[发明专利]一种淤泥河床土石围堰及其施工方法

摘要

本发明公开了一种淤泥河床土石围堰及其施工方法，该土石围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部封堵结构、竖向防水结构和土石堰体；该施工方法包括步骤：一、底部封堵结构的施工；二、竖向防水结构修筑；三、堆石体修筑；四、土石堰体填筑；五、迎水面边坡石笼护面修筑；6、生态防护结构修筑。本发明通过在土石堰体通过在迎水面设置石笼护面和石块护面层，避免了受雨水和水流冲刷造成泥水污染水体；该施工方法中通过先修筑堆石体，再修筑内堆体和外堆体，避免了内堆体和外堆体修筑过程中，造成后期水污染，采用高压旋喷桩设备对防渗墙进行施工，能够使混合水泥浆液快速凝结，对土石堰体内部的流水孔道及空腔进行封堵，从而达到固结和防渗的目的。

主权项

1.一种淤泥河床土石围堰的施工方法，其特征在于：该淤泥河床土石围堰包括嵌入在淤泥河床内的底部封堵结构、竖向防水结构(7)和土石堰体(3)；所述底部封堵结构包括两个呈平行布设的防渗墙(2)，所述竖向防水结构(7)竖直布设在两个所述防渗墙(2)的上方，所述竖向防水结构(7)的下部伸入至两个所述防渗墙(2)之间，每个所述防渗墙(2)均包括多个第一高压旋喷桩和与多个所述第一高压旋喷桩交错布设的多个第二高压旋喷桩，相邻两个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩之间通过桩间墙连接为一体，相邻两个所述第一高压旋喷桩或第二高压旋喷桩之间的桩间距为0.7m～0.8m；所述土石堰体(3)包括布设在竖向防水结构(7)内外两侧的内堆体(8)和外堆体(9)，所述内堆体(8)和外堆体(9)均为土石堆体；所述土石堆体的上表面为由上向下逐渐向外倾斜的坡面，所述竖向防水结构(7)的高度不小于所述土石堆体的高度；所述土石堆体坡面的坡脚处均布设有堆石体(6)，所述堆石体(6)由竖向钢筋笼和填充在所述竖向钢筋笼内的石块组成；所述外堆体(9)的坡面为迎水面，所述外堆体(9)坡面的下部布设有石笼护面(16)，所述石笼护面(16)的高度不小于河道内河流的常水位；所述石笼护面(16)由沿外堆体(9)坡面布设的斜向钢筋笼和填充在所述斜向钢筋笼内的石块组成，所述竖向钢筋笼的顶部与所述斜向钢筋笼的底部连接；所述石笼护面(16)的上方且沿外堆体(9)坡面布设有石块护面层(17)，所述石块护面层(17)由铺设在所述外堆体(9)的坡面上的多个护面石块组成；相邻两个所述护面石块的缝隙之间以及所述内堆体(8)的坡面上均覆盖有草皮(19)；所述淤泥河床土石围堰的施工方法，包括以下步骤：步骤一、底部封堵结构的施工，分别对两个所述防渗墙(2)进行施工，对其中一个所述防渗墙(2)进行施工时，过程如下：步骤101、第一高压旋喷桩的施工：沿所述防渗墙的长度方向由前至后分别对多个所述第一高压旋喷桩进行施工，对其中任意一个所述第一高压旋喷桩进行施工时，采用高压旋喷桩设备进行施工，其中，所述高压旋喷桩设备包括旋喷管(13)和设置在所述旋喷管(13)内的喷管机构，所述喷管机构的上端与所述旋喷管(13)固定连接，所述旋喷管(13)和所述喷管机构均呈竖向布设，所述喷管机构包括用于输送水泥浆液的喷浆管(20)、用于输送高压气的喷气管(22)、用于输送高压水的喷水管(23)和用于输送速凝剂的喷剂管(21)，所述喷浆管(20)与所述旋喷管(13)呈同轴布设，所述喷气管(22)和喷水管(23)对称布设在喷浆管(20)的两侧，所述喷气管(22)和喷水管(23)与所述喷浆管(20)之间的距离大于所述喷剂管(21)与所述喷浆管(20)之间的距离；所述喷剂管(21)的进口通过第一软管(25)与速凝剂容器(31)连接，第一软管(25)上设置有第一液体流量检测单元和第一流量控制阀，所述喷剂管(21)的出口与所述喷浆管(20)的下部通过连接管连通，所述旋喷管(13)的下端设置有供所述水泥浆液喷出的喷嘴(14)，所述喷嘴(14)为中空的倒圆台结构，所述喷嘴(14)上底面的直径与所述旋喷管(13)下端的直径相同，所述喷嘴(14)与所述旋喷管(13)内部连通且加工为一体，所述喷浆管(20)的进口通过第二软管(26)与浆液制备装置(29)连接，所述喷浆管(20)的出口伸入所述喷嘴(14)，所述第二软管(26)上设置有第二液体流量检测单元和第二流量控制阀；所述旋喷管(13)的管壁上开设有供所述高压气喷出的喷气孔和供所述高压水喷出的喷水孔，所述喷气管(22)的进口通过第三软管(27)与空气压缩机(30)连接，所述喷气管(22)的下部设置有与所述喷气管(22)连通的第一水平管段，所述第一水平管段呈水平布设，所述第一水平管段的出口与所述喷气孔连通，所述第三软管(27)上设置有气体流量检测单元和第三流量控制阀；所述喷水管(23)的进口通过第四软管(28)与高压水泵(32)连接，所述喷水管(23)的下部设置有与所述喷水管(23)连通的第二水平管段，所述第二水平管段呈水平布设，所述第二水平管段的出口与所述喷水孔连通，所述第四软管(28)上设置有第三液体流量检测单元和第四流量控制阀，所述喷气孔和所述喷水孔均设置在所述喷嘴(14)的上方，且所述喷气孔和所述喷水孔布设在同一水平线上；所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀均与控制器连接；施工过程如下：步骤1011、桩孔成型：采用钻机设备按照常规护壁钻孔的方式进行钻取桩孔(18)；步骤1012、旋喷管下放到位：在步骤1011中成型的所述桩孔(18)内下放所述旋喷管(13)，使所述喷嘴(14)下放至步骤1011中所述桩孔(18)底部；步骤1013、喷浆及同步提升：通过所述控制器控制所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀，进行所述水泥浆液、高压气、高压水和速凝剂的输送，提升并旋转所述旋喷管(13)，所述喷浆管(20)、喷气管(22)、喷水管(23)和喷剂管(21)与所述旋喷管(13)同步进行旋转，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出，直至所述喷嘴(14)提升至所述桩孔(18)的顶部，其中，所述混合水泥浆液为所述水泥浆液和速凝剂的混合物，所述水泥浆液的比重为1.5g/cm³～1.8g/cm³；步骤1014、回喷：待步骤1013中所述喷嘴(14)提升至所述桩孔(18)的顶部时，停止所述旋喷管(13)的提升，保持所述旋喷管(13)继续旋转5min～15min，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出；步骤1015、第一高压旋喷桩桩体成型：待步骤1013和步骤1014中的所述混合水泥浆液凝结后，所述第一高压旋喷桩桩体成型；步骤1016、重复步骤1011～步骤1015，直至多个所述第一高压旋喷桩均施工完成；步骤102、第二高压旋喷桩的施工：待步骤101中多个所述第一高压旋喷桩均施工完成后，重复步骤101完成多个所述第二高压旋喷桩的施工；步骤103、桩间墙的施工：待所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩均施工完成后，采用常规方法进行所述桩间墙的施工；步骤104、底部封堵结构施工完成：待所述第一高压旋喷桩、所述第二高压旋喷桩和所述桩间墙均达到设计强度后，第一个所述防渗墙(2)施工完成，重复步骤101～步骤103进行第二个所述防渗墙(2)，待第二个所述防渗墙(2)的所述第一高压旋喷桩、所述第二高压旋喷桩和所述桩间墙均达到设计强度后，所述底部封堵结构施工完成；步骤二、竖向防水结构修筑：待所述底部封堵结构施工完成后，在所述底部封堵结构上修筑竖向防水结构(7)；步骤三、堆石体修筑：对堆石体(6)施工区域进行抛石挤淤施工，形成堆石体(6)修筑地基，接着在所述修筑地基上绑扎所述竖向钢筋笼，再向所述竖向钢筋笼内填筑满石块形成堆石体(6)；步骤四、土石堰体填筑：在所述竖向防水结构(7)的内侧和外侧分别填筑内堆体(8)和外堆体(9)；步骤五、迎水面边坡石笼护面(16)修筑：在所述外堆体(9)的坡面下部修筑石笼护面(16)；步骤六、生态防护结构修筑：在石笼护面(16)上方沿外堆体(9)的坡面铺设石块形成石块护面层(17)，再在石块护面层(17)中石块的缝隙之间以及内堆体(8)的坡面铺设草皮(19)。