箱筒型基礎水閘結構及圍埝合攏口的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種箱筒型基礎水閘結構及進行圍埝合攏口的施工方法,包括箱筒基礎，其特征是：所述箱筒基礎上部設有上部水閘結構，所述上部水閘結構包括上部矮墻、蓋板上端下部矮墻、閘門槽、縱墻、閘門和面板，所述箱筒基礎的蓋板上固接有蓋板上端下部矮墻，所述蓋板上端下部矮墻上固接有閘門槽，所述閘門槽上固接有上部矮墻，所述上部矮墻設有通槽，閘門貫穿通槽插入閘門槽中，相鄰閘門槽沿其縱軸線方向通過縱墻連接，所述上部矮墻及縱墻上端設有面板。有益效果：采用箱筒基礎，保證了水閘結構的澆筑或安裝都在水面以上，再分段進行圍埝工程施工,避免了水下澆筑的繁瑣工藝。
【專利說明】箱筒型基礎水閘結構及圍埝合攏口的施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于港口工程領域，尤其涉及一種箱筒型基礎水閘結構及圍埝合攏口的施工方法。
【背景技術】
[0002]在大中型圍埝施工過程中，通常需要分段施工，最后進行合攏。由于攏口處水流流速較大，對此處泥面的沖刷較嚴重，地基因而受到破壞，承載力下降，出現(xiàn)埝體下沉，兩側擠淤的情況，將導致合攏斷流后，合攏口處埝體下沉，路面過水，加上剛填筑好的埝體滲流、管涌現(xiàn)象較嚴重，合攏口極有可能被沖開。合攏口也一直是圍埝施工過程中的重點、難點工作，直接影響到工程的成本、工期和質量，具有舉足輕重的作用。目前常用的合攏措施是將大塊石料填筑在埝體受水流直接沖刷側，稍細的建筑碎料則填筑在另一側，并趕潮位進行施工，以減小水流沖刷的損失。該項措施的缺陷是需要使用大量大塊石料，施工成本高、工藝繁瑣，且適用范圍有限。
[0003]此外，隨著淡水資源匱乏問題的日益嚴重，海水淡化也將在人類生活中扮演著越來越重要的角色，大型海水淡化工程也將得到越來越廣泛的應用，而取水閘又是保證取水質量和取水安全的重要保障性結構，在海水淡化工程中有著重要的作用。目前常用的取水閘多采用在下方設置樁基礎的結構形式，該種結構形式的缺陷是施工工藝復雜、造價高、穩(wěn)定性較差，樁基礎抗水平荷載能力較差，由于潮汐作用，調節(jié)水庫與外海水域在取水閘兩側水位不一致，將形成壓力差施加于取水閘并傳遞給樁基礎，極易引起樁基礎破壞。
[0004]專利申請?zhí)?200720099572.5公開了一種帶肋樁的圓筒體可移動箱筒型基礎結構件，其包括3至6個無底帶頂板的鋼壁圓筒體，相鄰圓筒體排列成三角形或四邊形，相鄰圓筒體之間通過豎直鋼板連接，在每個圓筒體的頂板上設有帶開關的通孔，在每個圓筒體的筒壁上設置鋼質豎向肋樁，肋樁下端呈尖錐形，肋樁內填充混凝土或水泥砂漿.上述專利公開了一種箱筒形基礎結構形式，但其缺陷是箱筒結構的加工制作工藝復雜，施工繁瑣。專利申請?zhí)?200420029467.0公開了一種可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續(xù)墻防波堤結構，其由插入到海床土中的箱筒型基礎和坐落其上與其連接成整體的上部擋浪墻構成；箱筒型基礎包括由四個等直徑、等高度、無底的、筒壁內側或外側設置豎向肋板的鋼制圓筒體，通過設在圓筒體兩兩之間的連接板連接構成的矩形體；在該四圓筒矩形體上端面鋪設的整塊混凝土材料蓋板；在每個圓筒體和四個圓筒體圍成的中間腔體的頂部蓋板上開設的可開關的通孔；擋浪墻是由至少二段等直徑、等弧長的直立圓弧形混凝土材料墻段連接成連續(xù)的“S”型墻體。本發(fā)明適用于軟土海床地基，結構水上施工量小、安裝簡便、對水深的適應性和抗波浪能力強，工程費用相對較低。上述專利公開了一種箱筒形基礎結構形式及其在防波堤工程中的應用，但其不足是未提出上部結構的澆筑或安裝方法。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種箱筒型基礎水閘結構及圍埝合攏口的施工方法，采用箱筒基礎作為水閘的基礎結構，箱筒基礎使用負壓下沉工藝沉入泥面一段后停止，在其蓋板上澆筑水閘結構，或先將整體預制的水閘結構安裝在箱筒基礎上端，保證了水閘結構的澆筑或安裝都在水面以上，隨后分段進行圍埝工程施工，避免了水下澆筑混凝土的繁瑣工藝，能有效提高基礎的豎向、水平承載力，結構穩(wěn)定性好。
[0006]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術方案實現(xiàn)，一種箱筒型基礎水閘結構，包括由若干個箱筒、連接墻和蓋板構成的箱筒基礎，其特征是:所述箱筒基礎上部設有上部水閘結構，所述上部水閘結構包括上部矮墻、蓋板上端下部矮墻、閘門槽、縱墻、閘門和面板，所述箱筒基礎的蓋板上固接有蓋板上端下部矮墻，所述蓋板上端下部矮墻上固接有閘門槽，所述閘門槽的橫截面形狀呈“凹”型，所述閘門槽上固接有上部矮墻，所述上部矮墻沿其縱向設有通槽，閘門貫穿上部矮墻的通槽插入閘門槽中，相鄰閘門槽沿其縱軸線方向通過縱墻連接，所述上部矮墻及縱墻上端設有面板，箱筒基礎與上部水閘結構構成整體箱筒型基礎水閘結構。
[0007]所述整體箱筒型基礎水閘結構兩側邊的縱墻上預制有用于連接相鄰整體箱筒型基礎水閘結構及圍堤結構的鎖扣，相鄰鎖扣連接后形成的豎向孔道間設有混凝土或砂漿的密封灌縫。
[0008]所述箱筒基礎的箱筒呈矩形或環(huán)形布置。
[0009]所述蓋板上設有閥門控制的預留孔道。
[0010]所述蓋板上端下部矮墻和上部矮墻采用鋼筋混凝土或鋼結構，其橫截面形狀呈矩形、梯形或矩形與梯形組合形狀。
[0011]一種采用箱筒型基礎水閘結構進行圍埝合攏口的施工方法，以箱筒作為基礎，在箱筒上端的水面以上表面現(xiàn)澆上部水閘結構構成整體箱筒型基礎水閘結構后，打開閘門形成過水通道作為合攏口，隨后分段進行圍埝施工，圍埝施工完成后關閉所有箱筒型基礎水閘結構的閘門，封閉水通道，即完成合攏；
[0012]具體步驟如下:
[0013](I)對水閘安裝位置處的海底泥面進行清障和整平；
[0014](2)組合箱筒基礎拼裝完成后，由浮船塢或滑道輔助下水進行氣浮拖運；向箱筒內充氣，完成后關閉箱筒預留孔道上閥門，調整各箱筒的充氣量，以控制整體箱筒基礎的水平度，由拖輪將箱筒基礎拖運至施工現(xiàn)場；
[0015](3)箱筒基礎運至安裝現(xiàn)場后，對安裝位置進行精確定位，打開箱筒預留孔道上閥門進行排氣自沉，自沉完畢后，通過預留孔道對箱筒進行抽氣，調節(jié)各箱筒相應閥門，控制排氣及抽氣速度形成負壓，對箱筒基礎的平整度進行即時調平，箱筒沉至要求標高位置后停止下沉；
[0016](4)進行上部水閘結構的安裝:在位于水面以上的箱筒基礎上端蓋板表面支模，澆筑蓋板上端下部矮墻、閘門槽、縱墻和上部矮墻通過預留鋼筋與蓋板連接為整體；或將整體預制的上部水閘結構安裝在箱筒基礎上端蓋板上；
[0017](5)上部水閘結構安裝完成后，繼續(xù)從箱筒內抽氣，利用箱筒基礎的蓋板上下形成的壓力差將整體箱筒型基礎水閘結構沉至泥面設計標高位置，關閉預留孔道閥門，完成整體箱筒型基礎水閘結構下沉安裝；
[0018](6)按照上述步驟依次沉入其余整體箱筒型基礎水閘結構；
[0019](7)全部整體箱筒型基礎水閘結構施工完畢后，對整體箱筒型基礎水閘結構兩側邊的鎖扣之間形成的豎向通道，采用混凝土或砂漿灌縫進行密封處理，完成若干組整體箱筒型基礎水閘結構施工；
[0020](8)沿完成的若干組整體箱筒型基礎水閘結構兩側分段進行圍埝施工，圍埝與完成的若干組整體箱筒型基礎水閘結構通過鎖扣連接并進行灌縫密封處理；
[0021](9)使用液壓啟閉機或簡易啟閉機將閘門貫穿上部矮墻的通槽插入閘門槽中進行密封處理，在閘門及縱墻圍成的箱體內回填塊石或建筑材料，再澆筑面層完成合攏口施工。
[0022]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明使用箱筒作為水閘的基礎結構，能有效提高基礎的豎向、水平承載力，結構穩(wěn)定性好，同時，采用邊負壓下沉箱筒邊安裝上部水閘結構，或將上部水閘結構整體預制后安裝在箱筒基礎上端再負壓下沉，可保證水閘結構的澆筑或安裝都是在水面以上，避免了水下澆筑混凝土的繁瑣工藝，極大降低了施工成本，可作為圍埝工程的合攏口，也可作為海水淡化工程中的取水閘使用。該結構作為圍埝工程合攏口使用時，先施工箱筒型基礎和水閘結構并打開閘門形成過水通道；再分段施工圍埝，圍埝施工完后只需關閉閘門即可完成合攏，解決了傳統(tǒng)工藝合攏口施工成本高、周期長、穩(wěn)定性差、風險大等不足。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
[0024]圖2是箱筒型基礎水閘結構的俯視結構圖；
[0025]圖3是本發(fā)明圍埝合攏口的工藝流程示意圖。
[0026]圖中:1-箱筒，2-連接墻，3-蓋板，4-蓋板上端下部矮墻，5-閘門，6-上部矮墻，7-面板，8-預留孔道，9-鎖扣，10-縱墻，11-閘門槽。
【具體實施方式】
[0027]以下結合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的【具體實施方式】詳述如下:
[0028]實施例
[0029]詳見附圖1、2，本實施例提供一種箱筒型基礎水閘結構，一種箱筒型基礎水閘結構，包括由若干個箱筒1、連接墻2和蓋板3構成的箱筒基礎，本實施例箱筒為兩組八只。所述箱筒基礎上部設有上部水閘結構，所述上部水閘結構包括上部矮墻6、蓋板上端下部矮墻
4、閘門槽11、縱墻10、閘門5和面板7，所述箱筒基礎的蓋板上固接有蓋板上端下部矮墻，所述蓋板上端下部矮墻上固接有閘門槽，所述閘門槽的橫截面形狀呈“凹”型，所述閘門槽上固接有上部矮墻，所述上部矮墻沿其縱向設有通槽，閘門貫穿上部矮墻的通槽插入閘門槽中，相鄰閘門槽沿其縱軸線方向通過縱墻連接，所述上部矮墻及縱墻上端設有面板，箱筒基礎與上部水閘結構構成整體箱筒型基礎水閘結構。箱筒I按材質可分為鋼筋混凝土箱筒或鋼箱筒，按數(shù)量可分為單箱筒或若干個組合箱筒，按組合形式可分為矩形布置或環(huán)形布置，按結構形式可分為等直徑箱筒或變直徑箱筒，所述連接墻2用于連接相鄰箱筒，所述蓋板3安裝在箱筒I和連接墻2上端，可為鋼筋混凝土或鋼結構，其橫截面形狀呈矩形、圓形或其它截面形式，所述蓋板在箱筒中心及蓋板幾何中心位置或適當位置設置預留孔道8，所述預留孔道上設置閥門控制孔道的打開閉合，所述蓋板上端下部矮墻4安裝在蓋板3上端，可為鋼筋混凝土或鋼結構，其截面形狀呈矩形、梯形或矩形與梯形組合形狀，所述閘門槽11呈“凹”型，安裝在蓋板上端下部矮墻4上端，所述上部矮墻6安裝在閘門槽11上端，所述“凹”型閘門槽沿縱軸線設置縱墻10連接，所述閘門5通過上部矮墻插入至閘門槽中，可通過液壓啟閉機或簡易啟閉機對閘門進行打開、閉合，所述箱筒沉入泥面，基礎承載力滿足上部結構自重荷載要求后箱筒停止下沉，在箱筒上端蓋板上安裝水閘結構，安裝完成后繼續(xù)下沉箱筒基礎至設計泥面標高位置，所述整體箱筒型基礎水閘結構兩側邊的縱墻上預制有用于連接相鄰整體箱筒型基礎水閘結構及圍堤結構的鎖扣9。所述鎖扣9設置在水閘軸線兩側，用于連接相鄰水閘或圍堤結構，所述鎖扣連接后形成一個豎向孔道，采用混凝土或砂漿灌縫進行密封連接。
[0030]箱筒基礎結構制作及拼裝過程:
[0031](I)單箱筒結構、蓋板分塊預制，蓋板澆筑時在箱筒中心及蓋板中心設置本實施例在中心位置，根據(jù)實際工況也可以選擇適當位置預留孔道，在上部蓋板上端下部矮墻及縱墻安裝部位設置預留鋼筋；
[0032](2)單箱筒固定在指定位置，與蓋板進行拼裝，并對拼縫進行密封；
[0033](3)相鄰箱筒間現(xiàn)澆連接墻2形成組合箱筒結構。本實施例選用四個為一組箱筒基礎。
[0034]箱筒基礎也可預制成一個大型單箱筒，在單箱筒中間設置多條隔斷組成的隔艙，在其單箱筒上部現(xiàn)澆蓋板，然后固接上部水閘結構構成整體箱筒型基礎水閘結構。
[0035]工藝流程:
[0036]采用箱筒型基礎水閘結構進行圍埝合攏口的施工方法，以箱筒作為基礎，在箱筒上端的水面以上表面現(xiàn)澆上部水閘結構構成整體箱筒型基礎水閘結構后，打開閘門形成過水通道作為合攏口，隨后分段進行圍埝施工，圍埝施工完成后關閉所有箱筒型基礎水閘結構的閘門，封閉水通道，即完成合攏；
[0037]具體步驟如下:
[0038](I)對水閘安裝位置處的海底泥面進行清障和整平；
[0039](2)組合箱筒基礎拼裝完成后，由浮船塢或滑道輔助下水進行氣浮拖運；向箱筒內充氣，完成后關閉箱筒預留孔道上閥門，調整各箱筒的充氣量，以控制整體箱筒基礎的水平度，由拖輪將箱筒基礎拖運至施工現(xiàn)場；
[0040](3)箱筒基礎運至安裝現(xiàn)場后，對安裝位置進行精確定位，打開箱筒預留孔道上閥門進行排氣自沉，自沉完畢后，通過預留孔道對箱筒進行抽氣，調節(jié)各箱筒相應閥門，控制排氣及抽氣速度形成負壓，對箱筒基礎的平整度進行即時調平，箱筒沉至要求標高位置后停止下沉；
[0041](4)進行上部水閘結構的安裝:在位于水面以上的箱筒基礎上端蓋板表面支模，澆筑蓋板上端下部矮墻、閘門槽、縱墻和上部矮墻通過預留鋼筋與蓋板連接為整體；或將整體預制的上部水閘結構安裝在箱筒基礎上端蓋板上；
[0042](5)上部水閘結構安裝完成后，繼續(xù)從箱筒內抽氣，利用箱筒基礎的蓋板上下形成的壓力差將整體箱筒型基礎水閘結構沉至泥面設計標高位置，關閉預留孔道閥門，完成整體箱筒型基礎水閘結構下沉安裝；
[0043](6)按照上述步驟依次沉入其余整體箱筒型基礎水閘結構；
[0044](7)全部整體箱筒型基礎水閘結構施工完畢后，對整體箱筒型基礎水閘結構兩側邊的鎖扣之間形成的豎向通道，采用混凝土或砂漿灌縫進行密封處理，完成若干組整體箱筒型基礎水閘結構施工；
[0045](8)沿完成的若干組整體箱筒型基礎水閘結構兩側分段進行圍埝施工，圍埝與完成的若干組整體箱筒型基礎水閘結構通過鎖扣連接并進行灌縫密封處理；
[0046](9)使用液壓啟閉機或簡易啟閉機將閘門貫穿上部矮墻的通槽插入閘門槽中進行密封處理，在閘門及縱墻圍成的箱體內回填塊石或建筑材料，再澆筑面層，合攏口最后可將閘門固定死，完成合攏口施工。
[0047]采用箱筒型基礎水閘結構還可以作為海水淡化工程的取水閘結構使用:作為取水閘結構與合攏口結構1-8步驟相同，僅第9步不同。即，使用液壓啟閉機或簡易啟閉機將閘門從閘門槽上部矮墻插入至閘門槽中，后澆筑面層完成取水閘結構施工。取水閘在高潮位時開啟閘門取水，低潮位時關閉閘門。與合攏口的工藝區(qū)別有:1、取水閘澆筑面板時不用在箱筒內進行回填；2、閘門不固定死，可打開、閉合；3、使用功能，取水閘在高潮時打開閘門取水，低潮時關閉閘門。
[0048]上述參照實施例對該一種箱筒型基礎水閘結構進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本發(fā)明總體構思下的變化和修改，應屬本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種箱筒型基礎水閘結構，包括由若干個箱筒、連接墻和蓋板構成的箱筒基礎，其特征是:所述箱筒基礎上部設有上部水閘結構，所述上部水閘結構包括上部矮墻、蓋板上端下部矮墻、閘門槽、縱墻、閘門和面板，所述箱筒基礎的蓋板上固接有蓋板上端下部矮墻，所述蓋板上端下部矮墻上固接有閘門槽，所述閘門槽的橫截面形狀呈“凹”型，所述閘門槽上固接有上部矮墻，所述上部矮墻沿其縱向設有通槽，閘門貫穿上部矮墻的通槽插入閘門槽中，相鄰閘門槽沿其縱軸線方向通過縱墻連接，所述上部矮墻及縱墻上端設有面板，箱筒基礎與上部水閘結構構成整體箱筒型基礎水閘結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的箱筒型基礎水閘結構，其特征是:所述整體箱筒型基礎水閘結構兩側邊的縱墻上預制有用于連接相鄰整體箱筒型基礎水閘結構及圍堤結構的鎖扣，相鄰鎖扣連接后形成的豎向孔道間設有混凝土或砂漿的密封灌縫。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的箱筒型基礎水閘結構，其特征是:所述箱筒基礎的箱筒呈矩形或環(huán)形布置。
4.根據(jù)權利要求3所述的箱筒型基礎水閘結構，其特征是:所述蓋板上設有閥門控制的預留孔道。
5.根據(jù)權利要求4所述的箱筒型基礎水閘結構，其特征是:所述蓋板上端下部矮墻和上部矮墻采用鋼筋混凝土或鋼結構，其橫截面形狀呈矩形、梯形或矩形與梯形組合形狀。
6.一種采用權利要求1所述的箱筒型基礎水閘結構進行圍埝合攏口的施工方法，其特征是:以箱筒作為基礎，在箱筒上端的水面以上表面現(xiàn)澆上部水閘結構構成整體箱筒型基礎水閘結構后，打開閘門形成過水通道作為合攏口，隨后分段進行圍埝施工，圍埝施工完成后關閉所有箱筒型基礎水閘結構的閘門，封閉水通道，即完成合攏； 具體步驟如下: (1)對水閘安裝位置處的海底泥面進行清障和整平； (2)組合箱筒基礎拼裝完成后，由浮船塢或滑道輔助下水進行氣浮拖運；向箱筒內充氣，完成后關閉箱筒預留孔道上閥門，調整各箱筒的充氣量，以控制整體箱筒基礎的水平度，由拖輪將箱筒基礎拖運至施工現(xiàn)場； (3)箱筒基礎運至安裝現(xiàn)場后，對安裝位置進行精確定位，打開箱筒預留孔道上閥門進行排氣自沉，自沉完畢后，通過預留孔道對箱筒進行抽氣，調節(jié)各箱筒相應閥門，控制排氣及抽氣速度形成負壓，對箱筒基礎的平整度進行即時調平，箱筒沉至要求標高位置后停止下沉； (4)進行上部水閘結構的安裝:在位于水面以上的箱筒基礎上端蓋板表面支模，澆筑蓋板上端下部矮墻、閘門槽、縱墻和上部矮墻通過預留鋼筋與蓋板連接為整體；或將整體預制的上部水閘結構安裝在箱筒基礎上端蓋板上； (5)上部水閘結構安裝完成后，繼續(xù)從箱筒內抽氣，利用箱筒基礎的蓋板上下形成的壓力差將整體箱筒型基礎水閘結構沉至泥面設計標高位置，關閉預留孔道閥門，完成整體箱筒型基礎水閘結構下沉安裝； (6)按照上述步驟依次沉入其余整體箱筒型基礎水閘結構； (7)全部整體箱筒型基礎水閘結構施工完畢后，對整體箱筒型基礎水閘結構兩側邊的鎖扣之間形成的豎向通道，采用混凝土或砂漿灌縫進行密封處理，完成若干組整體箱筒型基礎水閘結構施工； (8)沿完成的若干組整體箱筒型基礎水閘結構兩側分段進行圍埝施工，圍埝與完成的若干組整體箱筒型基礎水閘結構通過鎖扣連接并進行灌縫密封處理； (9)使用液壓啟閉機或簡易啟閉機將閘門貫穿上部矮墻的通槽插入閘門槽中進行密封處理，在閘門及縱墻圍成的箱體內回填塊石或建筑材料，再澆筑面層完成合攏口施工。
【文檔編號】E02B7/20GK104179156SQ201410416164
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權日:2014年8月22日
【發(fā)明者】張佩良, 別社安, 劉鳳松, 丁文智, 陳強, 米劉芳, 何福渤, 李格平, 李德剛, 李剛 申請人:天津港航工程有限公司