CN106120802A - 紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，过程如下：一、开挖平台搭设：开挖平台包括组装式浮体和浮体位置调整装置；二、冲击钻机安装：在开挖平台上安装多个冲击钻机，多个冲击钻机组成冲击破碎设备；三、开挖平台移动；四、第一次冲击及同步清渣：对水中承台所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将岩石块挖运走；五、第二次冲击及同步清渣：对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，并采用长臂挖机将岩石块挖运走。本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成深水基础水下基坑的开挖施工过程，开挖施工过程安全、可靠，对外界影响较小。

Description

紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法。

背景技术

目前，我国铁路桥梁建设正处于迅猛发展期，采用先进的设计和施工技术，达到节省投资、缩短工期，确保安全的目标一直是工程界所追求的结果。其中，在大跨度、深水桥梁建设方面，设计理论、建造技术和装备方面已达到或接近世界先进水平。例如在南宁铁路枢纽新增二线新邕宁邕江特大桥连续梁施工中，桥梁主跨达到168m，是国内目前单线铁路桥梁中的最大跨度。该桥深水基础施工安全风险高，质量控制难度大；尤其是在进行水下裸露基岩基础的开挖时，由于桥梁紧靠既有线，主墩位于邕江(规划Ⅱ级航道)中，水深达18m，在既要确保既有线(即既有铁路线)运营及邕江航道通航安全，又要保证施工工期、质量、安全的前提下，选择合理的施工技术方案就尤为重要。

深水墩双壁钢围堰基础施工和大跨度连续梁施工在国内虽然有比较成熟的施工先例，但是在包括深水无覆盖层水下裸露基岩、深水基础施工，并且与既有营业线路线距离仅30m，还是比较少见的。尤其是对深水基础进行水下基坑开挖施工时，施工难度非常大。

现如今，石质基坑开挖方法主要有水下爆破法和机械破碎法两种。采用水下爆破法对上述临近既有线的桥梁深水基础进行水下基坑开挖施工时，由于邕江目前属于Ⅲ级通航航道，且开挖的基坑距既有桥梁较近，若选择水下爆破法开挖，一是需要对航道进行临时封锁，二是要办理临近既有线施工手续，在“封锁点内”进行爆破作业；同时，还需要考虑爆破对既有桥梁的影响，以及爆破后清渣设备的选择，成本投入较大，更重要的是办理施工手续十分复杂。但目前采用机械破碎法对临近既有线的桥梁深水基础进行水下基坑开挖施工时，没有一个统一、标准且规范的施工方法可供遵循，施工过程中不可避免地存在施工操作比较随意、施工效率低、施工效果较差等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成深水基础水下基坑的开挖施工过程，并且开挖施工过程安全、可靠，对外界影响较小。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：所施工深水基础为供钢筋混凝土墩身支撑且位于既有铁路运营线一侧的水下基岩上的水中承台，所述水中承台为采用围堰施工成型的混凝土承台；对围堰底部安装的水下基坑进行开挖施工时，过程如下：

步骤一、开挖平台搭设：对开挖平台进行搭设；

所述开挖平台包括组装式浮体和对所述组装式浮体的位置进行调整的浮体位置调整装置，所述组装式浮体为长方形，所述组装式浮体的长度大于所述水中承台的长度且其宽度大于所述水中承台的宽度；所述组装式浮体包括两个呈平行布设的长方形浮体；两个所述长方形浮体布设在同一水平面上且二者之间通过多道横向连接梁进行紧固连接，多道所述横向连接梁均与长方形浮体呈垂直布设且其沿长方形浮体的长度方向由前至后进行布设；所述浮体位置调整装置包括多个均位于所述浮体位置调整装置前侧的前侧定位装置、多个均固定安装于所述组装式浮体前侧的前侧调整装置、多个均位于所述浮体位置调整装置后侧的后侧定位装置和多个均固定安装于所述组装式浮体后侧的后侧调整装置；所述前侧定位装置与前侧调整装置的数量相同，每个所述前侧定位装置均通过锚索与一个所述前侧调整装置进行连接；所述后侧定位装置与后侧调整装置的数量相同，每个所述后侧定位装置均通过锚索与一个所述后侧调整装置进行连接；所述前侧调整装置和后侧调整装置均为电动锚机；

步骤二、冲击钻机安装：在步骤一中所述开挖平台上安装多个冲击钻机，多个所述冲击钻机组成冲击破碎设备；

步骤一中两个所述长方形浮体之间的间距不小于所述冲击钻机的冲击锤直径；

步骤三、开挖平台移动：通过所述浮体位置调整装置，将所述组装式浮体平移至所述水中承台所处施工区域上方；

步骤四、第一次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对所述围堰所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将冲击破碎的岩石块挖运走；

本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为所述围堰所处施工区域，所述围堰所处施工区域为矩形冲击区域；所述矩形冲击区域的长度大于围堰的长度，所述矩形冲击区域的宽度大于围堰的宽度；

步骤五、第二次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为围堰底部安装区域；并且，冲击破碎过程中，采用所述长臂挖机将所述围堰底部安装区域内和位于所述围堰底部安装区域内侧的施工区域内冲击破碎的岩石块均挖运走，获得施工成型的水下基坑；

所述水下基坑的底部标高与所述水中承台的底部标高一致。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤一中所述水中承台支撑于多根钻孔桩上，多根所述钻孔桩均呈竖直向布设且其均位于同一水平面上；步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，根据所述钻孔桩的底部标高h1、所述围堰底部的封底混凝土层厚度δ和所述水下基岩的顶部标高h2，确定水下基岩的开挖深度h3，其中h3＝h2-h1+δ；

步骤四中对所述水中承台所处施工区域的水下基岩整体进行冲击破碎时和步骤五中对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，均参照所确定的水下基岩的开挖深度h3，采用所述冲击破碎设备对所述水下基岩进行冲击破碎。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，先根据所述水中承台的结构、尺寸和底部标高h1，并结合施工地点的河床地质和水文情况以及围堰施工时需预留的作业空间，确定施工所述水中承台时所用围堰的结构和尺寸。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，对围堰底部在所述水下基岩上的安装位置进行确定，并对围堰底部的四周边线进行确定，所述围堰底部支撑于所述围堰底部安装区域的内侧中部；

步骤五中对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，沿围堰底部的四周边线由前至后进行冲击破碎；

步骤五中所述围堰底部安装区域的宽度大于围堰的壁厚。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的多个所述冲击钻机同步进行冲击破碎；

步骤五中进行第二次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的一个所述冲击钻机进行冲击破碎或两个所述冲击钻机同步进行冲击破碎。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤二中每个所述冲击钻机的冲击锤均为实心锤，所述冲击锤底部均焊接固定有多个防滑爪，多个所述防滑爪呈均匀布设且其呈梅花形布设。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤二中进行冲击钻机安装时，还需在每个所述冲击钻机的冲击锤上均安装一个高压水枪，所述高压水枪的进水口通过高压水管与高压水注入设备连接。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤五中所述水下基坑的形状与所述围堰的形状相同，所述水下基坑的长度比围堰的长度大2m～3m，所述水下基坑的长度比围堰的宽度大2m～3m；

步骤四中所述矩形冲击区域的长度比围堰的长度大4m～8m，所述矩形冲击区域的长度比围堰的宽度大4m～8m。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤一中所述前侧定位装置为地锚、抛锚或地笼，所述后侧定位装置为地锚、抛锚或地笼；

所述水中承台的长度为9m～12m且其宽度为6m～8m，所述浮箱为正方体浮箱且其宽度为5.5m～6.5m，所述长方形浮体中浮箱的数量为6个～10个。

上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤一中所述冲击钻机的数量为三个，三个所述冲击钻机分别安装在一个等腰三角形的三个顶点上；

两个所述长方形浮体分别为左侧浮体和位于所述左侧浮体右侧的右侧浮体；所述左侧浮体中部安装有一个所述冲击钻机，所述右侧浮体上安装有两个所述冲击钻机。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、方法步骤简单、设计合理且投入施工成本较低。

2、所采用的开挖施工装置结构简单、设计合理且加工制作简便，投入成本较低。

3、所采用的开挖平台结构简单、设计合理且加工制作及搭设方便、拆装简便，投入成本低，并且投入人力物力较少，采用两个呈平行布设的长方形浮体连接形成组装式浮体作为开挖施工平台，并且两个长方形浮体之间通过多道横向连接梁进行可靠连接。

4、所采用的开挖平台使用操作简便且使用效果好，采用前侧定位装置与后侧定位装置对组装式浮体进行有效定位，能有效保证开挖过程中组装式浮体不偏位、不移位，为工人提供一个平稳的施工平台；同时，平台位置可调且调整简便，便于深水基础承台水下基坑开挖施工，通过控制前侧调整装置和后侧调整装置对组装式浮体的位置进行调整，从而对冲击钻机的冲击位置进行调整，调整简便，并且调整过程易于控制。

5、冲击钻机位置布设位置，相互错开，能有效确保水下基坑开挖施工过程中组装式浮体处于平稳状态。

6、所采用的开挖施工装置使用操作简便且使用效果好，采用多个钻机控制装置对均安装在开挖平台上的多个冲击钻机分别进行控制，并且采用平台位置调整控制器对多个前侧调整装置和多个后侧调整装置分别进行控制，控制过程简单，能简便、快速完成水下基坑的开挖施工过程。

7、冲击过程分前后两次进行，第一次在围堰所处施工区域(即围堰所在平面位置内)整体进行冲击，第二次在围堰底部安装区域范围内重新冲击一次，确保围堰刃脚下沉到位，冲击过程控制同冲击成孔的桩基施工过程相同，控制简便。因而，本发明采用机械锤击破碎法，机械设备选择冲击钻机。实际进行开挖时，先搭设开挖平台，然后用冲击钻机进行冲击破碎，同时用长臂挖机和高压水泵相配合，将破碎的岩石块挖运走，能做到及时清理沉渣，最终达到开挖岩层的目的。采用本发明不需要临时封航，也不需要向路局要“点”，更重要的是避免了爆破作业时对基于桥梁基础影响的安全评估工作，节省了时间。因而，采用本发明能有效解决采用机械冲击钻破碎法进行深水区桥梁基坑基岩开挖的施工难题。

综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成深水基础水下基坑的开挖施工过程，并且开挖施工过程安全、可靠，对外界影响较小。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的施工方法流程框图。

图2为本发明开挖施工装置的结构示意图。

图3为本发明开挖平台的结构示意图。

图4为本发明开挖施工装置的电路原理框图。

图5为本发明第一次冲击的冲击破碎区域与围堰的布设位置示意图。

图6为本发明第二次冲击的冲击破碎区域与围堰的布设位置示意图。附图标记说明:

1—长方形浮体； 2—前侧定位装置； 3—前侧调整装置；

4—后侧定位装置； 5—后侧调整装置； 6—锚索；

7—纵向连接梁； 8—浮箱； 9—横向连接梁；

10—平台位置调整控制器； 11—冲击钻机； 12—钻机控制装置；

13—上位控制器； 14—围堰； 15—冲击锤冲击位置。

具体实施方式

如图1所示的一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，所施工深水基础为供钢筋混凝土墩身支撑且位于既有铁路运营线一侧的水下基岩上的水中承台，所述水中承台为采用围堰14施工成型的混凝土承台；对围堰14底部安装的水下基坑进行开挖施工时，过程如下：

步骤一、开挖平台搭设：对开挖平台进行搭设；

如图3所示，所述开挖平台包括组装式浮体和对所述组装式浮体的位置进行调整的浮体位置调整装置，所述组装式浮体为长方形，所述组装式浮体的长度大于所述水中承台的长度且其宽度大于所述水中承台的宽度；所述组装式浮体包括两个呈平行布设的长方形浮体1；两个所述长方形浮体1布设在同一水平面上且二者之间通过多道横向连接梁9进行紧固连接，多道所述横向连接梁9均与长方形浮体1呈垂直布设且其沿长方形浮体1的长度方向由前至后进行布设；所述浮体位置调整装置包括多个均位于所述浮体位置调整装置前侧的前侧定位装置2、多个均固定安装于所述组装式浮体前侧的前侧调整装置3、多个均位于所述浮体位置调整装置后侧的后侧定位装置4和多个均固定安装于所述组装式浮体后侧的后侧调整装置5；所述前侧定位装置2与前侧调整装置3的数量相同，每个所述前侧定位装置2均通过锚索6与一个所述前侧调整装置3进行连接；所述后侧定位装置4与后侧调整装置5的数量相同，每个所述后侧定位装置4均通过锚索6与一个所述后侧调整装置5进行连接；所述前侧调整装置3和后侧调整装置5均为电动锚机；

步骤二、冲击钻机安装：在步骤一中所述开挖平台上安装多个冲击钻机11，多个所述冲击钻机11组成冲击破碎设备，详见图2；

步骤一中两个所述长方形浮体1之间的间距不小于所述冲击钻机11的冲击锤直径；

步骤三、开挖平台移动：通过所述浮体位置调整装置，将所述组装式浮体平移至所述水中承台所处施工区域上方；

步骤四、第一次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对所述围堰14所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将冲击破碎的岩石块挖运走；

本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为所述围堰14所处施工区域，所述围堰14所处施工区域为矩形冲击区域；所述矩形冲击区域的长度大于围堰14的长度，所述矩形冲击区域的宽度大于围堰14的宽度；

步骤五、第二次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对围堰14底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为围堰底部安装区域，详见图6；并且，冲击破碎过程中，采用所述长臂挖机将所述围堰底部安装区域内和位于所述围堰底部安装区域内侧的施工区域内冲击破碎的岩石块均挖运走，获得施工成型的水下基坑；

所述水下基坑的底部标高与所述水中承台的底部标高一致。

本实施例中，所述围堰14为双壁钢围堰。

实际施工时，所述水中承台在水下的深度不小于15m，所述水中承台与既有铁路运营线之间的间距不大于30m。

其中，所施工大跨度连续梁为跨径大于100m的桥梁主梁。

本实施例中，步骤二中所述冲击破碎设备与步骤一中所述开挖平台组成开挖施工装置，详见图2和图4。

并且，多个所述冲击钻机11均由钻机控制装置12进行控制，多个所述冲击钻机11均为电动冲击钻机且其均与钻机控制装置12连接。

本实施例中，步骤二中所述冲击钻机11的数量为三个。

为确保所述开挖平台平稳，三个所述冲击钻机11错开布设。

本实施例中，三个所述冲击钻机11分别安装在一个等腰三角形的三个顶点上。

本实施例中，两个所述长方形浮体1分别为左侧浮体和位于所述左侧浮体右侧的右侧浮体；所述左侧浮体中部安装有一个所述冲击钻机11，所述右侧浮体上安装有两个所述冲击钻机11。

实际施工时，可根据具体需要，对冲击钻机11的数量以及各冲击钻机11的分别进行相应调整。

本实施例中，所述组装式浮体上安装有三个分别供冲击钻机11水平固定的钻机支架。并且，所述组装式浮体上安装有多个分别供所述电动锚机水平固定的锚机支架。

实际安装时，所述钻机支架和所述锚机支架均为型钢支架，所述型钢支架通过多个连接螺栓固定在所述组装式浮体上。

如图4所示，所述开挖施工装置还包括平台位置调整控制器10，多个所述前侧调整装置3和多个所述后侧调整装置5均与平台位置调整控制器10连接。

本实施例中，所述平台位置调整控制器10和钻机控制装置12均与上位控制器13连接。

本实施例中，所述长方形浮体1由多个浮箱8从前至后拼接而成，多个所述浮箱8的宽度均相同。

实际施工时，所述水中承台的长度为9m～12m且其宽度为6m～8m，所述浮箱8为正方体浮箱且其宽度为5.5m～6.5m，所述长方形浮体1中浮箱8的数量为6个～10个。

本实施例中，所述浮箱8的宽度为6m，所述长方形浮体1中浮箱8的数量为8个。实际施工过程中，可根据具体需要，对长方形浮体1中浮箱8的数量和浮箱8的宽度分别进行相应调整。

步骤一中所述前侧定位装置2为地锚、抛锚或地笼，所述后侧定位装置4为地锚、抛锚或地笼。本实施例中，所述前侧定位装置2和后侧定位装置4均为抛锚。

实际施工时，所述横向连接梁9的两端分别通过多个连接螺栓固定在两个所述长方形浮体1上。

并且，所述长方形浮体1中相邻两个所述浮箱8之间均通过多个连接螺栓紧固连接为一体。

本实施例中，所述开挖平台还包括多道平行布设的纵向连接梁7；多道所述横向连接梁9布设在同一水平面上且其组成横向连接结构，多道所述纵向连接梁7均布设于所述横向连接结构上方，所述纵向连接梁7与长方形浮体1呈平行布设，多道所述横向连接梁9通过多道所述纵向连接梁7紧固连接为一体，每道所述纵向连接梁7均与多道所述横向连接梁9进行紧固连接。

本实施例中，所述横向连接梁9和纵向连接梁7均为工字钢。

实际使用时，所述横向连接梁9和纵向连接梁7也可以采用采用其它类型的型钢梁。

本实施例中，所述横向连接梁9和纵向连接梁7之间以焊接方式进行固定连接。

本实施例中，所述前侧定位装置2和前侧调整装置3的数量均为两个，所述后侧定位装置4和后侧调整装置5的数量均为三个。其中，所述前侧定位装置2位于水流上游且后侧定位装置4位于水流下游。

本实施例中，两个所述长方形浮体1分别为左侧浮体和位于所述左侧浮体右侧的右侧浮体，所述左侧浮体的前侧安装有一个所述前侧调整装置3且其后侧安装有一个所述后侧调整装置5，所述右侧浮体的前侧安装有两个所述前侧调整装置3且其后侧安装有一个所述后侧调整装置5。

实际使用时，可根据具体需要，对前侧定位装置2、前侧调整装置3、后侧定位装置4和后侧调整装置5的数量和布设位置分别进行相应调整。

本实施例中，所述横向连接梁9的数量为16道，所述左侧浮体中的浮箱8为左侧浮箱，所述左侧浮体中的浮箱8为右侧浮箱，

每个所述左侧浮箱均通过前后两道所述横向连接梁9与位于右侧的一个所述右侧浮箱进行紧固连接。

本实施例中，所述纵向连接梁7的数量为四道，两个所述长方形浮体1的上方均设置有两道所述纵向连接梁7。

实际施工时，可根据具体需要，对横向连接梁9和纵向连接梁7的数量和布设位置分别进行相应调整。

本实施例中，所述水中承台的长度为10.5m且其宽度为7m，所述水中承台为圆端形。

相应地，所述围堰14的横截面形状为圆端形。

本实施例中，所施工大跨度连续梁与既有铁路运营线平行，所施工大跨度连续梁与既有铁路运营线相距约30m。所施工大跨度连续梁的两个支撑桥墩均为深水桥墩，因而需对两个所述支撑桥墩的深水基础(即所述水中承台)分别进行施工，所述深水基础在水下的深度为18m，所处位置处为裸露灰岩，表层强度为0.8MPa。因而，所述水中承台为紧临既有铁路运营线且位于河床以下较深处的承台。所述水中承台所处位置处的水深、流速较大且河床无覆盖层，均为裸露基岩。

本实施例中，步骤二中述冲击钻机11的冲击锤的直径为Φ1.5m。

相应地，步骤一中两个所述长方形浮体1之间的间距为1.5m～1.6m。

实际施工时，所述冲击钻机11的工作原理是通过机架和卷扬机把带刃的重钻头(即冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力冲击土层及切削破碎岩层钻进。

步骤四中进行第一次冲击时且步骤五中进行第二次冲击时，采用钻机控制装置12对三个所述冲击钻机11分别进行控制，并且冲击钻机11通过两个所述长方形浮体1之间的空间进行冲击，因而两个所述长方形浮体1之间的空间为冲击通道。

由于冲击钻机11固定在所述开挖平台上，因而冲击钻机11的位置调整通过所述组装式浮体的移动进行调整。

实际施工过程中，通过平台位置调整控制器10控制多个所述前侧调整装置3和多个所述后侧调整装置5对所述组装式浮体的位置进行调整，从而对三个冲击钻机11的冲击位置进行相应调整。并且，对所述组装式浮体的位置进行调整时，通过调整与各前侧调整装置3和各后侧调整装置5所连接锚索6的长度进行调整，调整简便，并且调整过程易于控制。

由于河床底高差较大且河床面较光滑，开始冲击时，存在滑锤现象，因而冲击之前，应降低所述冲击锤的落锤高度，以控制冲击点位在测量放样范围以内。冲击过程中，注意观测冲击钻机11的稳定性和垂直度，确保冲击钻机11的安全稳定，施工期间对所述开挖平台实行24小时照明，确保过往船只及所述开挖平台的安全。防洪方面主要利用既有铁路运营线的桥墩，用锚索将所述开挖平台和既有铁路运营线的桥墩连接成一个整体，防止在遇到洪水时所述开挖平台被冲走，同时在岸边设置地锚，加强安全措施。

本实施例中，由于水流速度较大，所述前侧定位装置2为抛放于上游的1.7m×1.7m×1.7m的砼锚，所述后侧定位装置4为抛放于下游的1.7m×1.7m×1.7m的砼锚，通过前侧定位装置2和后侧定位装置4在水中进行定位，同时还需在所述组装式浮体的周边设置临边防护结构。

因而，所述组装式浮体的定位采用锚定法，实际施工非常简便，并且定位效果好。

本实施例中，步骤二中每个所述冲击钻机11的冲击锤均为实心锤，所述冲击锤底部均焊接固定有多个防滑爪，多个所述防滑爪呈均匀布设且其呈梅花形布设。

实际加工时，所述防滑爪由合金钢焊接而成。在所述冲击锤底部焊接固定多个所述防滑爪后，能有效加大锤底与河床的接触面，加大摩阻力，确保所述冲击锤的冲击破碎效果。

本实施例中，步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，对围堰14底部在所述水下基岩上的安装位置进行确定，并对围堰14底部的四周边线进行确定，所述围堰14底部支撑于所述围堰底部安装区域的内侧中部；

步骤五中对围堰14底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，沿围堰14底部的四周边线由前至后进行冲击破碎；

步骤五中所述围堰底部安装区域的宽度大于围堰14的壁厚。

本实施例中，步骤五中所述水下基坑的形状与所述围堰14的形状相同，所述水下基坑的长度比围堰14的长度大2m～3m，所述水下基坑的长度比围堰14的宽度大2m～3m；

步骤四中所述矩形冲击区域的长度比围堰14的长度大4m～8m，所述矩形冲击区域的长度比围堰14的宽度大4m～8m。

因而，步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，需进行测量定位，对所述矩形冲击区域和所述围堰底部安装区域分别进行安装定位。

步骤四中进行第一次冲击时且步骤五中进行第二次冲击时，均通过所述浮体位置调整装置对所述组装式浮体的位置进行调整，对所述冲击破碎设备的冲击位置进行相应调整，并达到对所述矩形冲击区域和所述围堰底部安装区域内的水下基岩进行冲击破碎的目的。

本实施例中，步骤一中所述水中承台支撑于多根钻孔桩上，多根所述钻孔桩均呈竖直向布设且其均位于同一水平面上；步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，根据所述钻孔桩的底部标高h1、所述围堰14底部的封底混凝土层厚度δ和所述水下基岩的顶部标高h2，确定水下基岩的开挖深度h3，其中h3＝h2-h1+δ；

步骤四中对所述水中承台所处施工区域的水下基岩整体进行冲击破碎时和步骤五中对围堰14底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，均参照所确定的水下基岩的开挖深度h3，采用所述冲击破碎设备对所述水下基岩进行冲击破碎。

因而，实际进行冲击时，冲击深度(即开挖深度)的控制以所述开挖平台(即所述组装式浮体)为基准面，根据所述钻孔桩的底部标高h1、所述围堰14底部的封底混凝土层厚度δ和所述水下基岩的顶部标高h2，用测绳进行测量。需注意的是：所述组装式浮体的标高要根据水位的变化随时进行调整。

本实施例中，步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，先根据所述水中承台的结构、尺寸和底部标高h1，并结合施工地点的河床地质和水文情况以及围堰14施工时需预留的作业空间，确定施工所述水中承台时所用围堰14的结构和尺寸。

本实施例中，步骤四中进行第一次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的多个所述冲击钻机11同步进行冲击破碎。

步骤五中进行第二次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的一个所述冲击钻机11进行冲击破碎或两个所述冲击钻机11同步进行冲击破碎。

本实施例中，步骤五中进行第二次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的一个所述冲击钻机11进行冲击破碎，冲击破碎状态详见图6。图5和图6中，圆形区域代表冲击钻机11的所述冲击锤一次下落后的冲击破碎区域(即冲击位置或冲击点位)，也称冲击锤冲击位置15。

本实施例中，步骤二中进行冲击钻机安装时，还需在每个所述冲击钻机11的冲击锤上均安装一个高压水枪，所述高压水枪的进水口通过高压水管与高压水注入设备连接。并且，所述高压水枪的喷水口竖直朝下。

实际开挖施工过程中，由于冲击开挖深度较深，又是采用清水冲击，会产生冲击出的岩石无法清出孔位，由于所述高压水枪与所述冲击锤连接成一整体，并且随所述冲击锤同步进行上下移动，因而能起到清理沉渣的作用，然后用所述长臂挖机将清理出的沉渣挖出，用船运进行弃渣。

由于所述水下基坑开挖过程靠所述冲击钻机11进行单点冲击形成，在冲击过程中不可避免会出现“盲区”，即所有冲击点位不能有效重叠出现的三角地带，解决办法是合理布置所述冲击点位的位置，首先在理论上消除“盲区”，其次控制测量放样的精度和所述组装式平台的定位稳定性，同时在冲击破碎区域重复进行冲击破碎，必须确保围堰14能下沉到位。

本实施例中，为施工简便，将所述长臂挖机安装在位于所述组装式浮体周侧的驳船上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：所施工深水基础为供钢筋混凝土墩身支撑且位于既有铁路运营线一侧的水下基岩上的水中承台，所述水中承台为采用围堰(14)施工成型的混凝土承台；对围堰(14)底部安装的水下基坑进行开挖施工时，过程如下：

步骤一、开挖平台搭设：对开挖平台进行搭设；

所述开挖平台包括组装式浮体和对所述组装式浮体的位置进行调整的浮体位置调整装置，所述组装式浮体为长方形，所述组装式浮体的长度大于所述水中承台的长度且其宽度大于所述水中承台的宽度；所述组装式浮体包括两个呈平行布设的长方形浮体(1)；两个所述长方形浮体(1)布设在同一水平面上且二者之间通过多道横向连接梁(9)进行紧固连接，多道所述横向连接梁(9)均与长方形浮体(1)呈垂直布设且其沿长方形浮体(1)的长度方向由前至后进行布设；所述浮体位置调整装置包括多个均位于所述浮体位置调整装置前侧的前侧定位装置(2)、多个均固定安装于所述组装式浮体前侧的前侧调整装置(3)、多个均位于所述浮体位置调整装置后侧的后侧定位装置(4)和多个均固定安装于所述组装式浮体后侧的后侧调整装置(5)；所述前侧定位装置(2)与前侧调整装置(3)的数量相同，每个所述前侧定位装置(2)均通过锚索(6)与一个所述前侧调整装置(3)进行连接；所述后侧定位装置(4)与后侧调整装置(5)的数量相同，每个所述后侧定位装置(4)均通过锚索(6)与一个所述后侧调整装置(5)进行连接；所述前侧调整装置(3)和后侧调整装置(5)均为电动锚机；

步骤二、冲击钻机安装：在步骤一中所述开挖平台上安装多个冲击钻机(11)，多个所述冲击钻机(11)组成冲击破碎设备；

步骤一中两个所述长方形浮体(1)之间的间距不小于所述冲击钻机(11)的冲击锤直径；

步骤三、开挖平台移动：通过所述浮体位置调整装置，将所述组装式浮体平移至所述水中承台所处施工区域上方；

步骤四、第一次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对所述围堰(14)所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将冲击破碎的岩石块挖运走；

本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为所述围堰(14)所处施工区域，所述围堰(14)所处施工区域为矩形冲击区域；所述矩形冲击区域的长度大于围堰(14)的长度，所述矩形冲击区域的宽度大于围堰(14)的宽度；

步骤五、第二次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对围堰(14)底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为围堰底部安装区域；并且，冲击破碎过程中，采用所述长臂挖机将所述围堰底部安装区域内和位于所述围堰底部安装区域内侧的施工区域内冲击破碎的岩石块均挖运走，获得施工成型的水下基坑；

所述水下基坑的底部标高与所述水中承台的底部标高一致。

2.按照权利要求1所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤一中所述水中承台支撑于多根钻孔桩上，多根所述钻孔桩均呈竖直向布设且其均位于同一水平面上；步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，根据所述钻孔桩的底部标高h1、所述围堰(14)底部的封底混凝土层厚度δ和所述水下基岩的顶部标高h2，确定水下基岩的开挖深度h3，其中h3＝h2-h1+δ；

步骤四中对所述水中承台所处施工区域的水下基岩整体进行冲击破碎时和步骤五中对围堰(14)底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，均参照所确定的水下基岩的开挖深度h3，采用所述冲击破碎设备对所述水下基岩进行冲击破碎。

3.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，先根据所述水中承台的结构、尺寸和底部标高h1，并结合施工地点的河床地质和水文情况以及围堰(14)施工时需预留的作业空间，确定施工所述水中承台时所用围堰(14)的结构和尺寸。

4.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，对围堰(14)底部在所述水下基岩上的安装位置进行确定，并对围堰(14)底部的四周边线进行确定；

步骤五中对围堰(14)底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，沿围堰(14)底部的四周边线由前至后进行冲击破碎，所述围堰(14)底部支撑于所述围堰底部安装区域的内侧中部；

步骤五中所述围堰底部安装区域的宽度大于围堰(14)的壁厚。

5.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的多个所述冲击钻机(11)同步进行冲击破碎；

步骤五中进行第二次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的一个所述冲击钻机(11)进行冲击破碎或两个所述冲击钻机(11)同步进行冲击破碎。

6.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤二中每个所述冲击钻机(11)的冲击锤均为实心锤，所述冲击锤底部均焊接固定有多个防滑爪，多个所述防滑爪呈均匀布设且其呈梅花形布设。

7.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤二中进行冲击钻机安装时，还需在每个所述冲击钻机(11)的冲击锤上均安装一个高压水枪，所述高压水枪的进水口通过高压水管与高压水注入设备连接。

8.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤五中所述水下基坑的形状与所述围堰(14)的形状相同，所述水下基坑的长度比围堰(14)的长度大2m～3m，所述水下基坑的长度比围堰(14)的宽度大2m～3m；

步骤四中所述矩形冲击区域的长度比围堰(14)的长度大4m～8m，所述矩形冲击区域的长度比围堰(14)的宽度大4m～8m。

9.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤一中所述前侧定位装置(2)为地锚、抛锚或地笼，所述后侧定位装置(4)为地锚、抛锚或地笼；

所述水中承台的长度为9m～12m且其宽度为6m～8m，所述浮箱(8)为正方体浮箱且其宽度为5.5m～6.5m，所述长方形浮体(1)中浮箱(8)的数量为6个～10个。

10.按照权利要求1或2所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤一中所述冲击钻机(11)的数量为三个，三个所述冲击钻机(11)分别安装在一个等腰三角形的三个顶点上；

两个所述长方形浮体(1)分别为左侧浮体和位于所述左侧浮体右侧的右侧浮体；所述左侧浮体中部安装有一个所述冲击钻机(11)，所述右侧浮体上安装有两个所述冲击钻机(11)。