CN103215951A

CN103215951A - 桥梁变形钢护筒水下处理方法

Info

Publication number: CN103215951A
Application number: CN2013101727324A
Authority: CN
Inventors: 王刚; 陈蓉; 李东军; 田永振; 杨华清
Original assignee: Tianjin MCC20 Construction Co Ltd
Current assignee: Tianjin MCC20 Construction Co Ltd
Priority date: 2013-05-11
Filing date: 2013-05-11
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明公开了一种桥梁变形钢护筒水下处理方法，包括以下步骤：（1）对局部变形的钢护筒进行水下切割；（2）处理割除变形钢护筒的漏浆问题。本发明通过对插打完成的钢护筒局部变形处进行水下切割处理，避免重复插打，可节约大量钢材，节省时间。通过对钢护筒漏浆处理，为类似工程的海（江、河）底加固提供参考手段。处理过程中所需人工较少，劳动强度也不高，且无需大型机械设备配合，减少场地占用。

Description

桥梁变形钢护筒水下处理方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁变形钢护筒水下处理方法，具体的说涉及一种跨海（江、河）桥梁变形钢护筒水下处理方法。

背景技术

自古山无径迹，泽无桥梁，不相往来。桥梁以一种“四两拨千斤”的智慧，在大海上、江河上，沟通不畅，衔接道路，创造景观，可谓凝结人类的构思，成为人类建筑史上一颗璀璨明珠。但在跨海（江、和）桥梁在有效施工期间内受潮汐、台风、大雾、降雨、通航等因素影响较多，且跨海（江、河）桥梁由于水流冲积作用，海（江、河）床基本上包括以下软弱层：亚砂土、淤泥质亚粘土、亚粘土、粘性土、粘土及粉砂层，甚至有些层次分布有承压水，尤其是跨海桥梁海底还分别有数米到十几米的贝壳透水层，这就给桩基成孔带来的巨大的困难。伴随着海水潮汐，复杂海底地质海象条件，尤其在桩基施工过程中钢护筒定位、插打、桩基成孔都有极大的风险，有些甚至会造成不可挽回的损失。如钢护筒在插打完成后发生了变形，桩基施工桩机钻头就无法钻进，成孔更无从谈起。

为解决钢护筒变形的问题，一般方法将变形钢护筒拔除，重新加固处理后再插打，但拔除及加固费用斐然，在施工中并不是所有桩基地质条件差强人意，如果在加工钢护筒过程中就对全部钢护筒刃脚及整个筒壁做加强或加厚钢板处理，势必造成巨大的浪费，毕竟钢护筒的作用为辅助成孔，并非永久性工程使用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种桥梁变形钢护筒水下处理方法，克服现有技术中变形钢护筒处理费用高、施工困难的问题。

本发明的技术方案如下：

一种桥梁变形钢护筒水下处理方法，包括以下步骤：

（1）对局部变形的钢护筒进行水下切割；

（2）处理割除变形钢护筒的漏浆问题。

所述步骤（1）包括以下步骤：

a.对变形钢护筒水下切割处理前进行扫孔及换浆处理;

b.钢护筒内扫孔及换浆完成后，在水下切割前对钢护筒变形情况进行初探，即用吊车吊住长80cm同直径的钢护筒放至护筒内，测算临时钢护筒下口至钢护筒底口的距离，以确定钢护筒水下切割的具体长度,在水下切割前还需派潜水员下水对钢护筒进行水下复探，弄清楚护筒底的具体情况，包括护筒底口的泥土清理是否干净、护筒变形方向和变形程度，以确定水下切割的具体位置和方法;

c.根据钢护筒变形的初探数据分析钢护筒的变形程度，确定水下切割的起刀标高，根据复探情况确定水下切割方法，对能够准确判断护筒变形方向的，根据其变形方向采用割除1/3或1/2圆周钢护筒的方法进行切割；对不能准确判断护筒变形方向的，采用割除整个圆周的方法进行水下切割。

所述步骤（2）包括以下步骤：

a.钢护筒切割后在护筒内回填粘砂土和水泥5:1组成的混合料到护筒底部切割口以上10.0m，沉积致密7天以上，待水泥与黏土化合后造浆钻孔，要求钻进钱孔内密度达到1.2t/m³、胶体率大于98，并采取在临近孔内造浆，随时补充，钻进的办法终孔，并在下钢筋笼的过程中适时补浆，着重加强回填速度和沉积时间环节控制;

b.派潜水员下到钢护筒外围进行勘探，有空洞可采用压浆的方法堵漏;

c.在切割变形钢护筒之前准备好高粘性低标号浆体材料护孔，待钢护筒切割起吊后立刻水下灌注浆体材料，护孔隔绝基底土层与海水的接触，沉积7天以上后形成1～3Mpa的强度，接着再造浆钻孔。

所述步骤c高粘性低标号浆体材料是指膨润土和水泥5：1，0.2%水泥重量的聚丙烯酰胺。

本发明的有益效果是：1）通过对插打完成的钢护筒局部变形处进行水下切割处理，避免重复插打，可节约大量钢材，节省时间。

2）通过对钢护筒漏浆处理，为类似工程的海（江、河）底加固提供参考手段。

3）处理过程中所需人工较少，劳动强度也不高，且无需大型机械设备配合，减少场地占用。

综上所述，本发明可操作性强，劳动强度低，便于使用，易于质量控制，安全环保，能够加快施工进度，降低施工成本。

附图说明

图1验孔器（潜水员操作平台）；

图2为图1A-A切面图；

图3变形钢护筒切割示意图；

1-验孔器（潜水员操作平台），2-变形的钢护筒，3-割除标高h1,4-割除标高h2,5-割除标高h3,6-割除标高h4。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一、变形钢护筒水下切割

1、钢护筒扫孔、换浆

对变形钢护筒水下切割处理前须进行扫孔及换浆处理。通常采用钻机对变形钢护筒进行扫孔，扫孔钻头腰带上面加12道钢丝绳对钢护筒内壁泥巴进行清理。扫孔时要求钻头下的腰带穿过钢护筒底口2.0～2.5m，以保证水下切割施工顺利进行。

为减少孔内沉淀以及减少水下切割潜水作业压力，须对扫孔后的钢护筒进行换浆处理。采用类似桩基施工二次清孔的方法将钢护筒内泥浆用钻机置换为海（江、河）水。换浆完毕后需将钢护筒水位保持在比海（江、河）面高1.0m以上以保证孔内水头压力。

2、水下切割设备和人员准备

A、设备准备

准备好用于钢护筒变形初探、水下复探用的一节长80cm同直径的钢护筒及相关吊具、水管卡子。

准备好用于水下潜水切割用的吊篮及配合卷扬机等相关吊具。

准备好水下切割设备一整套，包括1台大功率直流焊机、2把水下割枪，配好电焊龙头线和高强度气管各1根；潜水设备一整套，包括空压机2台、潜水服若干套、潜水头盔1个，喉管1根、潜水电话2部、信号绳若干条、脚蹼2对、应急气瓶2个、必备的潜水配件若干；水下割条一批，氧气瓶若干瓶；高压水枪一套；减压舱1套以及其他配合潜水员水下电割的辅助工具若干。

潜水员下水前须把所有的设备运至施工平台，安装并调试、检查所有设备的运转是否良好。为保证潜水员的绝对安全，同时准备好一套应急措施。

B、人员准备

水下切割配备潜水员若干名，配合人员若干名，所有进行潜水作业的人员必须持证上岗，对平台上辅助配合人员必须进行相关交底，保证配合默契。同时进行潜水作业时，管理人员以及电工、机修工必须在场值班。

3、钢护筒变形初探及水下复探

钢护筒内扫孔及换浆完成后，在水下切割前应对钢护筒变形情况进行初探，即用吊车吊住长80cm同直径的钢护筒放至护筒内，测算临时钢护筒下口至钢护筒底口的距离，以确定钢护筒水下切割的具体长度，见图1。

在水下切割前还需派潜水员下水对钢护筒进行水下复探，弄清楚护筒底的具体情况，包括护筒底口的泥土清理是否干净、护筒变形方向和变形程度，以确定水下切割的具体位置和方法。如护筒底口泥土未清理干净，须在进行水下切割之前用高压水枪进行重新清理或二次清孔。

4、钢护筒水下切割

根据钢护筒变形的初探数据分析钢护筒的变形程度，确定水下切割的起刀标高。根据复探情况确定水下切割方法，对能够准确判断护筒变形方向的，根据其变形方向采用割除1/3或1/2圆周钢护筒的方法进行切割，以节约水下切割作用时间；对不能准确判断护筒变形方向的，采用割除整个圆周的方法进行水下切割。

潜水作业操作平台采用比护筒直径稍小的吊篮，通过1t卷扬机进行上下起落。

潜水员下水之前必须检查相关潜水设备的可靠性，下水时做在吊篮上，用卷扬机徐徐下方吊篮（按照潜水员指令）送到需要切割的位置，然后开始水下切割。在水下切割过程中，须根据潜水员在水下发出的每一个的指令，来控制水下割刀的断、送电源以及潜水员所坐吊篮的上下、左右移动，直到将挡住钻头的变形钢护筒部位全部割除，切割示意图见图2。

潜水员水下清除附着在护筒上、割缝范围内的土。几组潜水员轮换下水，将变形的钢护筒沿竖向切割出四条割缝。由于钢护筒卷制过程中存在应力，所以当竖向割开之后，每个部分会产生错缝。为了能够顺利起吊，还要几组潜水员轮换下水在其中一条竖缝处割除一条宽约10cm的钢板条，并将其取出。竖向缝切割完成后，开始割除水平缝，也即环向缝。将其中一个部分的水平缝扩大至20cm左右，并将钢板条取出，所有竖向、环向缝全部切割完成后，利用起重设备将每块钢板吊出，潜水员水下拴扣，并在卸扣上系一根棕绳，以检验钢板是否与土层之间脱离。

割除的钢护筒用吊车起吊清除。待掉出割除掉钢护筒后用钻机钻头在进行复探，如果该钻头不能通过变形钢护筒的底口，则须进一步查明原因，将变形厉害的再进行切割，直到钻头能通过变形钢护筒的底口为止，方可认为对变形钢护筒处理合格。

在潜水作业过程中，施工管理人员、电工机修工必须在场值班，同潜水队平台配合人员一起，全力保障水下切割作业的安全。

此外潜水队的施工经验直接影响钢护筒切割后起吊效率，实践证明合理的钢护筒分块数量和分块位置将大大减少钢护筒的起吊难度，吊出割除变形的钢护筒见图3。

二、割除变形钢护筒漏浆处理

实践证明水下切割解决钢护筒变形卡钻是可行的，但同时却带来了切割和钻孔过程中钢护筒漏浆的问题，变形钢护筒经切割处理后钻进均出现漏浆现象，严重影响钻孔施工，甚至造成塌孔、窜孔等灾难性后果。通过试验研究分析，主要是因为钢护筒底口附近地层岩性介于湿陷性和膨胀性土之间，在钢护筒变形处理过程中经海水浸泡后，整个地基收到破坏，加之受承压水作用形成薄弱通道造型漏浆、窜孔进而引起大方量塌孔。处理方法如下：

1、钢护筒切割后在护筒内回填粘砂土和水泥（5:1）组成的混合料到护筒底部切割口以上10.0m，沉积致密7天以上，待水泥与黏土化合后才造浆钻孔，要求钻进钱孔内密度达到1.2t/m³、胶体率大于98，并采取在临近孔内造浆，随时补充，钻进的办法终孔，并在下钢筋笼的过程中适时补浆，着重加强回填速度和沉积时间等环节控制。

2、派潜水员下到海（江、河）底钢护筒外围进行勘探，有空洞可采用压浆的方法堵漏。首先派潜水员到海（江、河）底找到空洞塞入棉絮、干海带等材料封底，然后插入压浆管连接上到平台，接着同棉絮、粘土等材料封闭出口，隔断孔内和大海（江、河）的水力联系，然后压入快凝水泥浆液，等强3天，最后加高孔内泥浆检验堵漏效果。

3、鉴于钢护筒基底是泡软的，如何减少基底浸泡时间是至关重要的。通过试验配置一种以膨润土、水泥、外掺剂为主要原料的高粘性低标号浆体材料护孔，材料为膨润土和水泥（5：1），0.2%水泥重量的聚丙烯酰胺（PHP）。方法是在切割变形钢护筒之前准备好材料，待钢护筒切割起吊后立刻水下灌注浆体材料，护孔隔绝基底土层与海（江、河）水的接触，沉积7天以上后形成1～3Mpa的强度，接着再造浆钻孔。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种桥梁变形钢护筒水下处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对局部变形的钢护筒进行水下切割；

（2）处理割除变形钢护筒的漏浆问题。

2.根据权利要求1所述桥梁变形钢护筒水下处理方法，其特征在于，所述步骤（1）包括以下步骤：

a.对变形钢护筒水下切割处理前进行扫孔及换浆处理;

3.根据权利要求1所述桥梁变形钢护筒水下处理方法，其特征在于，所述步骤（2）包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述桥梁变形钢护筒水下处理方法，其特征在于，所述步骤c高粘性低标号浆体材料是指膨润土和水泥5：1，0.2%水泥重量的聚丙烯酰胺。