[发明专利]一种免开挖钢桶围堰安装装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种免开挖钢桶围堰安装装置及其施工方法，该装置包括负压安装系统、水平检测装置和钢桶连接止水装置；负压安装系统包括负压安装装置主体、电子机械卡扣、环形安装顶帽和橡胶密封环；钢桶连接止水装置包括钢桶围堰外环连接止水装置和内环连接装置；本发明采用负压安装系统安装钢桶，无需开挖下沉安装钢桶，且无需考虑吸力桶与钢桶的高度差，实现了钢桶围堰的免开挖快速安全施工，应用范围广泛，制作成本低，负压安装系统可重复使用，能够减少能源消耗；电子机械卡扣保证安装装置与钢桶有效连接，保证施工安全性；钢桶围堰外侧连接处的止水装置有效保证围堰填土与水域的水力隔绝，避免围堰内填土流失风险，保证钢桶围堰的整体安全性。

技术领域

本发明涉及海洋岩土工程的离岸式基础技术领域，尤其涉及一种免开挖钢桶围堰安装装置及其施工方法。

背景技术

随着我国建设海洋强国和发展海洋经济的战略部署，为提高海洋资源开发的能力和加快海洋区域经济发展的步伐，我国大力推进了海岸线保护、海港建设、重要海岛建设、近海工程和海上工程等各类海洋工程建设，钢桶围堰在这些工程中都发挥了重要的作用。

目前常见的钢桶围堰的安装是通过冲振或锤击的方式贯入水下软土中的，这类传统的钢桶安装方式会扰动钢护筒周边的软土，破坏土体结构致使其强度软化；另一方面，还将在钢桶周边的软土中形成超静孔隙水压力，增加土体发生液化破坏风险，可能诱发钢桶围堰滑移或断裂破坏事故。另外，传统离岸式桶型基础筒体间连接部位易出现渗水现象，影响围堰耐久性和安全性。

新型离岸式桶型基础以吸力桶作为安装装置，通过施加负压的方式将桶型基础贯入土中。但此类离岸桶型基础安装采用的吸力桶主体气密性和顶盖强度要求高，桶型基础直径、长度均受限制，批量生产难度大；且该方法用于免开挖的钢桶围堰贯入施工，能源损耗大、吸力桶下沉深度有限，对于深基础需采用多次安装，吸力桶拔出过程能量损耗大、易扰动土层，且施工步骤复杂、施工周期长。

因此，为提高钢桶围堰的安装效率、施工安全和耐久性，减少施工过程能量损耗和土层扰动，针对海域或江河水域中钢桶围堰安装技术复杂、施工难度高、损耗大等工程现状，急需一种施工简单、全面有效、绿色节能的免开挖钢桶围堰安装装置及其施工方法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种免开挖钢桶围堰安装装置及其施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明一方面提供了一种免开挖钢桶围堰安装装置，该装置包括负压安装系统、水平检测装置和钢桶连接止水装置；所述负压安装系统包括负压安装装置主体、电子机械卡扣、环形安装顶帽和橡胶密封环；所述负压安装装置主体与环形安装顶帽通过焊接方式固定连接；所述负压安装装置主体设有贯穿的通气孔，用于抽气和释放负压；所述环形安装顶帽由环形顶板和圆筒状侧壁一体形成，其截面呈L形；所述电子机械卡扣均匀分布于环形安装顶帽底部，并与环形安装顶帽铰接，通过远程遥控方式可控制电子机械卡扣围绕环形安装顶帽旋转，从而锁紧或释放钢桶；所述橡胶密封环固定于环形安装顶帽内侧，用于保证负压安装系统与钢桶间连接的密封性；

所述水平检测装置固定于环形安装顶帽顶部边缘，用于测定施工过程中负压安装系统的水平情况，保证钢桶不发生倾斜；

所述钢桶连接止水装置包括钢桶围堰外环连接止水装置和钢桶围堰内环连接装置；所述钢桶围堰外环连接止水装置和钢桶围堰内环连接装置将相邻的第一钢桶和第二钢桶连接；

所述钢桶围堰外环连接止水装置包括两个外侧预留固定钩和钢桶围堰外环连接主体，两个外侧预留固定钩分别焊接固定在第一钢桶和第二钢桶上，所述钢桶围堰外环连接主体整体为U型钢板桩结构，两端连接接头为与外侧预留固定钩相配合的内钩结构，且在连接接头处包裹遇水膨胀橡胶，以保证两个外侧预留固定钩与钢桶围堰外环连接主体完成安装后，遇水膨胀橡胶膨胀并完全填补连接孔隙，避免钢桶围堰外环连接止水装置与第一钢桶和第二钢桶连接部位产生渗漏现象；