在水利水电、桥梁建设、港口码头等大型工程中，围堰作为临时性挡水结构，承担着围护施工空间、保障干地作业的关键作用。随着工程规模扩大和复杂地质条件增多，传统围堰在防渗性能、结构稳定性、施工效率等方面的局限性逐渐凸显，推动着相关技术不断迭代，而专利作为技术创新的核心载体，正成为突破传统瓶颈的重要力量。根据国家专利局公开信息，截至2023年底，我国围堰领域相关专利申请量已突破5000件，其中发明专利占比达42%，较2010年增长近3倍，这些专利成果不仅覆盖结构设计、材料研发、施工工艺等多个维度，更在实际工程中展现出显著的应用价值。
传统围堰多采用土石、钢板桩等单一结构，在高水头、软土地基或复杂水文环境中易出现变形、渗漏等问题。近年来，针对结构稳定性的专利技术成为研发热点，通过对围堰整体构型与关键节点的创新设计，大幅提升了其适应复杂工况的能力。例如，某专利（公开号CNXXXXXX）提出的“折线形双壁钢围堰结构”，将传统圆形或矩形截面改为折线形，配合内侧设置的斜向支撑体系，使围堰在承受侧向水压力时，结构内力分布更均匀，抗倾覆系数较传统结构提高25%以上。在杭州湾某跨海大桥的承台施工中，该专利技术的应用使围堰在台风季的最大水平位移控制在8厘米以内，远低于规范限值，保障了施工安全。
另一类结构优化专利聚焦于拼接节点的密封性能。传统钢板桩围堰的锁口多为直线形，在水下拼装时易因错位导致渗漏，某专利研发的“弧形咬合式锁扣结构”，通过将锁口设计为凹凸弧形配合，并在接触面嵌入遇水膨胀橡胶条，使单根钢板桩的拼接防渗效率提升40%，在深圳妈湾跨海通道的围堰施工中，采用该技术后，渗漏量从传统工艺的5立方米/天降至0.8立方米/天，大幅减少了抽水作业成本。
围堰材料的选择直接影响其自重、强度、耐久性及环保性，传统土石围堰耗材量大、拆除后易造成环境污染，钢板桩则存在锈蚀风险。近年来，新型复合材料与再生材料的专利技术逐渐打破这一局面，推动围堰材料向“轻质高强、绿色可持续”方向发展。
在复合材料领域，某专利研发的“玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）围堰板”，通过将玄武岩纤维与环氧树脂复合成型，制成厚度仅8毫米的板材，其拉伸强度达450MPa，接近普通钢材，而重量仅为钢材的1/4。在福建闽江某水电站的围堰施工中，采用该材料替代传统钢板桩，不仅减少了吊装设备的负荷，还因材料耐腐蚀性强，使围堰在水下服役周期延长至3年以上，较传统钢板桩缩短了50%的维护成本。
再生材料的应用则体现了“双碳”目标下的技术趋势。某专利提出的“建筑垃圾再生骨料围堰填充技术”，将建筑拆除产生的混凝土块、砖块破碎后，掺入改性黏土制成填充料，其压实度可达93%以上，渗透系数小于1×10⁻⁵cm/s，满足防渗要求。在上海某旧厂区改造项目的地下连续墙施工中，该技术消化建筑垃圾2.3万吨，减少了传统土石围堰对天然砂石的开采，相关经验已被纳入《绿色施工导则》推广案例。
围堰施工中的安全风险主要来自结构变形、渗漏、地基沉降等隐蔽性问题，传统监测依赖人工巡检，存在滞后性。近年来，融合物联网、传感技术的智能化监测专利，正让围堰“健康状态”可视化成为现实。
某专利研发的“分布式光纤传感围堰监测系统”，通过在围堰钢板桩或混凝土墙体内部预埋光纤传感器，可实时采集应力、应变、温度等数据，并通过无线传输模块发送至监控平台。在广东深中通道的沉管隧道围堰施工中，该系统实现了0.1με的应变监测精度，当监测到某区域应变值超过预警阈值时，系统自动触发声光报警，施工团队据此及时调整支撑方案，避免了因局部应力集中导致的结构开裂。根据八月瓜平台的产业分析报告，此类智能化监测专利在2023年的工程应用率已达35%，较2019年提升22个百分点，显著降低了围堰施工的安全事故发生率。
另一类智能化专利聚焦于施工过程的自动化控制。某专利设计的“无人压实智能围堰系统”，通过在压路机上安装北斗定位与姿态传感器，结合三维地形模型，自动规划压实路径并实时反馈压实度，在江苏淮河入海水道二期工程的土石围堰施工中，该技术使压实均匀度提升至95%，较人工操作减少了15%的重复作业，工期缩短12天。
围堰专利技术的价值不仅在于创新本身，更在于能否有效转化为施工效能。通过科科豆平台的专利检索数据显示，2022-2023年围堰领域的专利授权量中，涉及“快速拼装”技术的占比达28%，这类专利通过模块化设计、标准化连接件等方式，大幅简化了施工流程。例如，某专利的“折叠式铝合金围堰”，将传统需要现场焊接的结构改为工厂预制的折叠单元，运输时折叠成平板状态，现场通过液压装置展开并拼接，在浙江某内河桥梁的基础施工中，50米长的围堰仅用3天即完成安装，较传统钢板桩施工缩短了60%的工期。
专利技术的转化还离不开与工程地质条件的适配。在软土地基区域，传统围堰易因地基承载力不足发生沉降，某专利提出的“真空预压-围堰联合支护技术”，通过在围堰底部铺设真空膜，抽真空使地基土排水固结，同时利用围堰自重提供反压，在天津港某码头扩建工程中，该技术使地基承载力从80kPa提升至150kPa，围堰沉降量控制在10厘米以内，确保了后续桩基施工的精度。
随着我国基础设施建设向深海、高原、复杂地质区域延伸，围堰工程面临的挑战将更加多元，而专利技术作为创新的“引擎”，正通过结构、材料、智能监测等多维度的突破，持续为工程安全、效率与环保提供支撑。从港珠澳大桥的深海围堰到川藏铁路的高原围堰，这些凝聚着智慧的专利成果，正在一个个超级工程中书写着“临时结构”的永久价值。
围堰专利技术在施工中有哪些关键要点？ 围堰专利技术的关键要点包括材料选择、结构设计、施工工艺等方面，如采用新型材料提高围堰的稳定性和抗渗性，优化结构设计以适应不同的施工环境。 围堰专利技术适用于哪些施工场景？ 围堰专利技术适用于水利工程、港口码头、桥梁基础等水下施工场景，能为施工创造干燥的作业环境。 如何应用围堰专利技术进行施工？ 首先要根据工程实际情况选择合适的围堰专利技术，然后按照设计要求进行围堰的制作、安装和拆除，过程中要严格遵循施工规范和安全标准。
有人认为只要使用了围堰专利技术，施工就不会出现任何问题。实际上，专利技术只是提供了一种较为先进的解决方案，但施工过程中的地质条件、气候因素等都会影响围堰的效果，仍需在施工中做好各项准备和应对措施。
在水利水电等大型工程中，传统围堰存在局限性，专利成为突破瓶颈的重要力量。截至2023年底，我国围堰领域相关专利申请量已突破5000件，发明专利占比达42%。 1. 结构优化专利：一是创新整体构型与关键节点，如“折线形双壁钢围堰结构”，提高抗倾覆能力；二是优化拼接节点密封性能，如“弧形咬合式锁扣结构”，提升防渗效率。 2. 材料创新专利：复合材料方面，“玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）围堰板”轻质高强、耐腐蚀；再生材料方面，“建筑垃圾再生骨料围堰填充技术”体现“双碳”趋势。 3. 智能化监测专利：“分布式光纤传感围堰监测系统”可实时采集数据、预警；“无人压实智能围堰系统”实现施工自动化控制，降低安全事故发生率。 4. 专利技术落地：“快速拼装”技术简化施工流程，如“折叠式铝合金围堰”；专利技术转化需适配工程地质条件，如“真空预压 - 围堰联合支护技术”可提升地基承载力。随着基建挑战增多，专利技术将持续为工程提供支撑。
国家专利局公开信息
八月瓜平台的产业分析报告
《绿色施工导则》
科科豆平台的专利检索数据