專利名稱：一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法
一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于橋梁施工領(lǐng)域，具體涉及一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于便捷交通的需求愈加強(qiáng)烈，建造于各種地質(zhì)上的橋梁工程也越來越多。以往的橋梁一般都建造在具有較厚覆蓋層的江河和湖泊上，在這種地質(zhì)條件下，一般在鋼護(hù)筒就位后，通過打樁錘插打鋼護(hù)筒至覆蓋層設(shè)計(jì)標(biāo)高。但是，有很多江河、湖泊和海洋地質(zhì)狀況為傾斜裸巖面和淺覆蓋層傾斜巖面，在此種地質(zhì)條件下鉆孔樁施工的難點(diǎn)是鋼護(hù)筒的定位安裝以及護(hù)筒底口漏漿處理，如采用傳統(tǒng)方法施工，由于水流、風(fēng)浪和風(fēng)荷載的作用和影響，鋼護(hù)筒樁基的穩(wěn)定性無法得到保證，從而影響鋼護(hù)筒的安全性能和主體工程的施工進(jìn)度。
針對(duì)上述無覆蓋層陡峭裸巖的地質(zhì)情況，現(xiàn)有技術(shù)常采用水下爆破、人造覆蓋層、 導(dǎo)管架、巖面預(yù)成孔嵌埋鋼管等方案。
水下爆破武廣客運(yùn)專線某重點(diǎn)大橋工程，水中墩位處水深18m，裸巖面傾斜成 35°，采用鉆孔平臺(tái)方案，首先將傾斜的巖面爆破整平，再布置鋼護(hù)筒，向河床上拋填沙袋埋設(shè)護(hù)筒，依托近墩處的已有樁來穩(wěn)定平臺(tái)，從而形成鉆孔樁平臺(tái)。此方案需水下爆破，清渣工作量大，周期大，造價(jià)高，并需既有樁來維持平臺(tái)的穩(wěn)定。
人造覆蓋層柳州柳江上某大橋工程，水中墩位處水深15m，裸巖面傾斜成15°， 采用鉆孔平臺(tái)方案，先在墩位處拋填3m厚土袋，再插打鋼管樁。人造覆蓋層方案需在平臺(tái)范圍內(nèi)拋填大量土袋，工程量大，施工成本高。
導(dǎo)管架上海某海上大橋近島段工程，橋位海床為淺覆蓋層和裸巖，采用導(dǎo)管架棧橋?yàn)樗惺┕ねǖ?，采用?dǎo)管架平臺(tái)作為水中主墩的鉆孔平臺(tái)，施工時(shí)用多根直徑I. Irn的鋼管在陸上連成導(dǎo)管架，再船運(yùn)至墩位處，用大1500t吊船吊放安裝，此方案需大噸位吊船和工作船，用鋼量大，施工周期較長(zhǎng)。
巖面預(yù)成孔嵌埋鋼管浙江某大橋的水中墩施工水深26m，河床無覆蓋層，巖面呈 45°傾斜，棧橋、平臺(tái)施工采用預(yù)成孔嵌埋鋼護(hù)筒固定的施工方案，即在棧橋鋼管樁位置用大于管樁直徑的沖擊鉆機(jī)預(yù)成孔，放入鋼管樁后在預(yù)成孔內(nèi)的管樁外澆注水下混凝土，將其直接穩(wěn)固在巖層中，鋼護(hù)筒也采用類似方法布置。此方案施工周期較長(zhǎng)，需在浮式平臺(tái)上作業(yè)，水位需較穩(wěn)定，流速不大。
綜上所述，以上方案均存在工作量大、施工周期長(zhǎng)、成本大等缺點(diǎn)。
因此本領(lǐng)域的技術(shù)人員急需一種可有效解決鋼護(hù)筒與陡峭堅(jiān)硬裸巖河床的連接問題的方法，同時(shí)可以達(dá)到施工周期短、成本低、安全高效的目的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，該施工方法通過在岸上將所述鋼護(hù)筒底口以及鋼圍圈預(yù)切割成與所述陡峭裸巖面相匹配的形狀，在鋼護(hù)筒底部、鋼護(hù)筒與鋼圍圈之間澆筑水下混凝土，形成鋼護(hù)筒的穩(wěn)定基座，以使所述鋼護(hù)筒穩(wěn)固于陡峭裸巖面上。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，涉及陡峭裸巖面，其特征在于至少包括如下步驟確定鋼護(hù)筒在所述陡峭裸巖面上的安裝位，并通過水下測(cè)深儀測(cè)量其位置參數(shù)；選擇鋼護(hù)筒，并使鋼護(hù)筒安裝端的底口形狀尺寸與所測(cè)量的所述安裝位的相關(guān)位置參數(shù)匹配；同時(shí)在所述鋼護(hù)筒底部通過型鋼支架焊接一鋼圍圈； 沉降所述鋼護(hù)筒及其鋼圍圈于所述安裝位，其后在所述鋼護(hù)筒內(nèi)、所述鋼護(hù)筒與鋼圍圈之間澆筑水下混凝土，最后填充滿所述鋼護(hù)筒底部及鋼圍圈內(nèi)部，形成穩(wěn)定的鋼護(hù)筒基座，用以進(jìn)行后續(xù)鉆孔灌注樁施工。
所述鋼圍圈直徑大于所述鋼護(hù)筒直徑Im 3m。
當(dāng)所述鋼護(hù)筒及鋼圍圈沉降于所述陡峭裸巖面上之后，潛水員下水利用干拌混凝土袋封堵所述鋼圍圈與所述陡峭裸巖面之間的縫隙。
當(dāng)安裝所述鋼護(hù)筒以及進(jìn)行水下混凝土澆筑時(shí)，通過在水下采用探測(cè)儀用以檢查所述鋼護(hù)筒著床情況及水下混凝土的澆筑情況。
所述鋼護(hù)筒通過一導(dǎo)向架用以限位下放至所述陡峭裸巖面上，所述的導(dǎo)向架上設(shè)置有糾偏千斤頂，當(dāng)所述水下探測(cè)儀檢查到所述鋼護(hù)筒平面位置及垂直度存在偏差時(shí)通過所述糾偏千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至所述鋼護(hù)筒中心偏差不大于80_。
在所述鋼護(hù)筒內(nèi)澆筑水下混凝土?xí)r，灌注至鋼圍圈頂即停止。
所述鋼圍圈的最小聞度不小于80cm。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，采用水下探測(cè)技術(shù)并通過探測(cè)數(shù)據(jù)在岸上預(yù)切割鋼護(hù)筒及其鋼圍圈的底口使其與陡峭裸巖面相匹配，安全快捷，減少深潛水作業(yè)量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)；在鋼護(hù)筒底部、鋼護(hù)筒與鋼圍圈之間澆筑水下混凝土，形成鋼護(hù)筒的穩(wěn)定基座，以使鋼護(hù)筒穩(wěn)固于陡峭裸巖面上，可有效防止鋼護(hù)筒底口的漏漿，施工周期短、成本低、安全高效，保證了深水大直徑鉆孔樁施工順利完成。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中導(dǎo)向架上的糾偏千斤頂布置示意圖；圖3為本發(fā)明中鉆孔樁施工工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1-3，圖中標(biāo)記1-7分別為鋼護(hù)筒I、鋼圍圈2、干拌混凝土袋3、陡峭裸巖面4、水下混凝土 5、導(dǎo)向架6、糾偏千斤頂7。
實(shí)施例本實(shí)施例具體涉及一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法。本實(shí)施例將結(jié)合黔江特大橋工程為例進(jìn)行詳細(xì)說明，工程位于廣西黔江，江深水急，河流兩側(cè)岸坡地形起伏大，岸坡局部見基巖外露，河床巖面傾斜為25° 60°之間不等；其主橋?yàn)?06+200+106m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，3#、4#墩是連續(xù)剛構(gòu)的水中主墩， 兩墩結(jié)構(gòu)相同，承臺(tái)為紡錘形輪廓，每墩布置3排共15根Φ2. 5m嵌巖鉆孔樁，樁基要求整體嵌入完整中風(fēng)化白云巖(frk=80MPa)不小于10m，采用水下C40混凝土。
如圖1-3所示，以下為在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鉆孔樁鋼護(hù)筒的具體施工步驟①首先采用注漿嵌巖錨桿技術(shù)在橋墩位置處搭設(shè)構(gòu)架式鉆孔平臺(tái)，在所述的構(gòu)架式鉆孔平臺(tái)上安裝導(dǎo)向架6，在導(dǎo)向架6的四個(gè)角上分別設(shè)置有糾偏千斤頂7用以調(diào)節(jié)鋼護(hù)筒I 的位置，其中導(dǎo)向架6位于鋼護(hù)筒I的河床安裝位的正上方。
②在鋼護(hù)筒I安裝之前，將測(cè)深儀的探頭及導(dǎo)線固定在金屬桿上，其探頭設(shè)于水面下30cm用于檢測(cè)安裝位的位置參數(shù)，沿已安裝好的導(dǎo)向架八等分點(diǎn)測(cè)量陡峭裸巖面4的高差，根據(jù)測(cè)得的各點(diǎn)水深可確定鋼護(hù)筒I的長(zhǎng)度及其底口高差，根據(jù)該底口高差在岸上將鋼護(hù)筒I的底口形狀尺寸切割成與陡峭裸巖面4相匹配，其中所述的水下測(cè)深儀具體型號(hào)為HD-360便攜式測(cè)深儀；同時(shí)在陡峭裸巖面4上安裝架設(shè)一水下探測(cè)儀，該水下探測(cè)儀可以將水下巖面情況以影像的方式顯示出來，具體用于后續(xù)的鋼護(hù)筒I的水下安裝、水下混凝土 5的澆筑工程中，檢查鋼護(hù)筒I的著床情況以及水下混凝土 3澆筑情況，代替了潛水員的作業(yè)。
③選擇水流平穩(wěn)時(shí)安裝鋼護(hù)筒1，起重機(jī)通過導(dǎo)向架6安裝底節(jié)鋼護(hù)筒1，下放至水面，小型運(yùn)輸船裝載鋼圍圈2至鋼護(hù)筒I的底口，焊接型鋼支架，將鋼圍圈2固定在鋼護(hù)筒I的底口 ；起重機(jī)繼續(xù)下放鋼護(hù)筒1，將底節(jié)鋼護(hù)筒I固定在構(gòu)架式平臺(tái)頂面，接長(zhǎng)鋼護(hù)筒1，重復(fù)上述步驟，直至鋼護(hù)筒I、鋼圍圈2著床；其中所述的鋼圍圈2由鋼板卷制而成，其亦根據(jù)水下測(cè)深儀所測(cè)得的數(shù)據(jù)在岸上將其底口切割成與陡峭裸巖面4相匹配的形狀，其半徑小于1/2鉆孔樁中心距離，大于鋼護(hù)筒I的半徑O. 5 1. 5m，根據(jù)河床巖層傾斜狀況， 最小高度不小于80cm。
④檢查鋼護(hù)筒平面位置、垂直度，若有偏差通過導(dǎo)向架6對(duì)角糾偏千斤頂7進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至滿足鋼護(hù)筒I的中心與鉆孔樁中心平面位置偏差不大于80_，鋼護(hù)筒I在豎直方向的傾斜度不大于1%。利用水下探測(cè)器檢查鋼護(hù)筒I、鋼圍圈2的著床情況。
⑤其后派潛水員利用干拌混凝土袋3封堵鋼圍圈2與陡峭裸巖面4之間的縫隙。
⑥通過垂直導(dǎo)管法澆筑鋼圍圈2與鋼護(hù)筒I之間、鋼護(hù)筒I內(nèi)水下C30混凝土 5， 在水下混凝土 5澆筑過程中利用水下探測(cè)器觀察混凝土澆筑狀況；當(dāng)灌注至鋼圍圈2的頂部時(shí)即停止，其后繼續(xù)灌注鋼護(hù)筒I內(nèi)水下混凝土 5，以利鉆進(jìn)過程中，抵抗陡峭裸巖面4。
⑦最后進(jìn)行鉆孔灌注粧的施工。
本項(xiàng)目創(chuàng)新的將水下探測(cè)輔助技術(shù)應(yīng)用于鋼護(hù)筒安裝，用水下測(cè)深儀測(cè)量鋼護(hù)筒在陡峭裸巖面上安裝位的位置參數(shù)，在岸上提前切割鋼護(hù)筒底口代替深潛水(34m)切割； 用水下探測(cè)器遙控檢查代替深潛水檢查，減少了高危險(xiǎn)、高強(qiáng)度、專業(yè)性強(qiáng)的深潛水作業(yè)。 同時(shí)采用水下圍堰技術(shù)，即淺水區(qū)潛水員在鋼護(hù)筒底口周圍堆碼混凝土袋、深水區(qū)在護(hù)筒底口安裝鋼圍圈形成水下圍堰，再在圍堰內(nèi)澆筑水下混凝土以錨固護(hù)筒，解決了鉆孔樁鋼護(hù)筒底口固定及鉆孔時(shí)漏漿的技術(shù)難題。
權(quán)利要求
1.一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，涉及陡峭裸巖面，其特征在于至少包括如下步驟 確定鋼護(hù)筒在所述陡峭裸巖面上的安裝位，并通過水下測(cè)深儀測(cè)量其位置參數(shù)；選擇鋼護(hù)筒，并使鋼護(hù)筒安裝端的底口形狀尺寸與所測(cè)量的所述安裝位的相關(guān)位置參數(shù)匹配；同時(shí)在所述鋼護(hù)筒底部通過型鋼支架焊接一鋼圍圈； 沉降所述鋼護(hù)筒及其鋼圍圈于所述安裝位，其后在所述鋼護(hù)筒內(nèi)、所述鋼護(hù)筒與鋼圍圈之間澆筑水下混凝土，最后填充滿所述鋼護(hù)筒底部及鋼圍圈內(nèi)部，形成穩(wěn)定的鋼護(hù)筒基座，用以進(jìn)行后續(xù)鉆孔灌注樁施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，其特征在于所述鋼圍圈直徑大于所述鋼護(hù)筒直徑Im 3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，其特征在于當(dāng)所述鋼護(hù)筒及鋼圍圈沉降于所述陡峭裸巖面上之后，潛水員下水利用干拌混凝土袋封堵所述鋼圍圈與所述陡峭裸巖面之間的縫隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，其特征在于當(dāng)安裝所述鋼護(hù)筒以及進(jìn)行水下混凝土澆筑時(shí)，通過在水下采用探測(cè)儀用以檢查所述鋼護(hù)筒著床情況及水下混凝土的澆筑情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，其特征在于所述鋼護(hù)筒通過一導(dǎo)向架用以限位下放至所述陡峭裸巖面上，所述的導(dǎo)向架上設(shè)置有糾偏千斤頂，當(dāng)所述水下探測(cè)儀檢查到所述鋼護(hù)筒平面位置及垂直度存在偏差時(shí)通過所述糾偏千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至所述鋼護(hù)筒中心偏差不大于80_。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，其特征在于在所述鋼護(hù)筒內(nèi)澆筑水下混凝土?xí)r，灌注至鋼圍圈頂即停止。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法，其特征在于所述鋼圍圈的最小1 度不小于80cm。
全文摘要
本發(fā)明屬于橋梁施工領(lǐng)域，具體涉及一種在深水急流無覆蓋層陡峭裸巖上固定鋼護(hù)筒的施工方法。其具體方案如下測(cè)量鋼護(hù)筒在陡峭裸巖面安裝位上的位置參數(shù)，并使鋼護(hù)筒安裝端底口形狀尺寸與所測(cè)量的安裝位的相關(guān)位置參數(shù)匹配，并在其底口安裝鋼圍圈；沉降鋼護(hù)筒及其鋼圍圈于安裝位，在鋼護(hù)筒內(nèi)澆筑水下混凝土并繞流充填滿鋼護(hù)筒底部及鋼圍圈內(nèi)部，形成穩(wěn)定的鋼護(hù)筒基座。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，通過采用水下探測(cè)技術(shù)結(jié)合在岸上預(yù)切割鋼護(hù)筒底口，減少了深潛水作業(yè)量及施工風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)通過在鋼護(hù)筒底部及其鋼圍圈內(nèi)澆筑水下混凝土，形成鋼護(hù)筒的穩(wěn)定基座，以使鋼護(hù)筒穩(wěn)固于陡峭裸巖面上，防止其底口漏漿，縮短了施工工期并降低了成本。
文檔編號(hào)E02D5/38GK102979090SQ201210536080
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者劉學(xué)明, 文獻(xiàn), 褚文景, 鄭亞民, 陳軍, 曾彬, 李大寬 申請(qǐng)人:中鐵上海工程局第二工程有限公司