專利名稱：潛水樁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能在水下施工基礎(chǔ)的設(shè)備，能在數(shù)百米深的水下，連續(xù)一次性地完成鋼管混凝土樁和基礎(chǔ)承臺(tái)的施工。具體是一種潛水樁機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在水中建橋墩的主要方法是，用鋼圍堰做圍護(hù)，樁和基礎(chǔ)的施工是在鋼圍堰的圍護(hù)下、在無水的情況下進(jìn)行的。其施工方法是，先將鋼圍堰下沉到基礎(chǔ)承臺(tái)底標(biāo)高處，用高壓水槍沖擊鋼圍堰內(nèi)的泥土使其變成泥漿，將泥漿抽出后在水中澆灌封底混凝土，使封底混凝土與鋼圍堰形成一個(gè)相對密封的桶體。然后，將水抽凈，再施工樁和基礎(chǔ)。施工時(shí)鋼圍堰內(nèi)外有水位差，施工的水域越深，水位差就越大，也就是說水對鋼圍堰側(cè)壁的壓力和浮力也會(huì)隨著水深的增加而增加，這樣就要求鋼圍堰具有一定的剛度和重量。而隨著鋼圍堰的剛度和重量的增加，會(huì)給鋼圍堰的安裝帶越來越多的困難。因此，用這種方法建橋墩只宜在水位相對較淺的水域施工。如果要在寬闊的海峽上建橋墩，當(dāng)水深為幾十米或者數(shù)百米時(shí)，由于水對鋼圍堰側(cè)壁的壓力和浮力都很大，所以用這種施工方法建橋墩就很困難或者無法施工。

發(fā)明內(nèi)容
為了能在水下數(shù)百米深的地方建橋墩，本發(fā)明提供一種潛水樁機(jī)。這種潛水樁機(jī)可以潛入到較深的水下，利用水的浮力，完成鋼管混凝土樁和基礎(chǔ)承臺(tái)的施工，再將預(yù)制的鋼筋混凝土橋墩安裝在基礎(chǔ)承臺(tái)上，用一種全新的施工方法在深水中建橋墩。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種潛水樁機(jī)；包括由食管、潛水器、斷水倉、四個(gè)液壓支腿、若干個(gè)壓力裝置、若干根鋼沉管、若干臺(tái)潛水鉆機(jī)、若干個(gè)緊固件、若干個(gè)導(dǎo)向裝置構(gòu)成。
食管是把鋼管采用螺栓連接的方法連接而成的管子，它的下端與材料調(diào)配倉連通，它的上端與水面的定位方駁或者船只連通，是輸送動(dòng)力、空氣、人員及各種材料的通道。
潛水器是用鋼材焊接而成的，由控制室、蓄水倉、壓力倉、材料調(diào)配倉組成。它上與食管連接并通向水面，下與斷水倉和液壓支腿連接，是潛水樁機(jī)中較為重要的部件。
控制室是擺放各種抽水泵和各種閥門的地方，也是操縱潛水樁機(jī)下沉或者上浮、調(diào)整液壓支腿的高低，控制潛水鉆機(jī)、泥漿泵、抽水泵、各種進(jìn)水閥門的操作室。在控制室的上面有一個(gè)倉門，通過這個(gè)倉門與材料調(diào)配倉連通。在控制室的底部有一個(gè)減壓倉，通過這個(gè)減壓倉與斷水倉連通。在控制室的兩側(cè)各有一個(gè)倉門，通過這個(gè)倉門與壓力倉連通?？刂剖业臄?shù)量與壓力倉有關(guān)，每兩個(gè)壓力倉之間設(shè)置一個(gè)控制室，例如有三個(gè)壓力倉就設(shè)置兩個(gè)控制室。
蓄水倉有兩個(gè)，在潛水器的兩側(cè)，是蓄水、存放沉管、潛水鉆機(jī)的地方。在蓄水倉的頂板上有一個(gè)倉門，通過這個(gè)倉門與材料調(diào)配倉連通，通過材料調(diào)配倉來轉(zhuǎn)運(yùn)沉管、潛水鉆機(jī)。在兩個(gè)蓄水倉之間，用管子連通，在進(jìn)水或者排水的時(shí)候，兩蓄水倉中的水面始終能處在一個(gè)平面上，以防止?jié)撍畼稒C(jī)的傾斜。通過調(diào)整蓄水倉中的蓄水量來改變潛水樁機(jī)的重量，從而控制潛水樁機(jī)的上浮或者下沉。為了提高了潛水器抗水壓的能力，使?jié)撍畼稒C(jī)能下潛的更深，在蓄水倉內(nèi)設(shè)置一些支柱和水平橫梁。
壓力倉是壓鋼沉管的地方，在壓力倉的底板上設(shè)置若干個(gè)鋼沉管穿孔，并與斷水倉中的鋼沉管穿孔相對應(yīng)，每個(gè)穿孔都設(shè)置一道倉門。在每個(gè)穿孔處都設(shè)置四個(gè)導(dǎo)向裝置。在壓力倉的頂板上有一個(gè)倉門，通過這個(gè)倉門與材料調(diào)配倉連通。在壓力倉的側(cè)壁上有一個(gè)倉門與控制室連通，是操作人員的通道。在壓力倉的上部設(shè)置有軌道梁，供壓力裝置移動(dòng)。壓力裝置像車間內(nèi)的天車(行車)一樣可以在壓力倉內(nèi)來回移動(dòng)，對壓力倉中所有的鋼沉管進(jìn)行施壓以及安裝和拆卸潛水鉆機(jī)。壓力倉可以有兩個(gè)或者多個(gè)，其數(shù)量根據(jù)需要來確定，每個(gè)壓力倉可施工一排樁。
材料調(diào)配倉是在潛水器上部的中間位置，它與蓄水倉、壓力倉、控制室、食管連通。在材料調(diào)配倉的頂部安裝有一臺(tái)單軌吊，用它來轉(zhuǎn)運(yùn)鋼沉管及其它各種材料。
斷水倉是預(yù)制的無蓋薄壁鋼筋混凝土箱體，在箱體內(nèi)用鋼筋混凝土隔斷作隔斷墻，把斷水倉隔成一個(gè)個(gè)小的無蓋箱體，隔斷墻的作用是提高斷水倉抵抗海水壓力的能力，隔斷墻的頂面距斷水倉的頂面之間的距離，為2至3米(這是為安裝橋墩而特別設(shè)置的)。在有樁位的小箱體的底板上設(shè)置一個(gè)穿孔，用于穿插鋼沉管，并與壓力倉底板處的穿孔相對應(yīng)。斷水倉的位置是在潛水器的底部，在壓力倉和控制室的正下方，與潛水器用螺栓連接的方式連接在一起，是潛水樁機(jī)的一部分。在斷水倉與潛水器的連接處有一道密封墊，在密封墊的作用下阻止水進(jìn)入潛水樁機(jī)內(nèi)。
為防止水順著鋼沉管的外壁進(jìn)到斷水倉，在斷水倉鋼沉管的穿孔處，設(shè)置一道密封裝置，在密封裝置的作用下，可阻止水順著鋼沉管的外壁進(jìn)到斷水倉。密封裝置密封鋼沉管的原理與液壓千斤頂中用密封裝置密封活塞桿的原理一樣，所不同的是，因鋼沉管外壁沒有進(jìn)行精密加工，其外壁的光潔度比活塞桿外壁的光潔度低的多。但是，鋼沉管只出不進(jìn)為單向運(yùn)動(dòng)，而密封圈只能用一次，在這根鋼沉管壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，密封圈將永久留在斷水倉的底版上，所以用Yx密封圈可以滿足對鋼沉管的密封要求。在壓鋼沉管時(shí)斷水倉是灌滿水的，只是控制水面的高度，不能讓水進(jìn)入壓力倉和沉管內(nèi)，控制水面的高度可用抽水泵來調(diào)節(jié)，在斷水倉中灌水是增加樁機(jī)的重量。
斷水倉的作用有三個(gè)，一是斷水用密封裝置來密封鋼沉管，不讓水進(jìn)到斷水倉中內(nèi)，人員在成樁作業(yè)時(shí)不與水接觸而完成樁的施工。二是配重在壓鋼沉管時(shí)，需要很大的重量，為了得到較多的重量，在斷水倉與潛水器連接后，潛水樁機(jī)下沉前，在斷水倉中將沒有樁位的小箱體內(nèi)全部灌滿混凝土，在潛水樁機(jī)沉到水底后，壓鋼沉管前，用水把斷水倉灌滿，可獲得一定的重量。三是斷水倉本身就是基礎(chǔ)承臺(tái)的外殼，在所有的鋼沉管沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，把鋼沉管與斷水倉焊接在一起，將樁中的鋼筋籠或者鋼龍骨與斷水倉上的鋼龍骨焊接在一起，然后用混凝土把鋼沉管和斷水倉都灌滿，樁和斷水倉就形成一個(gè)剛性體，這樣潛水樁機(jī)就一次性地完成了鋼管混疑土樁和基礎(chǔ)承臺(tái)的施工。
液壓支腿由液壓千斤頂(支架)和底座組成，共有四個(gè)，它們分布在潛水器下面的四個(gè)角處。通過液壓千斤來調(diào)整支腿的長短，從而調(diào)整潛水樁機(jī)的水平。
鋼沉管是用鋼材焊接而成的管子，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)鋼沉管的長度為3米，其外徑為2米，鋼沉管兩端設(shè)置內(nèi)法蘭，連接時(shí)先用螺栓連接，然后焊接，為密封連接。鋼沉管是樁的一部分，成孔時(shí)鋼沉管是護(hù)筒，成樁時(shí)鋼沉管是鋼管混凝土樁的外壁。第一節(jié)鋼沉管安裝在壓力倉和斷水倉底板的穿孔中，安裝好的鋼沉管，其頂面的標(biāo)高與壓力倉地板上平面的標(biāo)高相同；其底面的標(biāo)高與斷水倉地板底面的標(biāo)高相同。
潛水鉆機(jī)主要由鉆頭、轉(zhuǎn)盤、潛水電機(jī)、鉆桿、水龍頭、接頭、四個(gè)支撐桿、隔水板、泥漿管、進(jìn)水管、泥漿泵等組成。轉(zhuǎn)盤與隔水板通過四個(gè)支撐桿連接在一起，組成潛水鉆機(jī)的支架，把這個(gè)支架安裝在鋼沉管內(nèi)的底部。潛水鉆機(jī)的鉆頭在沉管的下端(沉管的外部)，為了能方便地從鋼沉管中取出鉆頭，鉆頭的直徑是可以調(diào)整的。潛水鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤連接在沉管的端口處，用螺栓連接，轉(zhuǎn)盤與鋼沉管的連接為固定連接。隔水板與鋼沉管用螺栓連接，其連接為密封連接，由隔水板來阻止水從鋼沉管內(nèi)進(jìn)入潛水樁機(jī)。鉆桿通過水龍頭和接頭與泥漿管連接，而泥漿管需要穿過隔水板，泥漿會(huì)隨著鉆頭的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，這就需要解決泥漿管與隔水板之間的防水問題。把穿過隔水板的那段泥漿管的外壁進(jìn)行特殊處理，經(jīng)過處理后的泥漿管的光潔度與液壓千斤頂中活塞桿的光潔度相同，在隔水板上泥漿管的穿孔處設(shè)置一道密封圈，在這節(jié)泥漿管的上方掛上一定的配重，這樣既可防止水的通過，又不影響泥漿管的移動(dòng)，鉆桿的移動(dòng)長度為3.3米～3.5米。在鋼沉管進(jìn)入土層后，由于有鋼沉管的保護(hù)，海水不能直接進(jìn)到樁孔內(nèi)，海水只能以滲透的方式進(jìn)到樁孔內(nèi)，海水的滲透量將隨著鋼沉管的下沉而逐漸減少，直到無海水滲透。鉆機(jī)在成孔時(shí)是需要有水的，所以在隔水板上還設(shè)置一個(gè)進(jìn)水管，以保證鉆機(jī)在成孔時(shí)的用水。為了能方便地安裝、拆卸鉆機(jī)和成孔后的檢查，在隔水板上設(shè)置一個(gè)小閘門供人員出入。
壓力裝置是由壓力架、多個(gè)壓力液壓千斤頂、傳力座、多個(gè)支撐液壓千斤頂、兩個(gè)支撐墩、兩個(gè)卷揚(yáng)機(jī)、行走裝置等部件組成。壓力架上所有的壓力液壓千斤頂?shù)幕钊麠U都與傳力座連在一起，由壓力液壓千斤頂產(chǎn)生的壓力都集中在傳力座上，再由傳力座將壓力傳到要施壓的鋼沉管上。壓力裝置類似車間內(nèi)的天車(行車)，能在鋪設(shè)好的軌道上移動(dòng)，可逐個(gè)對壓力倉中所有的鋼沉管施壓。并利用壓力架上的卷揚(yáng)機(jī)來吊運(yùn)、安裝鋼沉管和潛水鉆機(jī)。壓力裝置在壓鋼沉管前，用支撐液壓千斤頂將兩個(gè)支撐墩頂起，并與壓力倉的頂板接觸后，再用壓力液壓千斤頂壓鋼沉管，壓鋼沉管的反作用力通過兩個(gè)支撐墩傳遞到壓力倉的頂板上。
緊固件由頂板、肋板、環(huán)形肋板、底板組成，是將鋼沉管與壓力倉的底板上連接在一起的裝置。潛水樁機(jī)的體積很大，沉入水中后，水對它的浮力也很大，潛水樁機(jī)在壓鋼沉管時(shí)需要一定的重量，如重量不足，壓鋼沉管時(shí)會(huì)將潛水樁機(jī)頂起而無法施工。用緊固件把鋼沉管與壓力倉連接在一起后，這些鋼沉管相對潛水樁機(jī)而言就是一個(gè)個(gè)錨桿，潛水樁機(jī)通過鋼沉管的錨拉力可獲得足夠的拉力來滿足壓鋼沉管時(shí)所需要的重量。
導(dǎo)向裝置是安裝在壓力倉底板穿孔的孔壁處，每個(gè)穿孔內(nèi)設(shè)置四個(gè)導(dǎo)向裝置，用于控制鋼沉管的位移，保證鋼沉管在受壓時(shí)，鋼沉管處在鉛垂?fàn)顟B(tài)。
潛水樁機(jī)的工作原理是在斷水倉的底板上鋼沉管的穿孔處設(shè)置一道密裝置，用液壓千斤頂中密封活塞桿的原理，在密封圈裝置的作用下阻止水從鋼沉管的外壁進(jìn)到斷水倉中，在鋼沉管內(nèi)設(shè)置隔水板，在隔水板的作用下阻止水從鋼沉管內(nèi)進(jìn)到斷水倉中。利用潛水艇的原理，通過向蓄水倉內(nèi)灌水或者排水來完成其下沉或者上浮。由液壓支腿調(diào)整潛水器的水平，當(dāng)潛水器沉到海底，通過調(diào)整每個(gè)支腿的高低，使?jié)撍b置處在水平狀態(tài)。成樁時(shí)，先由潛水鉆機(jī)鉆出一節(jié)孔后，再用壓力裝置壓下一節(jié)鋼沉管，這樣鉆一節(jié)孔壓一節(jié)鋼沉管，直到將鋼沉管壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高，同理逐節(jié)逐根地將所有鋼沉管都壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高。卸下潛水鉆機(jī)，將鉆機(jī)從鋼沉管中取出。然后，在鋼沉管內(nèi)安放鋼筋籠或者鋼龍骨，把鋼龍骨與斷水倉上的鋼龍骨焊接在一起，再分別向鋼沉管內(nèi)和斷水倉內(nèi)澆灌混凝土，使樁與斷水倉形成一個(gè)整體。最后，卸下斷水倉與潛水器連接的螺栓，使斷水倉與潛水器脫離，完成樁與基礎(chǔ)承臺(tái)的施工。
本發(fā)明的有益效果是，改變了傳統(tǒng)的建橋墩的方法，利用水的浮力，能在數(shù)百米的水下完成樁和基礎(chǔ)丞臺(tái)的施工，再將預(yù)制的橋墩安裝到基礎(chǔ)丞臺(tái)上，擴(kuò)大了建海峽大橋的水域。
最主要的是，由于能在較深的水下建造橋墩，再將預(yù)制的鋼筋混凝土隧道安裝再橋墩上，讓橋墩和隧道完全處在水中，建成水中隧道。隧道處在水下25米左右的地方，既能滿足船只通航的需要，又能降低風(fēng)浪對隧道的影響。用這種方法建海峽通道，可充分利用海水的浮力，變不利為有利，讓隧道、橋墩的自重和車輛通行時(shí)的活荷載與海水所產(chǎn)生的浮力相抵消，可最大限度地發(fā)揮鋼筋混凝土材料的性能，降低工程造價(jià)，縮短工期。建水中隧道的投資為建海底隧道投資的四分之一或者是五分之一，并且施工簡單、方便。詳見附加文件“水中隧道”一文。


圖1為本發(fā)明潛水樁機(jī)的俯視圖圖2為本發(fā)明潛水樁機(jī)的橫向側(cè)視圖圖3為本發(fā)明潛水樁機(jī)的縱向側(cè)視圖圖4為圖1的A-A剖面圖圖5為圖1的B-B剖面圖圖6為圖2的C-C剖面圖圖7為本發(fā)明潛水樁機(jī)斷水倉的俯視圖圖8為圖7的D-D剖面圖圖9為本發(fā)明潛水樁機(jī)中潛水鉆機(jī)在鋼沉管內(nèi)的位置示意圖圖10為圖9的E-E剖面圖
圖11為圖9的F-F剖面圖圖12為圖1O的1-1剖面圖，是潛水鉆機(jī)的隔水板與鋼沉管密封連接的大樣圖圖13為本發(fā)明潛水樁機(jī)壓力裝置的俯視圖圖14為本發(fā)明潛水樁機(jī)壓力裝置的橫向側(cè)視圖圖15為本發(fā)明潛水樁機(jī)壓力裝置的縱向側(cè)視圖圖16為本發(fā)明潛水樁機(jī)潛水器與斷水倉連接的大樣圖圖17為本發(fā)明潛水樁機(jī)緊固件示意圖，圖的右側(cè)顯示緊固件的外觀、圖的左側(cè)顯示緊固件的結(jié)構(gòu)圖18為本發(fā)明潛水樁機(jī)緊固件與鋼沉管連接的大樣圖圖中1.食管，2.潛水器，3.材料調(diào)配倉，4.斷水倉，5.液壓支腿，6.控制室，7.蓄水倉，8.壓力倉，9.鋼沉管，10.壓力裝置，11.潛水鉆機(jī)，12.控制鋼沉管位移的導(dǎo)向裝置，13.壓力倉底板上的鋼沉管穿孔，14.斷水倉底板上的鋼沉管穿孔，15.密封裝置，16.無樁位箱體，17.隔斷墻，18.有樁位箱體 19.泥漿管，20.密封裝置，21.隔水板，22.接頭，23.水龍頭，24.支架，25.鉆桿，26.鉆盤，27.鉆頭，28.進(jìn)水管，29.進(jìn)人孔閘門，30.潛水電機(jī)，31.鋼沉管水平連接板，32.密封壓板，33.螺栓，34.螺帽，35.密封墊，36.鋼沉管外壁，37.鋼沉管豎向加勁肋，38.壓力架，39.液壓千斤頂，40.支撐墩41.傳力座，42.壓力裝置行走輪，43.螺帽，44.墊片，45.螺栓，46.密封墊，47.頂板，48.肋板，49.環(huán)形肋板，50.底板 51.螺栓孔，52.鋼沉管的內(nèi)法蘭，53.鋼沉管水平加勁肋，54.壓力倉的底板，55.螺栓，56.螺帽。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)例詳述本發(fā)明。
如圖1-6所示，一種潛水樁機(jī)，包括由食管(1)、潛水器(2)、斷水倉(4)、四個(gè)液壓支腿(5)、若干個(gè)鋼沉管(9)、兩個(gè)壓力裝置(10)、若干個(gè)潛水鉆機(jī)(11)、若干個(gè)緊固件組成。其潛水器(2)由材料調(diào)配倉(3)、控制室(6)、蓄水倉(7)、壓力倉(8)組成。壓力倉(8)的底板上有若干個(gè)鋼沉管(9)的穿孔(13)，每個(gè)穿孔(13)的孔壁上有四個(gè)導(dǎo)向裝置(12)。鋼沉管(9)穿插在壓力倉(8)底板上的穿孔(13)中和斷水倉(4)底板上的穿孔(14)中，潛水鉆機(jī)(11)安裝在鋼沉管(9)的內(nèi)部。
如圖7-8所示，其斷水倉(4)被隔斷墻(17)隔成一個(gè)個(gè)小的箱體，分為無樁位箱體(16)和有樁位箱體(18)兩種，在有樁位箱體(18)的底板上有鋼沉管(9)的穿孔(14)，在穿孔(14)的上面有一密封裝置(15)。
如圖9-12所示，其潛水鉆機(jī)(11)由泥漿管(19)、密封裝置(20)、隔水板(21)、接頭(22)、水龍頭(23)、四個(gè)支架(24)、鉆桿(25)、鉆盤(26)、鉆頭(27)、進(jìn)水管(28)、潛水電機(jī)(30)等構(gòu)成。潛水鉆機(jī)(11)是安裝在銅沉管(9)的內(nèi)部的下端，隔水板(21)與鋼沉管(9)用螺栓(33)和密封壓板(32)連接，由密封墊(35)形成密封連接。鉆盤(26)與鋼沉管(9)的連接用螺栓連接，形成固定連接。
如圖13-15所示，其壓力裝置(10)由壓力架(38)、若干個(gè)壓力液壓千斤頂(39)、兩個(gè)支撐墩(40)、傳力座(41)、四個(gè)移動(dòng)輪(42)、若干個(gè)支撐液壓千斤頂、兩個(gè)卷揚(yáng)機(jī)組成。
如圖16所示，是潛水器(2)與斷水倉(4)連接的大樣圖，在其連接處有一密封墊(46)，通過螺栓(45)和螺帽(43)把潛水器(2)與斷水倉(4)連接在一起。
如圖17-18所示，其壓力裝置由頂板(47)、肋板(48)、環(huán)形肋板(49)、底板(50)、螺栓孔(51)組成，緊固件通過螺栓(55)和螺帽(56)與鋼沉管(9)連接。
本發(fā)明具體操作過程如下首先將斷水倉(4)預(yù)制好，在下水前把底版上的穿孔(14)進(jìn)行臨時(shí)密封，使斷水倉(4)能在水中漂浮，并把與潛水器連接時(shí)所需的防水墊(46)安裝好。下水后，在拖輪的拖拽下，將斷水倉(4)運(yùn)到橋墩基礎(chǔ)的施工現(xiàn)場與潛水器(2)連接。在水中把桶帽(安裝潛水鉆機(jī)的特制配件)安裝在穿孔(14)的下面，卸下臨時(shí)密封。斷水倉(4)與潛水器(2)連接是橋墩基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安裝也是比較復(fù)雜的，斷水倉(4)的安裝步驟如下首先向浮箱內(nèi)灌水使其沉到水下，把浮箱安裝到斷水倉(4)的下面。再向斷水倉(4)內(nèi)灌水，同時(shí)逐步將浮箱內(nèi)的水抽出，使斷水倉與浮箱在水中的重量等于海水對它們的浮力，并讓斷水倉(4)沉到水下。通過臨時(shí)安裝在潛水器(2)上面的四臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)，將斷水倉(4)拖拽到潛水器(2)下面，并用這四臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)和調(diào)整浮箱內(nèi)的水來安裝斷水倉(4)。在斷水倉(4)安裝到位后，由潛水人員在水中，用螺栓(45)將潛水器(2)與斷水倉(4)連接在一起。抽出斷水倉(4)內(nèi)的水，卸下浮箱，完成斷水倉(4)的安裝。
鋼沉管(9)與潛水鉆機(jī)(11)的安裝把鋼沉管(9)穿過壓力倉(8)的穿孔(13)和斷水倉(4)的穿孔(14)，讓鋼沉管(9)的下端與斷水倉(4)底板的底面齊，讓鋼沉管(9)的上端與壓力倉(8)底板的頂面齊。待鋼沉管(9)安裝好后，先調(diào)整壓力倉(8)底板上的導(dǎo)向裝置(12)，使鋼沉管(9)處在鉛垂?fàn)顟B(tài)，再調(diào)整斷水倉(4)底板上的密封裝置(15)。然后把潛水鉆機(jī)(11)安裝到鋼沉管(9)內(nèi)，先用密封壓板(32)和螺栓(33)把隔水板(21)固定在沉管(9)的水平連接板(31)上，用螺栓把鉆盤(26)固定在沉管(9)下面的底部，再調(diào)整鉆頭(27)的直徑，使鉆頭(27)的直徑與沉管(9)的外徑相同，連接進(jìn)水管(28)和泥漿管(19)，最后調(diào)試潛水鉆機(jī)(11)，如無問題，關(guān)閉隔水板(21)上的人孔閘門(29)，卸下桶帽，檢查密封裝置(15)、密封裝置(20)和隔水板(21)的密封效果。經(jīng)過檢查無異常情況后，向斷水倉(4)中所有無樁位箱體(16)內(nèi)灌注素混凝土，直到把它們灌滿為止。在灌混凝土的同時(shí)，把所需的鋼沉管(9)裝到蓄水倉(7)內(nèi)備用。待所有的準(zhǔn)備工作做完后，潛水樁機(jī)就可以下沉了。
潛水樁機(jī)的下沉首先打開控制室(6)內(nèi)的進(jìn)水閥門，向蓄水倉(7)內(nèi)灌水，潛水樁機(jī)隨著蓄水倉(7)內(nèi)水量的增加而下沉，在潛水樁機(jī)下沉的同時(shí)，及時(shí)連接食管(1)、檢查各密封處的密封情況。在潛水樁機(jī)將要沉到水底前，先把液壓支腿(5)伸長一些，讓其支腿底面低于鉆頭(27)，保證在潛水樁機(jī)沉到水底時(shí)鉆頭(27)不直接與地面接觸?？刂茲撍畼稒C(jī)使其沉到預(yù)定位置，通過調(diào)整四個(gè)液壓支腿(5)的長短，將潛水樁機(jī)調(diào)整到水平位置。并繼續(xù)向蓄水倉(7)內(nèi)灌水，還要向斷水倉(4)內(nèi)灌水，直到把蓄水倉(7)和斷水倉(4)都灌滿水為止。
鋼管混凝土樁及基礎(chǔ)承臺(tái)的施工待潛水樁機(jī)沉到預(yù)定位置并調(diào)整到水平狀態(tài)，經(jīng)過核查潛水樁機(jī)的位置無誤后，啟動(dòng)所有的潛水鉆機(jī)(11)開始鉆孔，待所有的潛水鉆機(jī)(11)都鉆出一節(jié)孔后，停止鉆孔，調(diào)整液壓支腿(5)，使得斷水倉(4)的底部接觸到地面后，再繼續(xù)鉆孔。待潛水鉆機(jī)(11)鉆出一節(jié)鋼沉管(9)長的距離后，停止鉆孔，抽凈孔內(nèi)的泥漿，關(guān)閉泥漿管(19)和進(jìn)水管(28)的閥門，提起鉆頭(27)到初始位置，拆開泥漿管(19)和進(jìn)水管(28)，安裝一節(jié)鋼沉管(9)，再把進(jìn)水管接(28)好，用壓力裝置(10)將這節(jié)鋼沉管(9)壓下，使鋼沉管(9)的頂面仍然與壓力倉(8)底板的頂面相平，用螺栓(55)把緊固件與鋼沉管(9)連接在一起，使緊固件扣在壓力倉(8)的底板上，再把泥漿管(19)接好，啟動(dòng)潛水鉆機(jī)(11)再鉆下一節(jié)孔。移動(dòng)壓力裝置(10)到下一個(gè)樁孔處，用同樣的方法完成鋼沉管(9)的連接和壓鋼沉管(9)的工作，這樣逐節(jié)逐根地將所有的鋼沉管(9)都壓到預(yù)定位置為止。潛水鉆機(jī)(11)在鉆孔時(shí)，泥漿通過泥漿管(19)由泥漿泵抽到潛水樁機(jī)的外面。待鋼沉管(9)沉到設(shè)計(jì)位置后，把進(jìn)水管(28)的進(jìn)水功能改為進(jìn)氣，抽凈鋼沉管(9)內(nèi)的泥漿和水，打開隔水板(21)上的人孔閘門(29)，人員下到鋼沉管(9)的底部，查看孔底的土層或者巖層，如無異常，拆卸潛水鉆機(jī)(11)，把潛水鉆機(jī)(11)從鋼沉管(9)內(nèi)取出，經(jīng)過材料調(diào)配倉(2)的轉(zhuǎn)運(yùn)，把潛水鉆機(jī)(11)擺放在蓄水倉(7)中。在拆卸潛水鉆機(jī)(11)的同時(shí)，將鋼沉管(9)與斷水倉(4)的底板焊接在一起，并把焊接部位以上的鋼沉管(9)全部截去，將它們轉(zhuǎn)運(yùn)到蓄水倉(7)中。在鋼沉管(9)內(nèi)安裝鋼筋籠或者鋼龍骨，并將鋼筋籠或者鋼龍骨與斷水倉(4)上的鋼龍骨焊接在一起，然后向鋼沉管(9)內(nèi)灌混凝土，直到把斷水倉(4)的小箱體(18)也灌滿混凝土為止，待所有樁位的混凝土灌滿后，鋼管混凝土樁與基礎(chǔ)承臺(tái)就連在一起，并形成剛性連接。
潛水樁機(jī)的浮起在完成混凝土的澆灌后，不能立刻將潛水樁機(jī)浮向水面，應(yīng)在所澆灌的混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后再浮起潛水樁機(jī)。潛水樁機(jī)浮起前，先將壓力倉(8)底板上的穿孔(13)用閘門密封，再向壓力倉(8)內(nèi)和斷水倉(4)內(nèi)灌水，盡可能多的灌水以增加潛水樁機(jī)的重量，使樁機(jī)的重量大于海水對樁機(jī)的浮力。然后由潛水人員在水中將連接潛水器(2)和斷水倉(4)的螺栓(45)卸下，使得潛水器(2)和斷水倉(4)脫離[注意，在潛水器(2)與斷水倉(4)脫離時(shí)要保護(hù)好密封墊(46)，不要損壞它，在橋墩與基礎(chǔ)承臺(tái)連接時(shí)，要再次用到這個(gè)密封墊(46)]。在所有的螺栓(45)卸下后，潛水人員經(jīng)減壓倉回到控制室(6)內(nèi)，關(guān)閉所有的倉門，啟動(dòng)抽水裝置，將蓄水倉(7)和壓力倉(8)中的水抽到潛水樁機(jī)外面，隨著樁機(jī)內(nèi)水的減少，潛水器(2)就慢慢地與基礎(chǔ)承臺(tái)分高，浮向水面。
權(quán)利要求
1.一種潛水樁機(jī)，包括由食管(1)、潛水器(2)、斷水倉(4)、四個(gè)液壓支腿(5)、若干根鋼沉管(9)、若干個(gè)壓力裝置(10)、若干個(gè)潛水樁機(jī)(11)、若干個(gè)導(dǎo)向裝置(12)、若干個(gè)緊固件構(gòu)成，其特征在于所述潛水器(2)由材料調(diào)配倉(3)、控制室(6)、蓄水倉(7)、壓力倉(8)組成；所述潛水器(2)的上面與食管(1)連接，下面與斷水倉(4)連接，在下面的四個(gè)角處連接四個(gè)液壓支腿(5)；所述斷水倉(4)為無蓋箱體，箱體由隔斷墻(17)隔成一個(gè)個(gè)小的箱體，分為無樁位箱體(16)和有樁位箱體(18)，在有樁位箱體(18)的底板上有一鋼沉管(9)的穿孔(14)，在穿孔的上方有一道密封裝置(15)，其特征在于所述斷水倉(4)是基礎(chǔ)承臺(tái)的外殼；所述壓力裝置(10)由壓力架(38)、若干個(gè)壓力千斤頂(39)、兩個(gè)支撐墩(40)、若干個(gè)支撐液壓千斤頂、傳力座(41)組成，其特征在于所述壓力裝置(10)的兩端，設(shè)置有用于安裝的兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)，壓力裝置(10)內(nèi)部設(shè)有行走裝置，通過行走輪來移動(dòng)壓力裝置(10)；所述潛水樁機(jī)(11)由泥漿管(19)、密封裝置(20)、隔水板(21)、接頭(22)、水龍頭(23)、四個(gè)支撐(23)、鉆桿(25)、轉(zhuǎn)盤(26)、鉆頭(27)、進(jìn)水管(28)、潛水鉆機(jī)(30)、泥漿泵構(gòu)成，其特征在于所述潛水鉆機(jī)(30)由隔水板(21)、四個(gè)支撐(23)、轉(zhuǎn)盤(26)組成潛水鉆機(jī)(11)的支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水樁機(jī)，其特征在于所述斷水倉(4)是通過螺栓(45)與潛水器(2)連接在一起的，由密封墊(46)形成密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水樁機(jī)，其特征在于所述潛水樁機(jī)(11)安裝在管沉管(9)內(nèi)，隔板(21)與鋼沉管(9)通過螺栓(33)和密封壓板(32)連接在一起，由密封墊(35)形成密封連接；轉(zhuǎn)盤(26)通過螺栓與鋼沉管(9)連接在一起，為固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水樁機(jī)，其特征在于所述鋼沉管(9)由外壁(36)、豎向加勁肋(37)、內(nèi)法蘭(52)、水平加勁肋(53)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的潛水樁機(jī)，其特征在于所述鋼沉管(9)是通過密封裝置(15)進(jìn)行密封的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的潛水樁機(jī)，其特征在于所述鋼沉管(9)是通過導(dǎo)向裝置(12)來控制其鉛垂的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的潛水樁機(jī)，其特征在于所述鋼沉管(9)是通過螺栓(55)與緊固件連接后，把緊固件扣在壓力倉(8)的底板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水樁機(jī)，其特征在于所述泥漿管(19)是通過密封裝置(20)進(jìn)行密封的。
全文摘要
一種能在水下數(shù)百米處施工鋼管混疑土樁和基礎(chǔ)承臺(tái)的潛水樁機(jī)。把基礎(chǔ)承臺(tái)的外殼做成無蓋的箱子，箱子底板上設(shè)置穿鋼管的穿孔，用螺栓把箱子與樁機(jī)連接在一起。把潛水鉆機(jī)、液壓樁機(jī)、沉管灌注樁機(jī)有機(jī)地結(jié)合在一起。用潛水艇的工作原理通過向樁機(jī)內(nèi)灌水或排水控制樁機(jī)的下沉或上浮，用液壓千斤頂中密封活塞桿的原理來密封鋼管，使樁機(jī)在工作時(shí)不受到水的影響，先用潛水鉆機(jī)鉆出一節(jié)孔后，用液壓裝置壓入一節(jié)鋼管，同理，逐節(jié)逐根地完成鋼管的下沉，然后把鋼管焊接在箱子的底板上，安放鋼龍骨并與箱子上的鋼龍骨焊接在一起，向鋼管和箱子內(nèi)罐混疑土，鋼管樁與基礎(chǔ)承臺(tái)連接在一起并形成剛性連接，最后卸下螺栓，浮起樁機(jī)完成基礎(chǔ)的施工。
文檔編號E02D29/09GK1590659SQ03126320
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者耿永田 申請人:耿永田