本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域,尤其涉及一種海工塊石基床加固方法及設(shè)備。
背景技術(shù):
隨著國(guó)內(nèi)水利水電工程建設(shè)的快速發(fā)展,處理范圍、深度、地層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)復(fù)雜化、多元化?,F(xiàn)有技術(shù)中,在對(duì)碼頭泊位的海工塊石基床前肩進(jìn)行加固時(shí),常采用跟管鉆進(jìn)的處理方法對(duì)基床直接鉆孔與灌漿,該方法處理重力式方塊結(jié)構(gòu)的碼頭泊位存在以下缺陷:在對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔時(shí),鉆具會(huì)受到海水波動(dòng)的影響在孔位點(diǎn)附近漂移,無(wú)法確??孜坏木燃般@孔的深度,導(dǎo)致后續(xù)灌漿質(zhì)量降低、漿量增加,成本提高,進(jìn)度滯后。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,提供一種海工塊石基床加固方法,在對(duì)基床前肩鉆孔時(shí),可有效避免孔位偏移,精確控制鉆進(jìn)孔位,且對(duì)灌漿液的灌漿參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制,確保灌漿質(zhì)量和施工進(jìn)度,提高施工效率,有效減少原材料使用量,節(jié)約成本;此外,本發(fā)明還提供一種用于上述方法的設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,本發(fā)明一方面提供一種海工塊石基床加固方法,包括:
在固定于碼頭泊位處的駁船上搭設(shè)駁船平臺(tái);
在碼頭前沿線布置懸臂施工平臺(tái);
利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行外排孔的鉆孔及灌漿處理;
利用懸臂施工平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行內(nèi)排孔的鉆孔及灌漿處理;
對(duì)外排孔和內(nèi)排孔灌漿處理后,對(duì)海工塊石基床表層開(kāi)挖,并對(duì)開(kāi)挖后的塊石層頂部進(jìn)行模袋混凝土的澆筑處理;
對(duì)塊石層頂部澆筑處理后,利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行中間孔的鉆孔及灌漿處理;
其中,在對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔及灌漿處理時(shí),采用隔離管將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離。
其中,在駁船上搭設(shè)駁船平臺(tái)包括如下步驟:
在駁船的船艙表面鋪設(shè)鋼板,使鋼板的一部分伸出駁船的船沿,形成外伸平臺(tái);
將鋼板與駁船固定連接為一體;
在外伸平臺(tái)上間隔開(kāi)設(shè)用于導(dǎo)向和定位的多個(gè)導(dǎo)向孔。
優(yōu)選的,采用隔離管將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離包括如下步驟:
確定待鉆孔處的孔位;
根據(jù)所述孔位確定所述外伸平臺(tái)上的導(dǎo)向孔的位置;
利用吊具,將隔離管順著確定位置的導(dǎo)向孔下設(shè)至海工塊石基床的待鉆孔處,以便將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離。
優(yōu)選的,所述隔離管的頂部向上伸出于所述外伸平臺(tái),隔離管的底部砸入淤泥至拋石層表面。
其中,利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行外排孔的鉆孔及灌漿處理包括如下步驟:
將鉆孔裝置的鉆具下設(shè)在隔離管內(nèi),利用跟管鉆進(jìn)在海工塊石基床的拋石層一次成鉆孔,并通過(guò)同步下放到鉆孔處的套管形成灌漿孔;
在灌漿孔內(nèi)下設(shè)射漿管,利用灌漿裝置經(jīng)由射漿管將灌漿料灌注到拋石層的縫隙內(nèi)。
優(yōu)選的,所述隔離管的內(nèi)徑大于所述套管的外徑。
其中,將駁船固定于碼頭泊位處包括如下步驟:
在駁船的船艙內(nèi)回填砂石料,以便作為配重增加駁船的穩(wěn)定性;
通過(guò)四錨定位與橫向支撐,將駁船固定于碼頭泊位處。
其中,通過(guò)四錨定位與橫向支撐、將駁船固定于碼頭泊位處包括如下步驟:
在駁船每側(cè)的船頭和船尾處分別安置一根船錨;
將駁船的靠近碼頭一側(cè)的兩個(gè)船錨分別系在碼頭的一對(duì)系船柱上,以便橫向牽拉支撐駁船;
將駁船的遠(yuǎn)離碼頭一側(cè)的兩個(gè)船錨分別沉落固定在遠(yuǎn)離碼頭的海底,以便利用錨索在海底斜向牽拉駁船。
此外,本發(fā)明還提供一種用于如上所述海工塊石基床加固方法的設(shè)備,包括:搭設(shè)在固定于碼頭泊位處的駁船上的駁船平臺(tái);布置在碼頭前沿線的懸臂施工平臺(tái);對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔及灌漿處理的鉆孔裝置和灌漿裝置;用于對(duì)海工塊石基床表層開(kāi)挖的挖掘裝置;用于在對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔及灌漿處理時(shí)、將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離的隔離管。
其中,所述駁船平臺(tái)包括:鋪設(shè)在駁船船艙表面且與駁船固定連接為一體的鋼板,鋼板的一部分伸出駁船的船沿,形成外伸平臺(tái);其中,在外伸平臺(tái)上間隔開(kāi)設(shè)用于導(dǎo)向和定位的多個(gè)導(dǎo)向孔。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下方面:
1、本發(fā)明根據(jù)地層情況及鉆孔深度,選擇適宜的鉆具搭配使用,實(shí)現(xiàn)跟管鉆進(jìn)一次成孔,可大大提高跟管鉆進(jìn)的施工功效,有效減免孔故率的發(fā)生,降低了施工成本,保證施工順利完成。
2、本發(fā)明采用隔離管將將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離,以便在隔離管內(nèi)形成相對(duì)外界的流動(dòng)海水靜止的靜水區(qū)域,使得外界海水的波動(dòng)不會(huì)影響到隔離管內(nèi)部,且鉆具下設(shè)在隔離管內(nèi)進(jìn)行鉆孔,使得鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位之間偏差小,利于后續(xù)鉆孔灌漿施工,提高施工工期。
3、本發(fā)明根據(jù)地層特點(diǎn)在選用不同的灌漿參數(shù)進(jìn)行復(fù)合灌漿,且隨時(shí)監(jiān)測(cè)控制各灌漿參數(shù),保證灌漿質(zhì)量,有效減少原材料使用量,節(jié)約施工成本,降低工程造價(jià);
4、本發(fā)明采用分段卡塞灌漿技術(shù),能精準(zhǔn)分辨施工部位地層結(jié)構(gòu)的滲漏情況,為準(zhǔn)確處理好該部位提供施工依據(jù)。
5、本發(fā)明的駁船在作業(yè)時(shí),可以穩(wěn)定地固定在海面上,便于鉆孔、灌漿作業(yè)的順利進(jìn)行。
附圖說(shuō)明
圖1是采用本發(fā)明海工塊石基床加固方法加固的碼頭斷面圖;
圖2是駁船固定示意圖;
圖3是懸臂施工平臺(tái)平面布置圖;
圖4是懸臂施工平臺(tái)正面圖;
圖5是懸臂施工平臺(tái)斷面圖;
圖6是三角架的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是外排孔鉆孔灌注位置示意圖;
圖8是內(nèi)排孔鉆孔灌注位置示意圖;
圖9是倒梯形區(qū)域塊石拆除清理后上下平臺(tái)及斜坡澆筑模袋示意圖;
圖10是中間孔鉆孔灌注位置示意圖;
圖11是內(nèi)、外排孔鉆孔孔位布置圖;
圖12是中間孔鉆孔孔位布置圖;
圖13是下設(shè)導(dǎo)向管的示意圖;
圖14是跟管鉆進(jìn)并灌漿至灌漿孔第一段頂部的示意圖;
圖15是灌漿至灌漿孔第二段頂部的示意圖;
圖16是灌漿至整個(gè)灌漿孔的示意圖;
圖17是本發(fā)明的灌漿裝置及灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)連接的簡(jiǎn)圖;
圖18是鋼筋支撐架鋪設(shè)示意圖;
圖19是模袋混凝土澆筑示意圖;
圖20是本發(fā)明鉆孔灌漿時(shí)隔離管、套管與射漿管位置關(guān)系的橫截面圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明一方面提供一種海工塊石基床加固方法,包括如下步驟:
在固定于碼頭泊位處的駁船上搭設(shè)駁船平臺(tái);
在碼頭前沿線布置懸臂施工平臺(tái);
利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行外排孔的鉆孔及灌漿處理;
利用懸臂施工平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行內(nèi)排孔的鉆孔及灌漿處理;
對(duì)外排孔和內(nèi)排孔灌漿處理后,對(duì)海工塊石基床表層開(kāi)挖,并對(duì)開(kāi)挖后的塊石層頂部進(jìn)行模袋混凝土的澆筑處理;
對(duì)塊石層頂部澆筑處理后,利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行中間孔的鉆孔及灌漿處理;
其中,在對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔及灌漿處理時(shí),采用隔離管將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離。
下面,以采用本發(fā)明的方法對(duì)具有如圖1所示的碼頭拋石泊位前肩進(jìn)行加固施工為例,對(duì)本發(fā)明的加固方法進(jìn)行描述。
其中,如圖1所示的碼頭泊位為重力式方塊結(jié)構(gòu),即,在海工塊石基床1上方為若干實(shí)心方塊2,在實(shí)心方塊2上安裝低位的卸荷板3,在卸荷板3上由混凝土澆注成胸墻4。該碼頭后方為回填的棱體塊石和開(kāi)山石6,橋式抓斗卸煤機(jī)的前軌設(shè)置在碼頭的胸墻4上,后軌安裝在由沖孔灌注樁支撐的軌道梁上。在碼頭前方設(shè)置系船柱7,系船柱7的間距為20m~30m不等。碼頭靠船護(hù)舷5采用鼓形橡膠護(hù)舷,橡膠護(hù)舷的間距根據(jù)實(shí)際情況確定,如可間隔16.0m。
當(dāng)對(duì)該碼頭前肩進(jìn)行加固時(shí),先做好施工前準(zhǔn)備,如:準(zhǔn)備施工用水及用電,合理布置制漿站,其中,本發(fā)明采用集中攪拌供漿方式,使用送漿泵進(jìn)行送漿,設(shè)置PVC管道沿碼頭邊沿順直鋪設(shè),每隔一定間距(如30m)設(shè)置一閥門,方便供漿使用,且考慮到施工軸線較長(zhǎng),供漿泵在不滿足供漿要求情況時(shí),在供漿管路中間設(shè)置一漿液中轉(zhuǎn)站增加漿液管道內(nèi)漿液壓力,以防止?jié){液沉淀造成堵管;然后進(jìn)行施工平臺(tái)的搭設(shè)。
本發(fā)明采用駁船施工平臺(tái)和在碼頭上的鋼結(jié)構(gòu)懸臂施工平臺(tái)相結(jié)合的兩種平臺(tái),布置時(shí),駁船施工平臺(tái)和懸臂施工平臺(tái)可同時(shí)進(jìn)行,也可先后進(jìn)行。
其中,在布置駁船施工平臺(tái)前,需將駁船8固定于碼頭泊位處(如圖2所示),其包括如下步驟:
在駁船8的載重船艙內(nèi)回填砂石料,以便作為配重增加駁船8的穩(wěn)定性;
通過(guò)四錨定位與橫向支撐,將駁船8固定于碼頭泊位處。
其中,通過(guò)四錨定位與橫向支撐、將駁船8固定于碼頭泊位處包括如下步驟:
在駁船8每側(cè)的船頭和船尾處分別安置一根船錨10;
將駁船8的靠近碼頭一側(cè)的兩個(gè)船錨分別系在碼頭的一對(duì)系船柱上,以便橫向牽拉支撐駁船;
將駁船8的遠(yuǎn)離碼頭一側(cè)的兩個(gè)船錨分別拋遠(yuǎn)錨沉落固定在遠(yuǎn)離碼頭的海底,以便利用錨索在海底斜向牽拉駁船8。
通過(guò)四錨定位與一對(duì)纜繩的橫向牽拉,可以進(jìn)一步增加駁船8在海面上的穩(wěn)定性。
將駁船8固定于碼頭泊位后,在駁船8上搭設(shè)駁船平臺(tái),包括如下步驟:
首先,在駁船8的載重船艙表面鋪設(shè)鋼板,使鋼板的一部分伸出駁船的船沿,以便伸出船沿部分的鋼板形成外伸平臺(tái)12;
然后,將鋼板與駁船8固定連接為一體,優(yōu)選的,鋼板與駁船8焊接連接在一起;
最后,在外伸平臺(tái)12上以一定間隔開(kāi)設(shè)用于導(dǎo)向和定位的多個(gè)導(dǎo)向孔13,多個(gè)導(dǎo)向孔13為直徑相同且豎直貫穿鋼板的圓孔。
其中,本發(fā)明在駁船上設(shè)置外伸平臺(tái)12,即可以用于作為工作人員的施工面,又可以作為后續(xù)對(duì)塊石基床鉆孔灌漿施工進(jìn)行導(dǎo)向和定位的預(yù)留孔。通過(guò)在外伸平臺(tái)12上鉆設(shè)導(dǎo)向孔,避免現(xiàn)有技術(shù)在駁船甲板上鉆孔、而對(duì)甲板造成的損壞。
其中,將駁船8固定于碼頭時(shí),還利用頂桿結(jié)構(gòu)側(cè)頂,以便控制孔位距離,保證孔位準(zhǔn)確。具體的,頂桿結(jié)構(gòu)采用鋼架結(jié)構(gòu),頂桿結(jié)構(gòu)的一側(cè)焊接在駁船施工平臺(tái)上,頂桿結(jié)構(gòu)的另一側(cè)支撐在碼頭側(cè)壁,在頂桿結(jié)構(gòu)的頂端焊接一個(gè)滑輪,當(dāng)駁船隨著海水的波動(dòng)而上下浮動(dòng)時(shí),頂桿結(jié)構(gòu)頂端的滑輪可沿著碼頭側(cè)壁上下滑動(dòng),相應(yīng)的,在碼頭側(cè)壁上的與滑輪安裝位置相對(duì)應(yīng)的位置處,用槽鋼加工出一條供滑輪上下滑動(dòng)的滑道,使滑輪能夠輕易的在碼頭側(cè)壁上上下滑動(dòng)。
其中,根據(jù)需要確定相鄰導(dǎo)向孔的間距,在施工導(dǎo)向孔時(shí),駁船平臺(tái)上的施工面其它臨水部位全部使用移動(dòng)式護(hù)欄9進(jìn)行安全防護(hù),確定施工人員安全,并設(shè)置專人根據(jù)海上潮起潮落情況,隨時(shí)松緊靠近碼頭側(cè)兩錨索所連接的纜繩,防止纜繩拉斷傷人。
本發(fā)明的施工平臺(tái)除了駁船平臺(tái)外,還包括布置在碼頭前沿線上的懸臂施工平臺(tái),該懸臂施工平臺(tái)包括:沿碼頭縱向依次布置且垂直于碼頭前沿線的一排三角架14,用于作為受力骨架;將一排三角架14中相鄰的兩個(gè)三角架橫向連接在一起的橫梁15;鋪設(shè)在一排三角架14上的板材16;植入在每個(gè)三角架14后端兩側(cè)的一對(duì)錨筋17;與每個(gè)三角架14對(duì)應(yīng)安置且其兩端與該三角架14兩側(cè)的一對(duì)錨筋17固定連接的U型環(huán)18。
在碼頭的岸上布置上述懸臂施工平臺(tái)包括如下步驟:
由H型鋼焊接成若干三角架,以便作為施工時(shí)的受力骨架,若干三角架沿碼頭縱向垂直于碼頭前沿線布置,間距1.5m,伸入碼頭前沿線1.6m,懸臂4.8m;
在若干三角架橫向設(shè)置兩排橫梁,以便通過(guò)橫梁將若干三角架連接在一起(平面布置圖如圖3所示,該平面布置圖也為圖4所示正面圖的俯視圖),橫梁采用20#槽鋼與三角架滿焊;
在連接在一起的三角架上方鋪設(shè)板材(如4cm厚的木板),布置圖詳見(jiàn)圖3-圖6);
在每個(gè)三角架14的后錨點(diǎn)采用微膨脹水泥植筋20,植筋距前沿線1.1m~1.2m,以支撐三角架;
在每個(gè)三角架后端兩側(cè)靠近后錨點(diǎn)的位置處各設(shè)置一個(gè)錨點(diǎn),并植入一對(duì)錨筋17,錨筋采用二級(jí)熱軋螺紋鋼Φ28mm,植入錨筋深度1000mm,外露200mm的部分與采用Q235圓鋼Φ28mm做成的U型環(huán)反扣于三角架的后端(如圖6所示)。
另外,在懸臂施工平臺(tái)的臨海平臺(tái)周邊設(shè)置間距2m、高1.5m的防護(hù)欄19,并用防護(hù)網(wǎng)將施工平臺(tái)周邊圍好,通過(guò)在施工平臺(tái)前沿設(shè)置移動(dòng)式防護(hù)欄,確保工作人員的施工安全。
其中,施工時(shí),三角架按照預(yù)設(shè)的圖紙尺寸及角度進(jìn)行下料,焊接時(shí),焊接部位的焊縫飽滿,采用焊腳高度K>8.0mm的角焊縫。每個(gè)三角架制作完成后在25T吊車的配合下進(jìn)行就位、焊接U型環(huán)、上錨筋的步驟。
在將施工平臺(tái)搭設(shè)完畢之后,對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔及灌漿處理,而在處理之前,對(duì)海工塊石基床的情況進(jìn)行探摸,以便后續(xù)的鉆孔及灌漿處理可以順利進(jìn)行。并且,在對(duì)海工塊石基床進(jìn)行加固施工的期間內(nèi),在碼頭前沿護(hù)輪坎附近設(shè)置多個(gè)沉降位移觀測(cè)點(diǎn),相鄰沉降位移觀測(cè)點(diǎn)間距27m。施工期間每天進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便一旦發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施。
對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔及灌漿處理包括對(duì)遠(yuǎn)離碼頭的外排孔22、靠近碼頭的內(nèi)排孔23、位于外排孔22和內(nèi)排孔23之間的中間孔24分別進(jìn)行鉆孔及灌漿處理的步驟,其中,本發(fā)明的方法中,施工順序如下:首先利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行外排孔的鉆孔及灌漿處理(如圖7所示),然后利用懸臂施工平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行內(nèi)排孔的鉆孔及灌漿處理(如圖8所示),在對(duì)外排孔和內(nèi)排孔灌漿處理后,對(duì)海工塊石基床表層21開(kāi)挖,并對(duì)開(kāi)挖后的塊石層頂部進(jìn)行模袋混凝土的澆筑處理(如圖9所示),最后利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行中間孔的鉆孔及灌漿處理(如圖10所示),各鉆孔孔位布置圖如圖11、圖12所示。
本發(fā)明采用先對(duì)外排孔、內(nèi)排孔進(jìn)行鉆孔灌漿,后開(kāi)挖塊石基床表層,開(kāi)挖后對(duì)挖掘形成的區(qū)域澆筑模袋混凝土,以便對(duì)上部擾動(dòng)塊石復(fù)灌的施工工序能夠保障塊石基床加固體全面充填,以便滿足施工設(shè)計(jì)要求。其中,采用模袋混凝土能在塊石基床表面形成一個(gè)保護(hù)殼25,使整個(gè)灌漿區(qū)域形成一個(gè)整體防止海浪沖刷,提高加固效果。
其中,在對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔及灌漿處理時(shí),采用隔離管將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離,以便鉆孔時(shí),待鉆孔處上方的海水與隔離管外的周圍海水之間無(wú)流動(dòng)。即,在隔離管內(nèi)形成相對(duì)外界流動(dòng)海水靜止的靜水區(qū)域,外界海水的波動(dòng)不會(huì)影響到隔離管內(nèi)部,當(dāng)鉆具在隔離管內(nèi)鉆孔時(shí),不會(huì)因海水的波動(dòng)而影響鉆孔的孔位,從而減小鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位之間的偏差,利于后續(xù)鉆孔灌漿施工,提高施工工期,極大避免現(xiàn)有技術(shù)中直接跟管鉆進(jìn)鉆孔時(shí)孔位偏差大、需反復(fù)調(diào)整鉆具而浪費(fèi)大量時(shí)間、影響施工工期情況的發(fā)生。
優(yōu)選的,本發(fā)明采用隔離管將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離包括如下步驟:
開(kāi)孔前,利用全站儀精確確定待鉆孔處的孔位;
根據(jù)所述孔位選擇并確定駁船平臺(tái)的外伸平臺(tái)上的一個(gè)對(duì)應(yīng)導(dǎo)向孔的位置;
利用吊具,將隔離管順著確定位置的導(dǎo)向孔向下下放,直至隔離管被下設(shè)至海工塊石基床的待鉆孔處,使待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離。
優(yōu)選的,下設(shè)的隔離管的高度大于駁船平臺(tái)至海工塊石基床的拋石層表面的垂直高度,即,應(yīng)滿足隔離管的底部砸入淤泥至海工塊石基床拋石層表面、而隔離管頂部能夠向上伸出于外伸平臺(tái)導(dǎo)向孔一段距離的要求,且隔離管的高度應(yīng)將駁船隨海水漲落時(shí)的水位差的因素考慮在內(nèi),并且,設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)使導(dǎo)向孔的半徑大于隔離管的半徑,以便駁船上下浮動(dòng)或左右波動(dòng)時(shí)不會(huì)將隔離管從待鉆孔處拔出。
在將隔離管下放至海工塊石基床上后,隔離管底部穿過(guò)位于基床上部的淤泥和煤灰層、并固定在拋石基床的相鄰塊石之間(即,隔離管底部被位于待鉆孔處周圍的相鄰塊石夾住而固定不動(dòng)),隔離管頂部穿過(guò)當(dāng)前的導(dǎo)向孔并相對(duì)導(dǎo)向孔向上伸出一部分,在駁船波動(dòng)時(shí),隔離管始終立在待鉆孔處的孔位處固定不動(dòng),然后利用駁船平臺(tái)對(duì)海工塊石基床進(jìn)行外排孔的鉆孔及灌漿處理:
將鉆孔裝置的鉆具下設(shè)在隔離管內(nèi),利用跟管鉆進(jìn)在海工塊石基床的拋石層一次成鉆孔,并通過(guò)同步下放到鉆孔處的套管形成灌漿孔;
在灌漿孔內(nèi)下設(shè)射漿管,利用灌漿裝置經(jīng)由射漿管將灌漿料灌注到拋石層的縫隙內(nèi)。
其中,在鉆孔裝置的鉆具下設(shè)隔離管之前,需對(duì)待鉆孔孔位進(jìn)行復(fù)測(cè),在鉆桿下設(shè)時(shí),以鉆桿為孔位點(diǎn)再進(jìn)行一次復(fù)測(cè),結(jié)果無(wú)誤后鉆具開(kāi)始鉆孔施工。
其中,為了便于跟管鉆進(jìn),本發(fā)明的隔離管27的內(nèi)徑大于在其內(nèi)下設(shè)的套管28的外徑,而套管28的內(nèi)徑大于射漿管29的外徑,鉆孔灌漿作業(yè)時(shí),隔離管、套管、射漿管的位置關(guān)系如圖20所示。
本發(fā)明在鉆孔時(shí),采用全液壓潛孔鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)法鉆孔施工,在隔離管內(nèi)下設(shè)鉆具鉆孔,跟管鉆進(jìn),鉆至設(shè)計(jì)孔深后,自下而上分段卡塞進(jìn)行灌漿。鉆孔的深度以鉆穿拋石層為基準(zhǔn),其中,鉆孔灌漿過(guò)程如圖13-圖16所示,灌漿孔的施工應(yīng)按灌漿程序,分序分段進(jìn)行。進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí),所有鉆孔應(yīng)統(tǒng)一編號(hào),并注明各孔的施工次序,下面,詳細(xì)描述鉆孔灌漿過(guò)程:
1、待鉆孔的孔位測(cè)量定位就緒后,下設(shè)隔離管至塊石基床的拋石層表面,如圖13所示。
2、采用潛孔鉆機(jī)在隔離管內(nèi)跟管鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深,同步下放套管形成灌漿孔。
3、潛孔鉆機(jī)起拔鉆桿,在套管形成的灌漿孔內(nèi)下設(shè)射漿管,然后起拔套管至灌漿孔第一段頂部,下設(shè)水壓塞,連接射漿管的管路進(jìn)行灌漿,以便灌漿液灌注到灌漿孔及拋石層的縫隙內(nèi),如圖14所示。
4、灌漿孔的第一段灌注結(jié)束后,起拔套管至灌漿孔的第二段頂部,繼續(xù)灌漿,如圖15所示。
5、灌注第二段結(jié)束后,繼續(xù)起拔套管,灌注第三段,……,重復(fù)上述起拔套管及灌漿的步驟,由下至上分段卡塞灌漿,直至灌漿料灌注到整個(gè)灌漿孔內(nèi)。
6、整個(gè)灌漿孔灌滿灌漿料后,取出水壓塞,利用灌漿管對(duì)灌漿孔的孔口注入0.5:1的水泥漿進(jìn)行封孔處理,起拔灌漿管及孔口管,整孔灌漿結(jié)束,如圖16所示。
其中,采用跟管鉆進(jìn)所需設(shè)備可采用現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備,而跟管鉆進(jìn)的方法與現(xiàn)有技術(shù)采用方法相同,在此不對(duì)其過(guò)程進(jìn)行描述。
需要說(shuō)明的是,在對(duì)塊石基床進(jìn)行外排孔與內(nèi)排孔的鉆孔灌漿時(shí),均可以采用上述的下設(shè)隔離管并在隔離管內(nèi)下設(shè)鉆具跟管鉆進(jìn)的方法。
本發(fā)明在使用駁船施工平臺(tái)進(jìn)行鉆孔灌漿施工的過(guò)程中,海水的漲潮落潮只是對(duì)駁船造成上下起伏,增加或減少隔離管相對(duì)海水中的距離,并不會(huì)影響隔離管內(nèi)進(jìn)行的鉆孔及灌漿施工,確保鉆孔孔位不會(huì)偏移,提高鉆孔效率與加固施工效率,縮短工期,減少施工成本。
在灌漿時(shí),灌漿孔各段的長(zhǎng)度可以根據(jù)設(shè)計(jì)孔深的實(shí)際情況確定,在灌漿時(shí),灌漿的最大壓力不大于0.7MPa。優(yōu)選的,本發(fā)明利用灌漿裝置經(jīng)由射漿管將灌漿料灌注到拋石層的縫隙內(nèi)時(shí),還包括采用灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)灌漿壓力、注入率、漿液密度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制的步驟。
具體的,本發(fā)明的灌漿裝置采用如圖17所示的結(jié)構(gòu),包括:配漿攪拌機(jī)30;與配漿攪拌機(jī)30連接的供漿管31;與配漿攪拌機(jī)30連接的灌漿泵33;與灌漿泵33連接的進(jìn)漿管34與回漿管41;用于安置在套管內(nèi)的射漿管29;用于將射漿管29與進(jìn)漿管34連接的灌漿塞40;與配漿攪拌機(jī)30和灌漿泵33分別連接的灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng);以及,安裝在回漿管41的靠近灌漿孔處的用于調(diào)節(jié)灌漿壓力的高壓調(diào)節(jié)閘閥37;安裝在進(jìn)漿管34或射漿管29上的用于防止射漿管內(nèi)的灌漿液倒流回進(jìn)漿管的逆止閘閥38。進(jìn)行灌漿的射漿管可以采用現(xiàn)有技術(shù)的套閥管組件。
其中,本發(fā)明的灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)包括:安裝在進(jìn)漿管34的位于灌漿孔的孔口處的壓力表35和壓力傳感器36;安裝在灌漿泵33處的壓力表43(各壓力表和管路之間設(shè)置隔漿裝置);安裝在灌漿泵33與配漿攪拌機(jī)30之間的流量傳感器32;安裝在鉆具上的檢測(cè)鉆進(jìn)深度的位移傳感器44;與壓力傳感器36、流量傳感器32、配漿攪拌機(jī)30、位移傳感器44分別連接的灌漿記錄儀42,用于對(duì)灌漿時(shí)的壓力、注入率、灌漿液的密度、流量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制。
在灌漿過(guò)程中,若灌漿壓力達(dá)到0.7MPa時(shí),注入率不大于2L/min,繼續(xù)灌注20min。該結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)適用于內(nèi)、外排孔下部灌漿段(除孔口段)和中間孔灌漿段,內(nèi)外排孔孔口段注漿時(shí),孔口返漿即可作為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在灌漿孔封孔時(shí),可以采用“機(jī)械壓漿封孔法”或“壓力灌漿封孔法”。封孔材料選用水灰比為0.5:1的水泥漿液。
其中,本發(fā)明的灌漿記錄儀42選用GMS1-4型(壓力、注入率)灌漿自動(dòng)記錄儀,該記錄儀可同時(shí)監(jiān)控8套灌漿裝置、64個(gè)(種)不同類型傳感器,還可同時(shí)進(jìn)行固結(jié)灌漿,帷幕灌漿,接縫灌漿,回填灌漿,超高壓灌漿(大于10MPa),大流量灌漿(大于100L/min),化學(xué)灌漿等多種灌漿方法。外業(yè)獨(dú)立數(shù)據(jù)采集,支持多臺(tái)計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)合并,在采集灌漿數(shù)據(jù)的同時(shí)可實(shí)時(shí)顯示灌漿過(guò)程中的各種參數(shù),記錄和曲線,并進(jìn)行智能內(nèi)業(yè)資料整理,使灌漿現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成灌漿規(guī)范中的各種曲線、報(bào)表和數(shù)據(jù)成果分析圖表。灌漿自動(dòng)記錄儀具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功能(C/S結(jié)構(gòu)),一臺(tái)服務(wù)器可以同時(shí)采集多個(gè)一體機(jī)客戶終端數(shù)據(jù),便于現(xiàn)場(chǎng)工程師統(tǒng)籌監(jiān)控整個(gè)工程各個(gè)工作面灌漿施工過(guò)程的數(shù)據(jù),灌漿記錄的數(shù)據(jù)庫(kù)具有加密功能,操作人員無(wú)法修改原始記錄,可確保原始資料的真實(shí)性。
施工時(shí),可以在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)易的局域網(wǎng),方便監(jiān)理、業(yè)主在局域網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控灌漿施工數(shù)據(jù)(也可以在Internet網(wǎng)上遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控),可直接監(jiān)視多個(gè)灌漿過(guò)程,控制每一個(gè)灌漿過(guò)程按預(yù)定程式進(jìn)行,并可按規(guī)范要求自動(dòng)生成所有統(tǒng)計(jì)報(bào)表及成果圖。
本發(fā)明的灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的參數(shù)包括灌漿壓力、注入率、地面抬動(dòng)值。系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)包括平均灌漿壓力、最大灌漿壓力、注入率、累計(jì)注入漿量、累計(jì)注入灰量、灌漿強(qiáng)度值(GIN)等,輸出的曲線包括灌漿壓力—時(shí)間曲線、注入率—時(shí)間曲線、累計(jì)注灰量—時(shí)間曲線、GIN曲線等6種關(guān)系曲線,輸出的表格包括灌漿記錄表、壓水試驗(yàn)記錄表。
其中,各個(gè)孔段的灌漿壓力、注入率、累計(jì)注灰量和GIN值實(shí)時(shí)顯示在灌漿記錄儀42計(jì)算機(jī)的顯示屏上,實(shí)時(shí)反映各孔段灌漿全過(guò)程的記錄表格和曲線,可隨時(shí)予以調(diào)閱或打印。根據(jù)所獲得的信息,施工技術(shù)人員、監(jiān)理人員可以對(duì)一個(gè)孔段的灌漿過(guò)程進(jìn)行檢查、分析、判斷決策,并通過(guò)專用電話對(duì)施工機(jī)組的操作進(jìn)行指揮,從而大大地加強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)灌漿操作的直接控制力,有效地保證了灌漿工程的質(zhì)量。
此外,還采用灌漿數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其與灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接并配套使用,由灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù),再自動(dòng)轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算,以便直接生成滿足規(guī)范要求的全套成果表、單位注灰量頻率曲線、綜合剖面圖等,使得整個(gè)灌漿過(guò)程更加透明、直觀。
其中,受工程水文、地質(zhì)條件的影響,普通配合比的灌漿液在本發(fā)明的海工塊石基床加固工程中發(fā)揮不了很大作用,滿足不了工程質(zhì)量要求,因此,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室做出的試驗(yàn)結(jié)果以及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析,采用混合穩(wěn)定灌漿液進(jìn)行灌注。
本發(fā)明采用的復(fù)合灌漿液包括:水泥漿和外加劑。水泥漿采用的水泥標(biāo)號(hào)不得低于42.5#,如采用普通42.5#硅酸鹽散裝水泥??紤]到海水對(duì)水泥的腐蝕,在水泥漿液中添加外加劑,外加劑包括BQ-8復(fù)合密實(shí)抗磨防腐劑,其由磨細(xì)礦渣、硅粉、硅灰、化學(xué)密實(shí)劑等復(fù)合而成,加入水泥混凝土中可降低溫升,改善工作性能,增加后期強(qiáng)度,可改善砼內(nèi)部結(jié)構(gòu),增加砼的密實(shí)性,提高砼的耐久性和抗侵蝕能力,抑制海水中硫酸鹽的侵蝕,抑制砼堿-骨料反應(yīng),增加抗磨、抗裂、提高防滲等級(jí)和抗凍性能,增加加固效果。
此外,還可以根據(jù)灌漿需要在水泥漿液中摻入下列一種或多種摻合料:
a、砂:選用質(zhì)地堅(jiān)硬的天然砂或人工砂,粒徑不宜大于2.5mm,細(xì)度模數(shù)不宜大于2.0,SO3含量宜小于1%,含泥量不宜大于3%,有機(jī)物含量不宜大于3%;
b、膨潤(rùn)土:符合Ⅱ級(jí)及以上標(biāo)準(zhǔn)的膨潤(rùn)土,細(xì)度要求過(guò)0.074mm篩篩余≤4.0%。
c、粉煤灰:選用精選的粉煤灰不宜粗于同時(shí)使用的水泥,燒失量宜小于8%,SO3含量宜小于3%;
d、其它摻合料。
進(jìn)一步的,可以根據(jù)灌漿需要在水泥漿液中摻入除BQ-8復(fù)合密實(shí)抗磨防腐劑之外的下列外加劑中的一種或多種:
a、速凝劑:水玻璃(硅酸鈉),氯化鈣,三乙醇胺等;
b、減水劑:萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑等;
c、穩(wěn)定劑:膨潤(rùn)土及其它高塑性粘土等;
d、增粘劑:羥乙基纖維素HEC;
e、水下混凝土不離析外加劑。
其中,若在水泥漿中加入外加劑,則所有外加劑凡能溶于水的應(yīng)以水溶液狀態(tài)加入。
優(yōu)選的,本發(fā)明在施工前期采用的灌漿液的水灰比為0.8:1,此時(shí)灌漿液組分包括漿液灌水、水泥、粉煤灰、防腐劑,且各組分配比為穩(wěn)定漿液灌水:水泥:粉煤灰:防腐劑=1.05:1:0.3:0.04,該灌漿液的強(qiáng)度要求滿足設(shè)計(jì)要求的M10。在后續(xù)施工漿液中根據(jù)情況摻加外加劑,例如加入增粘劑羥乙基纖維素HEC和/或BQ-8復(fù)合密實(shí)抗磨防腐劑和/或水玻璃,增粘劑具有良好的保水性,能明顯的降低漿液的泌水性,能夠很好的提高大流動(dòng)性漿液的抗離析能力,BQ-8復(fù)合密實(shí)抗磨防腐劑可提高耐久性和抗侵蝕能力,抑制海水中硫酸鹽的侵蝕,增加抗磨、抗裂、提高防滲等級(jí)和抗凍性能,增加加固效果,水玻璃能加快速凝時(shí)間。優(yōu)選的,為提高灌漿效果,更好的提高灌漿液的強(qiáng)度,保證灌漿液在一定范圍內(nèi)擴(kuò)散,后續(xù)灌漿液配比將增加使用0.6:1和0.5:1的漿液,并根據(jù)孔內(nèi)吃漿量情況,可由濃至稀或者由稀至濃灌注。
在灌注灌漿液的過(guò)程中,會(huì)遇到各種特殊情況,當(dāng)遇到如下特殊情況時(shí),分別按如下方法處理:
(1)灌漿過(guò)程中因故造成長(zhǎng)時(shí)間灌漿中斷的,中斷后立刻用清水沖洗灌漿孔段,正常后掃孔重新復(fù)灌。
(2)灌漿過(guò)程中,如發(fā)生抬動(dòng),可采取降壓、限流處理,處理無(wú)效,改用濃灌漿液灌注,然后,待凝并掃孔復(fù)灌。
(3)塌孔段處理:當(dāng)鉆孔遇到塌孔段時(shí),鉆至終孔深度,下入鉆桿至孔底,用大流量水沖孔,有回水時(shí),至返清水為止;當(dāng)不返清水時(shí),沖孔時(shí)間不小于30min。然后在不間斷沖孔的情況下,連續(xù)灌注穩(wěn)定性漿液,至灌漿結(jié)束。
(4)大耗漿孔段處理:如灌漿段遇見(jiàn)大量吸漿且難以結(jié)束時(shí),首先采取低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等措施;必要時(shí)漿液中摻加適量速凝劑;待凝或在漿液中摻加摻和料,如細(xì)砂等。經(jīng)處理后還應(yīng)掃孔復(fù)灌直至正常結(jié)束。
(5)在不吃漿孔位、孔段處理:如灌漿段或灌漿孔不吃漿,首先采取增加壓力的措施來(lái)處理,必要情況下可適當(dāng)?shù)脑谠摽撞课贿M(jìn)行加密。
(6)在灌漿工程中遇到爆管情況的發(fā)生,首先關(guān)閉灌漿泵、暫停記錄儀查明原因,立即接用新的灌漿高壓管進(jìn)行灌漿。
灌漿結(jié)束后,為確保施工質(zhì)量,對(duì)灌漿質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。
其中,在外排孔和內(nèi)排孔施工完成后,對(duì)塊石基床表面的1.5m厚的塊石層進(jìn)行開(kāi)挖,并在整個(gè)塊石基床上部澆筑模袋混凝土(混凝土標(biāo)號(hào)為C20),在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,采用地質(zhì)巖芯鉆機(jī)鉆設(shè)中間孔,并對(duì)中間孔進(jìn)行孔口卡塞、全孔壓力灌漿。中間孔的鉆進(jìn)與灌漿過(guò)程也采用上述的先下設(shè)隔離管、然后在隔離管內(nèi)下設(shè)鉆具跟管鉆進(jìn)鉆孔、灌漿的方法,在此不進(jìn)行描述。
其中,在對(duì)塊石基床表面進(jìn)行梯形槽開(kāi)挖時(shí),以人工開(kāi)挖為主,機(jī)械為輔。施工前,先由潛水員對(duì)基床進(jìn)行水下探摸,并測(cè)量清理區(qū)域的泥面標(biāo)高情況,探摸完成后方進(jìn)行水下塊石的清理。
塊石基床表面大部分覆蓋有一層煤渣,在塊石清理前,先用空壓機(jī)將煤渣清理干凈并露出基床塊石后再進(jìn)行塊石的人工清理。潛水員先用鐵鍬將基床表面塊石撬松動(dòng),然后通過(guò)網(wǎng)兜或其他搬運(yùn)工具將塊石搬運(yùn)至機(jī)械開(kāi)挖的區(qū)域。如遇較大塊石人工無(wú)法搬運(yùn)的,采用小抓斗式挖泥船(如2.5m3抓斗式挖泥船)將其挖除,挖除前由潛水員對(duì)大塊石的位置進(jìn)行定位,機(jī)械開(kāi)挖過(guò)程中,潛水員必須上岸避讓。
考慮到機(jī)械開(kāi)挖區(qū)域離前趾較遠(yuǎn),對(duì)碼頭穩(wěn)定的影響較少,水下開(kāi)挖塊石工程量大,需要挖掘能力較大的挖泥船,該區(qū)采用帶齒的4m3抓斗挖泥船進(jìn)行開(kāi)挖。為實(shí)時(shí)掌握潮位情況,在碼頭邊上設(shè)置水尺。根據(jù)實(shí)際潮位,通過(guò)在吊斗上的鋼絲繩上標(biāo)記刻度控制下斗深度。開(kāi)挖分層進(jìn)行,每層厚度0.5m。抓斗挖泥船從岸側(cè)往海側(cè)開(kāi)挖。開(kāi)挖過(guò)程中,由專人負(fù)責(zé)測(cè)量水下基床面的標(biāo)高,挖完一層后測(cè)量人員檢查整個(gè)開(kāi)挖區(qū)的標(biāo)高情況,開(kāi)挖至最后一層時(shí),嚴(yán)格控制下斗深度,確保超深控制在0.3m以內(nèi)、超寬控制在0.5m以內(nèi),如前沿坡腳處超深超寬過(guò)大,及時(shí)做好標(biāo)記并由挖泥船進(jìn)行補(bǔ)拋至設(shè)計(jì)邊線。
開(kāi)挖梯形槽后,要滿足以下質(zhì)量要求:
(1)開(kāi)挖的平面位置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,斷面尺寸不應(yīng)小于設(shè)計(jì)規(guī)定;
(2)平均超深允許偏差0.3m;平均超寬、超長(zhǎng)允許偏差0.5m。
在碼頭前沿基床上表面開(kāi)挖后,在形成的梯形槽的區(qū)域鋪設(shè)模袋混凝土25,鋪設(shè)時(shí),根據(jù)土工織物的幅寬、縱橫向收縮率和設(shè)計(jì)要求確定每片模袋的總體尺寸,并預(yù)留收縮量。優(yōu)選的,本發(fā)明的模袋混凝土采用的模袋為230g/m2的長(zhǎng)絲機(jī)制布。考慮土工織物的幅寬、縱橫向收縮率、預(yù)留孔(為壓力灌漿預(yù)留的固定孔)設(shè)置等要求確定每片模袋的總體尺寸,并預(yù)留收縮量,沖灌后模袋布的縱向收縮率約1%,橫向收縮率約為5%。
模袋鋪放采用陸上制作鋼筋支撐架綁扎模袋,制作加工完成后采用吊車向水下沉放,潛水員在水下配合吊車將模袋沿碼頭方向,自灌漿加固區(qū)一側(cè),定位、沿開(kāi)挖斷面順直鋪設(shè)混凝土模袋。模袋布置圖如圖18、圖19所示。
模袋鋪設(shè)具體步驟如下:
1)基床表層開(kāi)挖完成后,用高壓水槍清理基床表面的碎石、煤灰及沉渣,表面清理干凈后開(kāi)始下設(shè)模袋,澆筑混凝土。
2)采用Ф16的螺紋鋼筋制作模袋支撐架(亦作為模袋壓重),在陸上通過(guò)20號(hào)鐵絲將定制好的模袋與鋼筋支撐架綁扎固定在一起,間隔30cm綁扎一道,使鋼筋支撐架和模袋形成一個(gè)牢固的整體。
3)采用25t吊車起吊鋼筋支撐架與模袋結(jié)合體,在設(shè)計(jì)位置上慢慢下設(shè)至海水中,每個(gè)鋼筋支撐模袋下沉?xí)r,在碼頭面上做好記號(hào),下沉?xí)r注意控制下沉速度。
4)潛水員在水下配合吊車對(duì)鋼筋支撐架進(jìn)行調(diào)整定位,按照開(kāi)挖后的標(biāo)準(zhǔn)邊坡斷面進(jìn)行定位安放。
5)混凝土澆筑前,潛水員將澆筑混凝土用的橡膠軟導(dǎo)管26插入模袋袋口,綁扎緊固,做好打灰前準(zhǔn)備及檢查工作。
6)每幅模袋澆筑完成后,在下設(shè)下一幅模袋時(shí),必須疊壓上幅模袋不小于30cm,保證相鄰2幅模袋之間不留空隙。
水下模袋混凝土澆筑時(shí),水下不分散混凝土主要摻加絮凝劑,并增加膠凝材料的用量。水下不分散混凝土可達(dá)到水下澆筑混凝土不發(fā)生離析,并可自流平自密實(shí),水下成型混凝土質(zhì)量良好。水下模袋混凝土采用商品混凝土,強(qiáng)度為C20,混凝土坍落度控制在180-220mm之間。
水下模袋混凝土采用混凝土泵車進(jìn)行澆筑,混凝土泵車布置于碼頭卸煤船送機(jī)外側(cè),通過(guò)泵管送至碼頭前沿。澆筑混凝土?xí)r,考慮澆筑位置離碼頭頂面距離因素,水下部分導(dǎo)管為軟管連接,以利于水下澆筑時(shí)調(diào)整就位。
在確定模袋無(wú)偏移,現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作完成后,由潛水員將混凝土泵的軟管口插人預(yù)留孔,伸至模袋內(nèi),扎牢后,即開(kāi)機(jī)輸送灌注混凝土。
澆筑模袋混凝土采用如下順序:先由如圖18所示的上平臺(tái)開(kāi)始澆筑,再澆筑下平臺(tái),最后澆筑斜坡段,避免在斜坡段混凝土自重下,模袋發(fā)生位移。
澆筑混凝土?xí)r,先自最邊上的預(yù)留孔進(jìn)行灌注,自預(yù)留的混凝土灌注口開(kāi)始灌注混凝土,緩慢澆筑,直至澆筑至模袋混凝土頂部位置,將1個(gè)縫制隔層單位全部充填完成混凝土后,移至下一個(gè)縫制隔層預(yù)留孔進(jìn)行灌注。
灌注由兩名潛水員共同澆筑,一人移動(dòng)泵管,一人整平并經(jīng)常檢查混凝土是否出現(xiàn)離析或超量,檢查模袋和模袋架是否松脫移位等,同時(shí)還需檢查灌注范圍是否灌實(shí)。潛水員通過(guò)信號(hào)繩,傳遞開(kāi)始和停止灌注混凝土的信息,潛水工作船上的輔助人員立即告知現(xiàn)場(chǎng)施工員,施工員通過(guò)對(duì)講機(jī)指揮泵車開(kāi)始或停止。
灌注好一個(gè)縫制隔層單位后,由指揮員通過(guò)對(duì)講機(jī)指揮泵車停車,松開(kāi)模袋灌注袋口扎繩,抽出灌注管后迅速扎牢灌注袋口,同時(shí)將輸送管口移插至下一縫制隔層袋口進(jìn)行混凝土灌注。
模袋澆筑過(guò)程中和混凝土初凝完成后,由潛水員檢查模袋的情況,有無(wú)模袋漲破或損壞,如有,由潛水員將破損模袋中的混凝土取出,再將破損模袋移除,重新鋪設(shè)完整無(wú)損的模袋,重新澆筑混凝土。
此外,本發(fā)明還提供一種用于如上所述海工塊石基床加固方法的設(shè)備,包括:搭設(shè)在固定于碼頭泊位處的駁船上的駁船平臺(tái);布置在碼頭前沿線的懸臂施工平臺(tái);安裝在駁船平臺(tái)和懸臂施工平臺(tái)上的用于對(duì)海工塊石基床進(jìn)行鉆孔的鉆孔裝置和灌漿處理的灌漿裝置;安裝在駁船平臺(tái)和/或懸臂施工平臺(tái)上的用于對(duì)海工塊石基床表層開(kāi)挖的挖掘裝置;安置在駁船平臺(tái)上的用于將待鉆孔處上方的海水與周圍海水隔離的隔離管;用于通過(guò)灌漿裝置灌注到海工塊石基床內(nèi)的灌漿液;以及澆筑在海工塊石基床表面開(kāi)挖區(qū)域的混凝土模袋。
其中,隔離管的高度大于駁船平臺(tái)至海工塊石基床的拋石層表面的垂直高度,優(yōu)選的,隔離管的高度大于駁船位于最高水位時(shí)、駁船平臺(tái)至海工塊石基床的拋石層表面的垂直高度。
其中,隔離管的內(nèi)徑大于套管的外徑,導(dǎo)向孔的內(nèi)徑大于隔離管的外徑。
其中,所述駁船平臺(tái)包括:鋪設(shè)在駁船船艙表面且與駁船固定連接為一體的鋼板,鋼板的一部分伸出駁船的船沿,形成外伸平臺(tái);其中,在外伸平臺(tái)上間隔開(kāi)設(shè)用于導(dǎo)向和定位的多個(gè)導(dǎo)向孔。
其中,懸臂施工平臺(tái)包括:沿碼頭縱向依次布置且垂直于碼頭前沿線的一排三角架14,用于作為受力骨架;將一排三角架14中相鄰的兩個(gè)三角架橫向連接在一起的橫梁15;鋪設(shè)在一排三角架14上的板材16;植入在每個(gè)三角架14后端兩側(cè)的一對(duì)錨筋17;與每個(gè)三角架14對(duì)應(yīng)安置且其兩端與該三角架14兩側(cè)的一對(duì)錨筋17固定連接的U型環(huán)18;以及植入在每個(gè)三角架的后錨點(diǎn)的水泥植筋。
其中,灌漿裝置包括:配漿攪拌機(jī)30;與配漿攪拌機(jī)30連接的供漿管31;與配漿攪拌機(jī)30連接的灌漿泵33;與灌漿泵33連接的進(jìn)漿管34與回漿管41;用于安置在套管內(nèi)的射漿管29;用于將射漿管29與進(jìn)漿管34連接的灌漿塞40;與配漿攪拌機(jī)30和灌漿泵33分別連接的灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng);與灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接并配套使用的灌漿數(shù)據(jù)處理系統(tǒng);以及,安裝在回漿管41的靠近灌漿孔處的用于調(diào)節(jié)灌漿壓力的高壓調(diào)節(jié)閘閥37;安裝在進(jìn)漿管34或射漿管29上的用于防止射漿管內(nèi)的灌漿液倒流回進(jìn)漿管的逆止閘閥38。進(jìn)行灌漿的射漿管可以采用現(xiàn)有技術(shù)的套閥管組件。
其中,本發(fā)明的灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)包括:安裝在進(jìn)漿管34的位于灌漿孔的孔口處的壓力表35和壓力傳感器36;安裝在灌漿泵33處的壓力表43(各壓力表和管路之間設(shè)置隔漿裝置);安裝在灌漿泵33與配漿攪拌機(jī)30之間的流量傳感器32;安裝在鉆具上的檢測(cè)鉆進(jìn)深度的位移傳感器44;與壓力傳感器36、流量傳感器32、配漿攪拌機(jī)30、位移傳感器44分別連接的灌漿記錄儀42,用于對(duì)灌漿時(shí)的壓力、注入率、灌漿液的密度、流量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制。
其中,本發(fā)明的鉆孔裝置包括兩種,一種為用于鉆設(shè)內(nèi)外排孔的潛孔鉆機(jī)機(jī)具,另一種為用于鉆設(shè)中間孔的地質(zhì)巖芯鉆機(jī)機(jī)具。
此外,本發(fā)明的設(shè)備還包括其它輔助裝置,如用于吊裝隔離管的吊機(jī)、用于固定隔離管的固定裝置,以及用于將駁船固定于碼頭泊位處的固定裝置:用于回填在駁船的船艙內(nèi)的砂石料,以便作為配重增加駁船的穩(wěn)定性;用于將駁船固定于碼頭泊位處的四根錨索,以便定位與橫向支撐駁船。
盡管上述對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)說(shuō)明,但本發(fā)明不限于此,本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改,因此,凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。