体，图5中给出了一种由13列废旧轮胎配重块形成的外层围堵圈。

内层围堵圈所用定位桩8的高度为外层围堵圈所用定位桩8高度的两倍左右。内层围堵圈的定位桩8之间与外层围堵圈的定位桩8之间所使用的连接板4参数相同，但内层围堵圈与外层围堵圈之间连接板4的长度更大。故事先应储备不同参数的系列定位桩8与连接板4供选用，才能满足抗洪抢险时的应急征用。

2）、制造废旧轮胎配重块：

根据设计要求制造废旧轮胎配重块待用，废旧轮胎配重块采用废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土构成，且在中心处设有与定位桩外壁相配合的预留孔；

3）、打入定位桩：

按照内层围堵圈及外层围堵圈的设计半径，均匀地打入内层围堵圈的定位桩8与外层围堵圈的定位桩8，使定位桩8插入强度较高的土层中，且处于竖直状态。

实际施工过程中，定位桩8的位置有一定误差也是正常的。由于连接板4两端的套孔5呈长条状，套孔5的宽度略大于定位桩8的直径，套孔5的长度大于定位桩8直径的三倍以上，其能够适应定位桩8在一定范围内的偏移。但若定位桩8的位置偏移太大，导致连接板4无法套入相邻的两根定位桩8时，需重新打设定位桩8。故施工过程中尽可能的保证施工精度。

一般地，先打设内层围堵圈的定位桩8，并利用连接板4初步测试各定位桩8的位置符合要求后，再按同样方法打设外层围堵圈的定位桩8。施工结束后，各定位桩8应处于铅垂状态。定位桩8应打入一定深度的硬土层，且在后续施工的扰动中定位桩8应能基本保持竖直状态。

4）、搭接围堵圈：

根据设计，同步在内层围堵圈的定位桩8及外层围堵圈的定位桩8套入废旧轮胎配重块，并选择合适位置在内层围堵圈的相邻定位桩8之间、外层围堵圈的相邻定位桩8之间、内部与外层围堵圈的相邻定位桩8之间套入连接板4。最终形成废旧轮胎配重块及连接板交替分布、各围堵圈内部及相互之间通过连接板连接、且内层围堵圈的高度大于外层围堵圈高度的围堵结构。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎1内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在对称轴处设置预留孔3。应选用同一型号的废旧轮胎制作配重块，其外形尺寸相同，有利于相互堆砌。

施工中，基于废旧轮胎配重块上的预留孔3套住定位桩8，使废旧轮胎配重块在自重作用下下沉且相互堆砌。预留孔3的直径大于定位桩8的直径，故废旧轮胎配重块能方便的套住定位桩8。以常见小轿车轮胎型号195/60R15为例，其内腔体积约为0.055 m³，内槽浇筑钢筋混凝土后整体重量约为130kg。2~4人能把该重量的废旧轮胎配重块抬起套入定位桩8中。施工中应尽可能的较少废旧轮胎配重块对定位桩8的碰撞，以维护整体的稳定性与安全性。

图6给出了内层围堵圈及外层围堵圈之间的定位桩8与连接板4的搭接示意图。可见内层围堵圈的各定位桩8之间、外层围堵圈的各定位桩8之间均有多道连接板4相连，且内层围堵圈及外层围堵圈定位桩8之间有也多道连接板4相连，整体稳定性较高，能适应复杂情况下的管涌口围堵需要。一般内层围堵圈的高度为外层围堵圈高度的两倍左右，外层围堵圈的半径为内层围堵圈半径的两至三倍。

5）、铺设防水彩条布：

在内层围堵圈及外层围堵圈的内侧，铺设防水彩条布形成密封圈，使水无法通过各废旧轮胎配重块的搭接缝隙中流出；必要时可抛入砂袋压住防水彩条布的底部，或铺设多层防水彩条布。确认内层围堵圈及外层围堵圈的墙体无水渗漏；水只能通过内层围堵圈及外层围堵圈的顶部流出、且围堵圈的整体稳定性满足要求时，施工结束。

围堵管涌口的作用是提高管涌口的水位，进而降低上下游水位差，减小管涌通道内的水力冲刷作用，提高堤坝的安全性。若水从相互堆叠废旧轮胎配重块的横向与纵向接缝中流出，则难以提高管涌口的水位，故需铺设防水彩条布阻止水从内层围堵圈及外层围堵圈的搭接缝隙中流出。

用防水彩条布能较容易的把内层围堵圈的内侧密封、堵上，使水只能通过内层围堵圈的顶部漫流排出。而内层围堵圈与外层围堵圈设置了一些连接板4，如图5所示，这些连接板4使得防水彩条布难以完整的布满外层围堵圈的内侧。施工中可采用小型砂袋或其他辅助措施对外层围堵圈的内侧进行封堵，减少外层围堵圈内的水从搭接缝隙中流出。

图4给出了内外层围堵圈的理想水位分布图。内层围堵圈的水位差为内圈水位D与外圈水位C之间的距离，外层围堵圈的水位差为外圈水位C与下游水位B之间的距离，管涌口围堵后使其水位提高了内圈水位D与下游水位B之间的距离。

设置内部围堵圈与外部围堵圈，使水位呈现阶梯式落差，对提高围堵圈的整体稳定性有利，能有效降低管涌口上下游的水位差，能适应复杂情况下的抗洪抢险需要。

抗洪抢险具有紧迫性，故上述所提管涌围堵方法中涉及的定位桩8、连接板4、废旧轮胎配重块、防水彩条布、打桩设备及其他辅助工具，应提前储备，在洪涝灾害期间能够迅速运至抢险现场，满足抢险的应急需要。

洪涝灾害结束后，上述所提方法修筑的围堵圈可以拆除。按照与修筑时相反的顺序，逐个搬离废旧轮胎配重块与连接板4，最后拔出所有定位桩8，即实现整体的拆除。拆除后的各个配件，可在后续的洪涝灾害中重复利用。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。