CN104153371A - 一种水下抛石基床升浆止水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下抛石基床升浆止水施工方法，包括如下步骤：(1)施工准备，(2)基槽开挖，(3)分仓缝设置，(4)土工布设置，(5)施工平台安制及栈桥搭设，(6)基床抛填，(7)升浆管预埋，(8)造孔，(9)浆液制备，(10)升浆，(11)分层验收。本发明方法采用振动升浆成型法施工，无需用碎石块来搅拌混凝土，水下施工时可将粗骨料空隙中的水全部置换成砂浆，无需搅拌机拌合骨料，施工简便，利于加快施工进度，相比于普通混凝土其泵送工艺得到改善，减少了施工环节，经济效益和社会效益明显。

Description

一种水下抛石基床升浆止水施工方法

技术领域

本发明涉及一种水下抛石基床升浆止水施工方法。

背景技术

施工围堰和基坑是建造码头、防波堤等水工建筑物的重要部分，施工围堰费用一般占总投资的15％～20％，技术难度高，风险大，工期也较长，关系到工程的成败，其设计与施工一向是业内同行重视的热点。

近年来在岩基地区水上建筑物工程时，一般优先考虑利用预制钢筋混凝土沉箱作为围堰的主体结构。水下升浆技术和水下高压旋喷等止水施工技术，大大降低了临时围堰工程造价，为岩石地基条件下的预制钢筋混凝土沉箱的成功和广泛应用提供了可能。

传统混凝土施工方法和导管法水下混凝土施工需要搅拌机拌合骨料，施工工艺较为复杂，延长了施工周期，经济效益和社会效益不明显。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种水下抛石基床升浆止水施工方法，以达到无需搅拌机拌合骨料，施工简便，利于加快施工进度，施工工艺得到改善的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水下抛石基床升浆止水施工方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)施工准备

施工前，根据施工方量和施工布置，做好施工前的准备工作，检查材料储备，选择与施工相匹配的机械设备，并对施工设备进行检查，施工现场的定岗定员、分工明确和相互间协调配合，并做好应急预案，施工技术人员了解设计文件、图纸、施工技术，并完成技术较低工作；

(2)基槽开挖

先根据设计图纸放出基槽底边线，采用导标的方法确定基槽底边方向，在挖泥时，要进行对标，基槽挖至设计标高时，对土质进行核对，每段基槽开挖后，进行验收并抛石；

(3)分仓缝设置

根据注浆施工设备的性能，在浆液初凝前设置分仓缝，分仓按一个沉箱一个仓位划分，缝口处采用土工布隔离；

(4)土工布铺设

采用沿石料斜坡面铺设土工布，覆盖基床的土工布有潜水员由上往下铺设；

(5)施工平台安制及栈桥搭设

基床升浆采用移动式施工平台，施工平台底部采用预制钢结构块体拼装结构，其上部铺设跳板，周边设置防护栏，施工平台的数量可以将沉箱整体铺满，施工栈桥布置于施工平台的内侧，并采用脚手架进行搭设；

(6)基床抛填

根据设计端面尺寸设立基床边线标、中心表和分段标，水上由定位船对标进行定位，然后进行试抛，可以测量抛石料在水底的成堆情况，根据石堆的高度确定抛石的分层高度，根据石堆的宽度确定定位船横移的宽度，根据石堆的长度确定定位船纵移的长度，进行定位；然后用开底抛石驳进行粗抛，再用平板铁驳运石，使抛填的高度达到设计的位置；

(7)升浆管预埋

在沉箱预制时，预埋钢管并进行加固，当升浆管布置于结合处的空隙处时，待结合腔水下砼施工完成后现场钻孔；

(8)造孔

施工平台就位后，按设计施工图给定的孔位及沉箱上预留的注浆钢管，将钻机移至升浆孔对应的孔位，下入钻具钻孔，同时上下提升钻具，钻进至基石底面，采用锤击方式对沉箱底部基床抛石进行造孔施工；采用回转钻机卷扬机提拉吊锤，施打底部带冲尖的注浆管及底部带方口的观测管，并将其施打至基床底面，注浆管冲尖采用脱落式冲尖，并用铆钉连接冲尖与注浆管，观测管冲尖采用固定式冲尖，冲尖与观测管之间采用丝扣连接；造孔施工前，根据基床清淤后观测的基底标高确定造孔的孔底标高，施工中，对岩基基础采用沉管贯入度来控制造孔深度，当造孔达到设定孔深时，记录平均贯入度；

(9)浆液制备

先对拌和站安制及调试，采用砼拌和站机械化搅拌制备砂浆，安装结束后对计量系统进行检查验收，施工前，对拌和站各部位进行联机运行调试，调试正常后投入使用；

(10)升浆

先将拌和楼拌制砂浆，通过泵车将混凝土运输至施工现场，砂浆通过砂浆泵、灌浆管路、升浆管作纯压式灌浆，在自流压力作用下把砂浆压入基床块石空隙内，当浆面上升至沉箱底板后，结束灌注，硬化后砂浆与基床形成结合混凝土；升浆施工从沉箱外侧止水帷幕外排孔开始升浆(临海面第一排)，第一排压浆时先低后高，当第二排观测孔内浆面高处沉箱标高25cm后，进行第三排孔升浆，然后进行第二排升浆，最后一次进行沉箱内侧第四排、第五排、第六排升浆施工，直至将整个沉箱底部基床升浆饱和；在升浆过程中使用测锤观测浆面变化，当砂浆灌入量达到计算方量，最后一排浆面达到沉箱底管口冒浆，并且第二排升浆管内浆面在沉箱底以上，灌浆结束；

(11)分层验收

基床升浆混凝土施工结束后，对升浆基床钻孔取芯及压水试验检查，并结合基床升浆混凝土施工情况进行评定。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

升浆混凝土施工采用振动升浆成型法，振捣成型时粗骨料直接下沉入模，水泥砂浆相对上升而形成混凝土，相比于传统混凝土施工方法和导管法水下混凝土施工，其无需用碎石块来搅拌混凝土，灌注的砂浆从模板的底部慢慢开始向上，故水下施工时可将粗骨料空隙中的水全部置换成砂浆，较易制出优质混凝土，无需搅拌机拌合骨料，施工简便，利于加快施工进度，泵送时只需泵送水泥砂浆，相比于普通混凝土其泵送工艺得到改善。本发明方法的施工施工功效高，施工工期短，减少了施工环节、加快了施工进度，并保证了施工质量，经济效益和社会效益明显。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种水下抛石基床升浆止水施工方法的工艺流程图；

图2为本发明中基床升浆施工顺序图；

图3为本发明中沉箱及抛石基床的结构示意图。

具体实施方式

本发明采用振动升浆成型法，通过振捣成型将粗骨料直接下沉入模，水泥砂浆相对上升而形成混凝土，由于升浆工程是止水工程的一道重要环节，升浆质量的好坏，直接影响到后续施工工程的顺利进行，升浆混凝土的整体强度及作用是在水中随着时间推移逐渐形成，整个施工方法、操作过程完全处于湿法施工状态中。

本施工方法需要准备如下材料：

1、水泥(标号不低于32.5级，为普通硅酸盐水泥)、砂(制浆所用的砂为中细砂，粒径不大于2.5mm，细度模数为1.6～2.0)、水、外加剂(减水剂和膨胀剂)。

2、机具设备：砼拌和站、砂浆泵、储浆罐、钻机、深井泵、潜水泵、装载机、搅拌机。

本发明方法包括如下步骤(如图1至图3所示)：

(1)施工准备

施工前，根据施工方量和施工布置，做好施工前的准备工作，检查材料储备，选择与施工相匹配的机械设备，并对施工设备进行检查，施工现场的定岗定员、分工明确和相互间协调配合，并做好应急预案，施工技术人员了解设计文件、图纸、施工技术，并完成技术较低工作；

(2)基槽开挖

先根据设计图纸放出基槽底边线，采用导标的方法确定基槽底边方向，在挖泥时，要进行对标，基槽挖至设计标高时，对土质进行核对，每段基槽开挖后，进行验收并抛石；

(3)分仓缝设置

根据注浆施工设备的性能，在浆液初凝前设置分仓缝，分仓按一个沉箱一个仓位划分，缝口处采用土工布隔离；

(4)土工布铺设

采用沿石料斜坡面铺设土工布，覆盖基床的土工布有潜水员由上往下铺设；

(5)施工平台安制及栈桥搭设

基床升浆采用移动式施工平台8，施工平台底部采用预制钢结构块体拼装结构，其上部铺设跳板，周边设置防护栏，施工平台的数量可以将沉箱整体铺满，施工栈桥布置于施工平台的内侧，并采用脚手架进行搭设；

(6)基床抛填

根据设计端面尺寸设立基床边线标、中心表和分段标，水上由定位船对标进行定位，然后进行试抛，可以测量抛石料在水底的成堆情况，根据石堆的高度确定抛石的分层高度，根据石堆的宽度确定定位船横移的宽度，根据石堆的长度确定定位船纵移的长度，进行定位；然后用开底抛石驳进行粗抛，再用平板铁驳运石，使抛填的高度达到设计的位置；升浆砼用碎石基床粒径为90～100mm，无风化、无针、粒状硬质岩石料，块石强度不低于30MPa，抛填后的孔隙率在40％以上，同时保证顶面的平整度，升浆基床平整度达到细平要求；在抛石施工时做到先测水深再抛石再测水深的方法进行施工，水下基床抛石的允许偏差如表1所示：

表1 水下基床抛石的允许偏差

(7)升浆管预埋

在沉箱预制时，预埋钢管并进行加固，当升浆管布置于结合处的空隙处时，待结合腔水下砼施工完成后现场钻孔；

(8)造孔

施工平台就位后，按设计施工图给定的孔位及沉箱上预留的注浆钢管，将钻机移至升浆孔对应的孔位，下入钻具钻孔，同时上下提升钻具，钻进至基石底面，采用锤击方式对沉箱底部基床抛石进行造孔施工；采用回转钻机卷扬机提拉吊锤，施打底部带冲尖的注浆管及底部带方口的观测管，并将其施打至基床底面，注浆管冲尖采用脱落式冲尖，并用铆钉连接冲尖与注浆管，观测管冲尖采用固定式冲尖，冲尖与观测管之间采用丝扣连接；造孔施工前，根据基床清淤后观测的基底标高确定造孔的孔底标高，施工中，对岩基基础采用沉管贯入度来控制造孔深度，当造孔达到设定孔深时，记录平均贯入度；

(9)浆液制备

先对拌和站安制及调试，采用砼拌和站机械化搅拌制备砂浆，安装结束后对计量系统进行检查验收，施工前，对拌和站各部位进行联机运行调试，调试正常后投入使用；基床升浆砼材料为水泥砂浆，其良好的流动性和注入性，能完全填充粗骨料的空隙，硬化后具有很好的抗压强度和粘结力，具有足够的耐久性和水密性；砂浆的配合比拟定为水：水泥：砂＝1:1:1.3，掺入1.0％的高效减水剂和膨胀剂铝粉；基床灌浆的水泥砂浆性能技术参数如表2所示：

表2 水泥砂浆性能技术参数

(10)升浆

先将拌和楼拌制砂浆，通过泵车将混凝土运输至施工现场，砂浆通过砂浆泵、灌浆管路、升浆管10作纯压式灌浆，在自流压力作用下把砂浆压入基床块石9空隙内，当浆面上升至沉箱底板后，结束灌注，硬化后砂浆与基床形成结合混凝土，开灌前先灌注稀水泥砂浆，润湿管道，有利于砂浆在管道内运输流畅，然后再灌注水泥砂浆；升浆施工从沉箱1外侧止水帷幕外排孔开始升浆(临海面第一排2)，第一排2压浆时先低后高，当第二排3观测孔内浆面高处沉箱1标高25cm后，进行第三排4孔升浆，然后进行第二排3升浆，最后一次进行沉箱1内侧第四排5、第五排6、第六排7升浆施工，直至将整个沉箱1底部基床升浆饱和；在升浆过程中使用测锤观测浆面变化，当砂浆灌入量达到计算方量(抛石体积的40％～45％，基床孔隙率按42％计算)，最后一排浆面达到沉箱1底管口冒浆，并且第二排3升浆管内浆面在沉箱1底以上，灌浆结束；施工中对各施工段均进行浆面上升高度观测，每个施工段设六个观测孔，观测孔均匀布设在第二排3孔内，浆面上升高度采用浮子测锤进行观测，每个30min测读一次浆面上升高度，以便指导升浆施工；

(11)分层验收

基床升浆混凝土施工结束后，对升浆基床钻孔取芯及压水试验检查，并结合基床升浆混凝土施工情况进行评定。

本发明方法质量控制措施：

(1)在造孔施工前，必须根据基槽验槽基底标高确定各注浆孔深度，并结合造孔工艺进行施工，对造孔未达到要求深度的注浆孔必须进行扫孔重新造孔，验收合格后方可进行基床升浆；

(2)施工中要有相应的防雨、防雷电、防风暴、防台风等应急预案，尽可能保证基床升浆的连续性，同时施工现场组织要合理，做到定岗定员、分工明确和相互间协调配合；

(3)施工中应严格控制制浆液质量，对原材料砂子、水泥、减水剂进行抽样检测，防止由于材料不合格引起浆液性能的变化，随时检测砂浆的性能技术参数，发现异常及时进行调节，做到不合格浆液不得灌入孔内；

(4)在炎热夏季进行基床升浆施工，防止砂浆发生假凝现象，施工中必须控制好浆液的温度，浆液温度不允许大于39℃；

(5)加强信息化施工管理，对施工中可能出现的不利情况具有预见性，采取事前防范措施，避免不必要的损失和工期延误；

(6)基床块石采用未风化、不成片状、无裂纹、且饱和状态下的抗压强度不小于50MPa的块石。

本发明方法安全措施：

(1)根据“管生产必须管安全”的原则，项目部和现场组成安全小组，第一管理者亲自抓安全，现场设立专职安全员，负责工地的安全生产监督和管理；

(2)严格检查施工人员配戴劳动保护用品情况，并严格执行安全惩罚制度，特殊工种必须持证上岗，夜间作业时要保证充足的照明度；

(3)施工水域安全，施工作业前办妥航行通告，对施工水域进行海底调查，明确电缆、管线等与施工现场相对位置，明确施工作业范围及临时锚地位置，并通知各施工船舶；

(4)严格执行机械设备维修保养制度，对所有设备进行维修、保养、检验，并有书面记录和责任人；

(5)编制施工用电方案，线路走向、分级配电箱位置、施工区变电所位置，按建设单位统一规则，制定用电安全技术措施和电气防火措施。

本发明方法环保措施：

(1)施工中选用的材料符合国家有关部门对环境保护指标的要求；

(2)施工中，对于生产垃圾要有效集中处理，以防对附近的环境造成破坏和污染；

(3)生活污水和施工过程中产生的废水均排至市政下水道，生活中的垃圾及时的对外运输，保持生活区干净、整洁；

(4)加强施工机械设备的维护保养，减少机械噪声。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种水下抛石基床升浆止水施工方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)施工准备

施工前，根据施工方量和施工布置，做好施工前的准备工作，检查材料储备，选择与施工相匹配的机械设备，并对施工设备进行检查，施工现场的定岗定员、分工明确和相互间协调配合，并做好应急预案，施工技术人员了解设计文件、图纸、施工技术，并完成技术较低工作；

(2)基槽开挖

先根据设计图纸放出基槽底边线，采用导标的方法确定基槽底边方向，在挖泥时，要进行对标，基槽挖至设计标高时，对土质进行核对，每段基槽开挖后，进行验收并抛石；

(3)分仓缝设置

根据注浆施工设备的性能，在浆液初凝前设置分仓缝，分仓按一个沉箱一个仓位划分，缝口处采用土工布隔离；

(4)土工布铺设

采用沿石料斜坡面铺设土工布，覆盖基床的土工布有潜水员由上往下铺设；

(5)施工平台安制及栈桥搭设

基床升浆采用移动式施工平台，施工平台底部采用预制钢结构块体拼装结构，其上部铺设跳板，周边设置防护栏，施工平台的数量可以将沉箱整体铺满，施工栈桥布置于施工平台的内侧，并采用脚手架进行搭设；

(6)基床抛填

根据设计端面尺寸设立基床边线标、中心表和分段标，水上由定位船对标进行定位，然后进行试抛，可以测量抛石料在水底的成堆情况，根据石堆的高度确定抛石的分层高度，根据石堆的宽度确定定位船横移的宽度，根据石堆的长度确定定位船纵移的长度，进行定位；然后用开底抛石驳进行粗抛，再用平板铁驳运石，使抛填的高度达到设计的位置；

(7)升浆管预埋

在沉箱预制时，预埋钢管并进行加固，当升浆管布置于结合处的空隙处时，待结合腔水下砼施工完成后现场钻孔；

(8)造孔

施工平台就位后，按设计施工图给定的孔位及沉箱上预留的注浆钢管，将钻机移至升浆孔对应的孔位，下入钻具钻孔，同时上下提升钻具，钻进至基石底面，采用锤击方式对沉箱底部基床抛石进行造孔施工；采用回转钻机卷扬机提拉吊锤，施打底部带冲尖的注浆管及底部带方口的观测管，并将其施打至基床底面，注浆管冲尖采用脱落式冲尖，并用铆钉连接冲尖与注浆管，观测管冲尖采用固定式冲尖，冲尖与观测管之间采用丝扣连接；造孔施工前，根据基床清淤后观测的基底标高确定造孔的孔底标高，施工中，对岩基基础采用沉管贯入度来控制造孔深度，当造孔达到设定孔深时，记录平均贯入度；

(9)浆液制备

先对拌和站安制及调试，采用砼拌和站机械化搅拌制备砂浆，安装结束后对计量系统进行检查验收，施工前，对拌和站各部位进行联机运行调试，调试正常后投入使用；

(10)升浆

先将拌和楼拌制砂浆，通过泵车将混凝土运输至施工现场，砂浆通过砂浆泵、灌浆管路、升浆管作纯压式灌浆，在自流压力作用下把砂浆压入基床块石空隙内，当浆面上升至沉箱底板后，结束灌注，硬化后砂浆与基床形成结合混凝土；升浆施工从沉箱外侧止水帷幕外排孔开始升浆，第一排压浆时先低后高，当第二排观测孔内浆面高处沉箱标高25cm后，进行第三排孔升浆，然后进行第二排升浆，最后一次进行沉箱内侧第四排、第五排、第六排升浆施工，直至将整个沉箱底部基床升浆饱和；在升浆过程中使用测锤观测浆面变化，当砂浆灌入量达到计算方量，最后一排浆面达到沉箱底管口冒浆，并且第二排升浆管内浆面在沉箱底以上，灌浆结束；

(11)分层验收

基床升浆混凝土施工结束后，对升浆基床钻孔取芯及压水试验检查，并结合基床升浆混凝土施工情况进行评定。