单孔引水箱涵不断流衔接方法

摘要

本发明公开了一种单孔引水箱涵不断流衔接方法，在新老箱涵的连接处设计一种相应尺寸的外包连通井，井内分多个隔舱，隔舱间设置临时启闭钢闸门。通过调节钢闸门启闭控制水流走向及各隔舱内的水体分布，以此实现施工时的无水作业条件。对于老单孔引水箱涵面临升级或局部改道问题时，若其引水重要性不允许临时断水施工，则可采用该技术在不影响过流能力的前提下完成新老箱涵衔接施工和局部箱涵的改道问题。本发明的单孔引水箱涵不断流衔接施工技术具有不影响现状引水箱涵过流能力的优点，同时具有施工方便、不造成水环境污染、不影响工期、施工占地面积小等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种单孔引水箱涵不断流衔接方法。

背景技术

市政工程中，地下单孔引水箱涵临近使用年限时需面对更新换代问题，而一些重要的过水通道由于极大涉及民生和社会稳定，无法断水形成干作业施工环境，因此该类箱涵的更新换代面临湿环境施工难题。此外，引水箱涵中水质必须确保不受到污染，常规施工作业中产生的粉尘、碎屑等如果落入水中，会造成下游的水质灾难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为在重要单孔引水箱涵的新老结构连接段创造干地施工条件，提供一种单孔引水箱涵不断流衔接方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种单孔引水箱涵不断流衔接方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

A、开挖老箱涵至底板底面标高并在外侧预留衔接区域，在衔接区域新建外包检查井，外包检查井与老箱涵植筋相连；

B、开挖并铺设新箱涵，新箱涵与外包检查井相连，新箱涵与外包检查井连接位置设置闸门；

C、老箱涵与新箱涵之间的外包井缓慢充水，待与老箱涵内水位齐平后。采用水下切割工艺将老箱涵侧壁开孔，随后打开新箱涵与外包检查井连接位置的闸门；

D、在老箱涵的下游位置，切除老箱涵部分顶板结构，并设置两道拦水结构，再抽干相邻拦水结构之间的水，实施钢筋混凝土永久封堵墙；

E、待永久封堵墙强度达到设计强度后，拆除拦水结构，新老箱涵水流完成连通；

F、待新老箱涵水流顺利连通后，按照原样恢复所有老箱涵切除顶板结构，并新建外包井上部梁板结构，使外包井完全封闭。

进一步地，外包井内设置隔墙划分为两舱室。

进一步地，步骤D中，老箱涵设置的拦水结构，拦水结构采用袋装土围堰或钢闸门。

袋装土围堰拦水结构，围堰顶宽应≥0.4m，并保证两侧边坡不陡于1:1.0。

钢闸门拦水结构，需先安装钢管桩，再下放钢闸门，钢闸门与顶板间隙，采用气囊临时封堵。

进一步地，相邻拦水结构保持一定距离，并应满足如下要求。

式中：S—相邻拦水结构净距(m)，袋装土围堰拦水结构S等于相邻坡脚间距；

T——永久封堵墙壁厚(m)。

进一步地，永久封堵墙的壁厚应不小于老箱涵的侧墙壁厚。

进一步地，相邻拦水结构间的水采用便携式水泵抽干，保持封堵墙的干地作业环境。

进一步地，外包井结构底板略低于两侧新老箱涵结构底板，外包井结构底板与两侧新老箱涵结构底板高差不小于0.50m，从而兼顾沉沙池的作用，提高水体纯净度。

进一步地，外包井侧墙顶高程h与两侧地坪标高H应满足h＝H+0.50，单位m。

在新老箱涵的连接处设计一种相应尺寸的外包连通井，井内分多个隔舱，隔舱间设置临时启闭钢闸门。通过调节钢闸门启闭控制水流走向及各隔舱内的水体分布，以此实现施工时的无水作业条件。在保护了水质的前提下同时实现了新老箱涵的不断流施工衔接作业。

较佳地，所述外包井若采用和箱涵同等级混凝土材料，可在施工后原状保留，成为主体结构一部分，节约工程材料，并可兼作后期检修井使用。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明的联通施工技术保障了原箱涵可以在施工期间全程不断流，不影响下游供水作业，保障了民生和相关产业生产可持续性。

2、本发明的施工技术对箱涵内水质在施工期间有所保障，减小了水体直接接触施工粉尘等建筑垃圾的时间，尽可能减小了水体污染。

3、本发明的施工技术工程造价低、施工简单，外包连通井在工程结束后可保留并兼作检修井使用，无废弃工程，节约资源成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的平面图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明的施工步骤示意图之一。

图4为图3的B-B剖视图。

图5为本发明施工步骤示意图之二。

图6为图5的C-C剖视图。

图7为本发明施工步骤示意图之三。

图8为图7的剖视图。

图中包括：外包井1，老箱涵2，新箱涵3，钢闸门4，外包检修口5，沉砂池6，老箱涵侧壁开孔7，新箱涵内充水8，围堰9，永久封堵墙10，老箱涵部分顶板切除11，外包井上部结构12，老箱涵切除顶板恢复13。

具体实施方式

如图1～图2，开挖老箱涵至底板底面标高并在外侧预留衔接区域，在衔接区域新建外包检查井，外包井1与老箱涵2植筋相连，新箱涵3布置于外包井外侧，外包井靠新建箱涵侧设置钢闸门4。钢筋砼外包井的尺寸、墙厚等参数均可根据新老箱涵结构尺寸、位置进行适当调整，能满足不同规格尺寸的老箱涵和新箱涵连接需要，外包井混凝土等级与箱涵混凝土等级相同，外包井上部共分为两舱室。划分为两舱室是为出于两者功能不同，一舱室功能如下：联通新老箱涵结构，有动水流动，同时保护老箱涵侧壁开孔区域。二舱室功能如下：无动水流动，仅保护老箱涵顶板开孔区域。PS：因为老箱涵需要开孔，开孔容易对老结构造成较大损害，为防止开孔区域存在安全隐患，在开孔外侧设置外包井，一方面可以便于远期检修，一方面将老结构保护起来。

外包井设置相应盖板和爬梯，便于后期对新老箱涵连接段的检修和维护。

外包井结构底板略低于两侧新老箱涵结构底板，外包井结构底板与两侧新老箱涵结构底板高差不小于0.50m，从而兼顾沉沙池的作用，提高水体纯净度。沉沙池根据使用实际情况定时进行清沙，清沙时应待新箱涵闸门关闭后，专业工作人员通过外包井的出入口进入清沙。

在老箱涵的下游位置，切除老箱涵部分顶板结构，并设置两道拦水结构，拦水结构采用袋装土围堰或钢闸门。两道拦水结构之间实施钢筋混凝土永久封堵墙。

袋装土围堰拦水结构，围堰顶宽应≥0.4m，并保证两侧边坡不陡于1:1.0。钢闸门拦水结构，需先安装钢管桩，再下放钢闸门，钢闸门与顶板间隙，采用气囊临时封堵。

进一步地，相邻拦水结构保持一定距离，并应满足如下要求。

式中：S—相邻拦水结构净距(m)，袋装土围堰拦水结构S等于相邻坡脚间距。

T——永久封堵墙壁厚(m)。

本发明的新老箱涵连接段具体施工工艺如下：

如图1～图2，第一步：(1)新建外包井1，井底、井壁与老箱涵2采用种植钢筋连接。

(2)外包井1靠新建箱涵侧设置钢闸门4。

(3)保持老箱涵供水。

如图3～图4，第二步：(1)新箱涵3、老箱涵2与新箱涵3之间的外包井缓慢充水，直至与老箱涵2内水位齐平。新箱涵与老箱涵对应舱体连通时，对新箱涵及外包井部分进行充水作业，保证新老箱涵水位相同，避免切除侧壁时，水流突然分流导致的供水不足、水流流速过大、流态紊乱等问题。

(2)老箱涵侧壁开孔7，采用水下切割工艺，尽量减少对老箱涵结构的破坏范围。

(3)老箱涵切割应由专业潜水员水下操作。

(4)打开新箱涵钢闸门。

(5)新箱涵具备通水条件。

如图5～图6，第三步：(1)老箱涵部分顶板切除11。

(2)先实施1#围堰，再实施2#围堰，围堰9应由专业潜水员水下施工。

(3)抽干两围堰之间的水后，实施永久封堵墙10。

(4)两堵永久封堵墙达到设计强度后，同时拆除1#、2#围堰。

如图7～图8，第四步：(1)恢复所有老箱涵切除的顶板结构。

(2)新建外包井上部结构12。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。