本實(shí)用新型涉及一種沉管隧道工程的圍堰結(jié)構(gòu)，屬于水利施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

沉管隧道工程工程中采用圍堰結(jié)構(gòu)進(jìn)行防水防滲，堰體外側(cè)為粘土防滲斜墻，內(nèi)側(cè)為充砂長(zhǎng)管袋。講邊圍堰常遭受不可抗力洪峰，洪水迅速漫過堰頂，瞬間形成大落差急流直下疊水瀑布，大面積沖刷圍堰內(nèi)邊坡，沖損模袋，沖走內(nèi)堰砂體和中間砂芯散料，導(dǎo)致端頭堰體整體變薄，圍堰三軸攪拌樁和塑性混凝土防滲墻遭到破壞，僅靠外堰體無法抵抗高水壓，外堰體模袋也被洪水多處拉裂，進(jìn)而外堰體模袋砂被洪水沖走，隨著內(nèi)、外堰體相繼被沖開缺口并迅速擴(kuò)大，最終洪水沖毀堰體。

在河流圍堰修復(fù)過程中，一般采用軸線干塢法施工的沉管隧道在管段浮運(yùn)出塢后需要施作二次圍堰將干塢與河流隔離開，然后將干塢里的水抽干并進(jìn)行二次開挖。重建圍堰時(shí)，受水文條件影響較大，施工環(huán)境復(fù)雜，施工難度大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)江中重建圍堰，受河流水文條件影響較大，施工環(huán)境復(fù)雜，施工難度高的問題，本實(shí)用新型提供了一種沉管隧道重建圍堰結(jié)構(gòu)，其施工過程簡(jiǎn)單可控，有助于快速重建圍堰并保證其耐用性。

本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種沉管隧道重建圍堰結(jié)構(gòu)，包括基底，內(nèi)側(cè)拋石堰體、外側(cè)拋石堰體、一級(jí)粘土堰體、二級(jí)粘土堰體，其特征在于：所述基底是原一次圍堰被沖毀后的剩余充砂長(zhǎng)管袋和河床，在基底兩側(cè)拋石塊形成內(nèi)側(cè)拋石堰體和外側(cè)拋石堰體；在內(nèi)側(cè)拋石堰體和外側(cè)拋石堰體之間填筑粘土形成一級(jí)粘土堰體，內(nèi)側(cè)拋石堰體、外側(cè)拋石堰體和一級(jí)粘土堰體構(gòu)成了土石圍堰，在土石圍堰上方填筑二級(jí)粘土堰體；一級(jí)粘土堰體中部鉆孔并澆筑塑性混凝土鉆孔咬合樁。

進(jìn)一步優(yōu)選，被沖毀堰體沿軸線往往呈凹形豁口，塑性混凝土鉆孔咬合樁作業(yè)范圍地層主要為未被沖毀的長(zhǎng)管袋充填砂和粘土，其中豁口兩側(cè)砂層較厚，中間砂層較薄，為了保證重建圍堰薄弱處的強(qiáng)度，在塑性混凝土鉆孔咬合樁轉(zhuǎn)角和與原先塑性混凝土防滲墻接茬處設(shè)置三重管旋噴樁。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述在一級(jí)粘土堰體和二級(jí)粘土堰體的邊坡及頂面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片并模筑早強(qiáng)混凝土；邊坡坡頂、坡底和變坡點(diǎn)位置鋼筋網(wǎng)片必須連續(xù)設(shè)置。邊坡及坡頂打入固定鋼筋的網(wǎng)片鋼筋，鋼筋與鋼筋網(wǎng)片綁扎牢固。

進(jìn)一步優(yōu)選，一級(jí)粘土堰體和二級(jí)粘土堰體的邊坡坡面前預(yù)埋PVC管作為泄水孔。

進(jìn)一步優(yōu)選，塑性混凝土鉆孔咬合樁分為一序樁和二序樁，一序樁和二序樁的呈嵌入咬合狀態(tài)而形成一個(gè)連續(xù)、封閉的整體排樁結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益效果：該重建圍堰結(jié)構(gòu)施工速度快，效率高，并且結(jié)構(gòu)牢固，土石圍堰重建堰體及其防滲體系具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗?jié)B性能好、成本較低、作業(yè)方便、安全性高、工期可控且經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可在原一次圍堰被沖毀后的剩余充砂長(zhǎng)管袋和河床的基礎(chǔ)上快速重建圍堰，為今后類似重建圍堰施工提供參考價(jià)值。

附圖說明

圖1是重建圍堰橫剖面圖。

圖2是重建圍堰橫平面圖。

圖中：1.基底、2.外側(cè)拋石堰體、3.內(nèi)側(cè)拋石堰體、4.一級(jí)粘土堰體、5.二級(jí)粘土堰體、6.河床、7.鋼管樁、8.暗埋段與沉管段分界、9.塑性混凝土鉆孔咬合樁。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，一種沉管隧道重建圍堰結(jié)構(gòu)，以原一次圍堰被沖毀后的剩余充砂長(zhǎng)管袋和河床(6)為基底(1)，在基底(1)兩側(cè)拋石塊形成內(nèi)側(cè) 拋石堰體(2)和外側(cè)拋石堰體(3)；水上施工內(nèi)外側(cè)拋石堰體按照先內(nèi)側(cè)、后外側(cè)的順序施工，利用船舶把石塊運(yùn)至江中端頭圍堰，利用8m³抓斗船把石塊按照圍堰軸線進(jìn)行水下拋填合攏堰體。拋石堰體施工過程中，定期對(duì)堰體進(jìn)行掃測(cè)，確保堰體形狀和邊坡坡比滿足設(shè)計(jì)要求。內(nèi)、外側(cè)拋石堰體施工至15.0m高程后，自卸汽車陸運(yùn)粘土至施工現(xiàn)場(chǎng)，利用挖掘機(jī)、裝載機(jī)和裝載機(jī)往內(nèi)側(cè)拋石堰體(2)、外側(cè)拋石堰體(3)之間堆填黏土至圍堰頂面形成一級(jí)粘土堰體(4)，內(nèi)側(cè)拋石堰體(2)、外側(cè)拋石堰體(3)和一級(jí)粘土堰體(4)構(gòu)成了土石圍堰。

土石圍堰高度約17m，堰頂寬度為46.1m，堰底寬度為71.1m，堰體迎水面拋石邊坡比為1:1.5，背水面拋石邊坡坡比為1:1.2。外側(cè)拋石堰體(2)頂部標(biāo)高15.0m，頂部寬度為8m，底部寬度為33.2m，迎水側(cè)邊坡坡比為1:1.5，背水側(cè)邊坡坡比為1:1.2。內(nèi)側(cè)拋石堰體(3)頂部標(biāo)高12.0m，頂部寬度為8m，底部寬度為31.9m，兩側(cè)邊坡坡比均為1:1.2，背水側(cè)邊坡在8.0m高程設(shè)3.0m寬的平臺(tái)。采用粘土堰體和拋石堰體相結(jié)合的堰體形式，拋石和粘土在特定的水文環(huán)境條件下的自穩(wěn)邊坡，在滿足堰體穩(wěn)定安全的前提下，盡量減小堰體斷面尺寸，把堰體施做和拆除的工程量降到最低，并能夠保證后期粘土堰體中的塑性混凝土鉆孔咬合樁正常施工，確保堰體的防滲效果。

在土石圍堰上方施工3m高的二級(jí)粘土堰體(5)，二級(jí)粘土堰體(5)底部寬度為15.5m，頂部寬度為5.0m，內(nèi)、外側(cè)邊坡為1:1.75。一級(jí)粘土堰體(4)和二級(jí)粘土堰體(5)構(gòu)成了粘土防滲斜墻，粘土防滲斜墻共計(jì)285m，平面共分三段進(jìn)行施工。粘土堰體施工用汽車運(yùn)輸粘土到施工現(xiàn)場(chǎng)，回填時(shí)分層回填筑，每層厚度300mm，利用20t壓路機(jī)分層碾壓，壓實(shí)度達(dá)到0.9。二級(jí)粘土堰體(5)采用機(jī)械化施工，配置挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車振動(dòng)壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備和檢測(cè)儀器，形成挖裝、運(yùn)輸、攤平、碾壓、檢測(cè)流水作業(yè)。

在一級(jí)粘土堰體(4)和二級(jí)粘土堰體(5)的邊坡及頂面采用φ8@150×150mm鋼筋網(wǎng)片+100mm厚C20早強(qiáng)模筑混凝土，鋼筋網(wǎng)片尺寸為2000×2000mm，搭接長(zhǎng)度300mm，邊坡坡頂、坡底和變坡點(diǎn)位置鋼筋網(wǎng)片必須連續(xù)設(shè)置。邊坡及坡頂打入φ22(L＝1m)鋼筋固定鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置間距2000× 2000mm，鋼筋與鋼筋網(wǎng)片綁扎牢固。邊坡坡面混凝土施工之前預(yù)埋φ100PVC作為泄水孔，泄水孔間距2500×2500mm，PVC管長(zhǎng)度為0.5m，外包雙層80目密目網(wǎng)。

在一級(jí)粘土堰體(4)中部鉆孔，澆筑塑性混凝土鉆孔咬合樁(9)，塑性混凝土鉆孔咬合樁(9)直徑1200mm，樁間距900mm，咬合300mm，入巖3.5m。被沖毀堰體沿軸線呈凹形豁口，鉆孔咬合樁作業(yè)范圍地層主要為未被沖毀的長(zhǎng)管袋充填砂和粘土，其中豁口兩側(cè)砂層較厚，中間砂層較薄。土石圍堰中部粘土在填筑過程中無法夯實(shí)，自然密實(shí)時(shí)間長(zhǎng)，利用旋挖鉆機(jī)無法成孔，采用對(duì)周邊地層擾動(dòng)較小的反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行施工，反循環(huán)鉆機(jī)作業(yè)進(jìn)度慢。采用四臺(tái)反循環(huán)鉆機(jī)鉆孔，自制泥漿護(hù)壁，跳孔施工，水下澆筑塑性混凝土，塑性混凝土強(qiáng)度指標(biāo)同原圍堰防滲墻塑性混凝土。塑性混凝土鉆孔咬合樁(9)分為一序樁和二序樁，一序樁和二序樁的混凝土融合在一起呈嵌入咬合狀態(tài)而形成一個(gè)連續(xù)、封閉的整體排樁結(jié)構(gòu)。

在塑性混凝土鉆孔咬合樁(9)轉(zhuǎn)角和與原先塑性混凝土防滲墻接茬處施工三重管旋噴樁，利用三重管法鉆機(jī)施工，每處施工6根旋噴樁，相鄰樁搭接不應(yīng)小于300mm，樁底進(jìn)入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖3.5m。旋噴樁采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比不小于25％，水泥漿液的水灰比為1.0～1.5，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(28d)≥0.8MPa，滲透系數(shù)≤1.0x10-7cm/s，旋噴壓力宜控制在15～20MPa。