本發(fā)明涉及核電排水施工，具體涉及一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法、系統(tǒng)及施工方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前核電排水系統(tǒng)多采用盾構(gòu)隧道形式，排水口采用預(yù)制混凝土管道垂直頂升施工。水下隧道中排水立管頂升施工主要適用于軟弱地層，在硬巖地質(zhì)中，受限于頂升力的不足、徑向垂直度難以保證無法進(jìn)行垂直頂升施工。相關(guān)技術(shù)中提出通過硬巖清障施工流程解決海底硬巖地質(zhì)排水管無法頂升的問題，但并未公開在硬巖清理完成后，如何確定用于替換硬巖層的介質(zhì)，以滿足后續(xù)頂升施工的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法、系統(tǒng)及施工方法，以實(shí)現(xiàn)對于水下硬巖底層的排水管頂升施工。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明的第一方面，提供了一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法，包括：

3、清理待換填區(qū)域內(nèi)硬巖；

4、確定換填介質(zhì)，對硬巖清理后區(qū)域采用換填介質(zhì)分層回填壓實(shí)；

5、其中，換填介質(zhì)的確定過程包括：

6、根據(jù)透水性和可塑性，初步確定備選換填介質(zhì)；

7、獲取初步確定的備選換填介質(zhì)的粘聚力特性，確定換填介質(zhì)；換填介質(zhì)的粘聚力特性滿足：介質(zhì)粘聚力加換填介質(zhì)與頂升立管間的摩擦力之和，小于非頂升區(qū)域介質(zhì)自身重力加非頂升區(qū)域介質(zhì)與周邊圍巖(或鋼護(hù)筒)摩擦力之和。

8、本發(fā)明的第二方面，提供了一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填系統(tǒng)，包括：

9、硬巖清理模塊，被配置為清理待換填區(qū)域內(nèi)硬巖；

10、介質(zhì)換填模塊，被配置為確定換填介質(zhì)，對硬巖清理后區(qū)域采用換填介質(zhì)分層回填壓實(shí)；其中，換填介質(zhì)的確定過程包括：根據(jù)透水性和可塑性，初步確定備選換填介質(zhì)；獲取初步確定的備選換填介質(zhì)的粘聚力特性，確定換填介質(zhì)；換填介質(zhì)的粘聚力特性滿足介質(zhì)粘聚力加換填介質(zhì)與頂升立管間的摩擦力之和，小于非頂升區(qū)域介質(zhì)自身重力加非頂升區(qū)域介質(zhì)與周邊圍巖(或鋼護(hù)筒)摩擦力之和。

11、本發(fā)明的第三方面，提供了一種水下硬巖定向處理施工方法，包括：

12、確定施工位置，搭設(shè)水上施工作業(yè)平臺(tái)；

13、在施工位置處沉放鋼護(hù)筒；

14、對沉放到位的鋼護(hù)筒內(nèi)的硬巖進(jìn)行清理；

15、確定換填介質(zhì)，對硬巖清理后區(qū)域采用換填介質(zhì)分層回填壓實(shí)；其中，換填介質(zhì)的確定過程包括：根據(jù)透水性和可塑性，初步確定備選換填介質(zhì)；獲取初步確定的備選換填介質(zhì)的粘聚力特性，確定換填介質(zhì)；介質(zhì)粘聚力加換填介質(zhì)與頂升立管間的摩擦力之和，小于非頂升區(qū)域介質(zhì)自身重力加非頂升區(qū)域介質(zhì)與周邊圍巖(或鋼護(hù)筒)摩擦力之和；

16、拆除鋼護(hù)筒與水上施工作業(yè)平臺(tái)。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

18、本發(fā)明提供了一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法、系統(tǒng)及施工方法，采用客觀可行的方案確定了水下隧道中排水立管頂升施工中用于換填的介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了對于水下硬巖底層的排水管頂升施工。在施工中，通過對水下隧道排水立管頂升范圍內(nèi)的硬巖進(jìn)行定向處理，同步進(jìn)行介質(zhì)換填，解決了排水立管頂升施工無法適用于硬巖地質(zhì)的難題，確保隧道施工和排水立管施工的安全性和可靠性，同時(shí)將垂直頂升施工的適用性進(jìn)行了擴(kuò)展，不在局限于軟土頂層，對排水立管頂升法施工的應(yīng)用具有顯著的推動(dòng)作用。

19、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法，其特征在于，所述根據(jù)透水性和可塑性，初步確定備選換填介質(zhì)，包括：

3.如權(quán)利要求1所述的一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法，其特征在于，對初步確定的備選換填介質(zhì)進(jìn)行巖土三軸試驗(yàn)，獲取介質(zhì)的粘聚力和內(nèi)摩擦角；

4.如權(quán)利要求1所述的一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法，其特征在于，所述對硬巖清理后區(qū)域采用換填介質(zhì)分層回填壓實(shí)，包括，對硬巖清理后區(qū)域分層回填設(shè)定高度的換填介質(zhì)，并進(jìn)行沖擊式壓實(shí)。

5.一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.一種水下硬巖定向處理施工方法，其特征在于，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的一種水下硬巖定向處理施工方法，其特征在于，所述根據(jù)透水性和可塑性，初步確定備選換填介質(zhì)，包括：

8.如權(quán)利要求6所述的一種水下硬巖定向處理施工方法，其特征在于，對初步確定的備選換填介質(zhì)進(jìn)行巖土三軸試驗(yàn)，獲取介質(zhì)的粘聚力和內(nèi)摩擦角；

9.如權(quán)利要求6所述的一種水下硬巖定向處理施工方法，其特征在于，所述對硬巖清理后區(qū)域采用換填介質(zhì)分層回填壓實(shí)，包括，對硬巖清理后區(qū)域分層回填設(shè)定高度的換填介質(zhì)，并進(jìn)行沖擊式壓實(shí)。

10.如權(quán)利要求6所述的一種水下硬巖定向處理施工方法，其特征在于，所述對沉放到位的鋼護(hù)筒內(nèi)的硬巖進(jìn)行清理，包括，采用旋挖鉆進(jìn)行護(hù)筒內(nèi)硬巖清理，采用跳孔施工方式，依次對鋼護(hù)筒內(nèi)的1序孔和2序孔進(jìn)行開挖，最后對位于1序孔和2序孔中部的3序孔進(jìn)行開挖。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種水下硬巖定向處理介質(zhì)換填方法、系統(tǒng)及施工方法，涉及核電排水施工技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括，清理待換填區(qū)域內(nèi)硬巖；確定換填介質(zhì)，對硬巖清理后區(qū)域采用換填介質(zhì)分層回填壓實(shí)；其中，換填介質(zhì)的確定過程包括：根據(jù)透水性和可塑性，初步確定備選換填介質(zhì)；獲取初步確定的備選換填介質(zhì)的粘聚力特性，確定換填介質(zhì)；換填介質(zhì)的粘聚力特性滿足：換填介質(zhì)粘聚力加換填介質(zhì)與頂升立管間的摩擦力之和，小于非頂升區(qū)域換填介質(zhì)自身重力加非頂升區(qū)域換填介質(zhì)與周邊圍巖摩擦力之和。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對于水下硬巖底層的排水管頂升施工。

技術(shù)研發(fā)人員：謝春法,張榮儉,郟自軍,莊源,焦志,吳其美,秦泗龍,范飛虎,余克勤,梅健,尹清斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海核工程研究設(shè)計(jì)院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10