CN107938594A - 深水混合堤施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深水混合堤施工方法,混合堤包括:梯形空心构件、抛石基床、砂肋与砼联锁块混合软体排、护脚块石、护肩块石,施工方法包括以下步骤:步骤一、砂肋与砼联锁块混合软体排铺设;步骤二、水上抛石;步骤三、基床整平;步骤四、梯形空心构件安装;步骤五、护脚块石和护肩块石抛填。本发明解决了深水基床抛石精度差及流失量大、整平和构件预制效率低、构件安装精度差、整体机械化程度低、整体施工流程不衔接等问题。
Description
技术领域
本发明属于水工深水航道治理施工领域。更具体地说,本发明涉及一种深水混合堤施工方法。
背景技术
防波堤、潜堤、丁坝等是水工工程中重要的建筑物,能很好地起到消能、分流、束狭河床等作用。“抛石基床+预制构件”的混合堤结构形式是其主要结构形式的一种,这种结构具有堤身抗倾、抗滑稳定性好,地基反力均匀且铅直荷载小,对软基适应能力强等特点。随着工程需要,此种结构形式也逐渐由浅水向深水区域发展,构件漏顶安装变为没顶安装,而传统施工方法主要针对相对浅水区施工,深水下定位、监控监测系统精度同样欠佳,抛石精度差,基床整平主要为人工整平,效率低,且水下施工对潜水员人身安全存在一定风险,同时以往预制构件安装要求低,在整个施工工艺流程中智能化、信息化程度低,进而导致整体施工速度慢,质量低,成本高,所以需对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种深水混合堤施工方法,解决了深水基床抛石精度差及流失量大、整平和构件预制效率低、构件安装精度差、整体机械化程度低、整体施工流程不衔接等问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种深水混合堤施工方法,混合堤包括:梯形空心构件、抛石基床、砂肋与砼联锁块混合软体排、护脚块石、护肩块石,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、砂肋与砼联锁块混合软体排铺设:混合软体排包括多张并排设置于河床上的排体,每张排体的排头和排尾均为砼联锁块软体排,排中为砂肋软体排,首先通过铺排船将单张排体平铺于水底河床上,再移动铺排船铺排下张排体,依次铺排完成整张混合软体排的铺设;
步骤二、水上抛石:其为粗抛石作业与精抛石作业相结合,首先进行粗抛石作业,将块石抛至上述的混合软体排上,其次进行精抛石作业,在粗抛石的上表面精抛二片石;
步骤三、基床整平:通过安装于整平船上的自动化整平控制系统控制整平船上的长臂挖机完成精抛二片石的整平,最终形成上表面平整的抛石基床;
步骤四、梯形空心构件安装:提前先进行梯形空心构件的预制,梯形空心构件的模板包括一体化的芯模和外模,预制梯形空心构件时采用立式预制,预制完成并达到设计强度时再完成翻转并运出到施工现场,运到施工现场的梯形空心构件进行水下的安装,在上述的抛石基床上依次并排紧邻安装多个;
步骤五、护脚块石和护肩块石抛填,完成整个混合堤的施工。
优选的是,步骤一、砂肋与砼联锁块混合软体排铺设具体包括如下步骤:
a.铺排船定位
铺排船通过其上的GPS系统与铺排船上的6台锚机进行定位;
b.卷排作业
将吊至铺排船上的排布展开拉平,利用第一丙纶绳将其尾端牵引至铺排船上的滚筒钢丝绳上,转动滚筒带动排布卷在滚筒上;
c.排头砼联锁块软体排铺设
采用铺排船上克令吊将砼联锁片从运输船吊至在铺排船的甲板上展开的排布上,并在排布的排头逐片摆正、放匀,通过第二丙纶绳与排体绑扎牢固;然后采用异步放排移船的方式平行退移船位,使排头砼联锁块软体排平铺于水底河床上;
d.砂肋软体排铺设
采用水冲泵吸法将砂水混合液输送至排布的砂肋带内,同样采用异步放排移船的方式平行退移船位,将排中砂肋软体排平铺于水底河床上;
e.排尾砼联锁块软体排铺设
排尾砼联锁块软体排铺设方法与排头相同,末端排尾全部入水着床后,解开第一丙纶绳活扣将绳抽出,供下张排体铺排时使用;
f.铺排船移位
铺排船绞缆移位至下张排体施工区域,从a项开始重新作业,直至依次完成整张混合软体排的铺设,相邻单张排体之间有搭接。
优选的是,混合软体排铺设完成并检验合格后,进行水上抛石作业,步骤二、水上抛石具体包括如下步骤:
a.粗抛石作业
对粗抛石区域也就是混合软体排的排中砂肋软体排划分面积大小相等网格并编号,采用多波束检测技术指导水下精确抛石,根据多波束测量数据,计算每个网格需要的粗抛石工程量;根据定位系统软件与石料漂移距对定位船进行定位,运输船靠泊定位船,采用抓斗抛石、网兜抛石、平板驳配挖机抛石的一种或多种方式进行粗抛石作业,粗抛石为重量在1~200kg之间的块石,粗抛至抛石基床控制标高正下方40cm~60cm的位置即可;
b.精抛石作业
基床粗抛石满足要求后,同样对精抛石区域也就是粗抛石的上表面划分网格并编号,采用多波束检测技术指导水下精确抛石,根据多波束测量数据,计算每个网格需要的精抛石工程量;通过整平船上定位软件对其抛锚定位,二片石运输船靠驳整平船一侧,整平船上配置一台50T履带吊并配置有两个可伸缩溜筒,履带吊通过网兜吊起运输船上二片石,送料入溜筒进行精抛,精抛石为粒径在10~20cm的二片石,精抛至抛石基床控制标高。
优选的是,步骤三采用整平船上安装的基于北斗导航系统水下抛石基床自动化整平控制系统进行基床整平,具体包括以下步骤:
a.整平船定位
精抛石作业完成后,整平船绞缆移船定位,到达整平作业区域;
b.基床整平
对自动化整平控制系统进行设置,完成初始坐标定位、挖掘目标点获取、长臂挖机刮铲厚度和层数自行设定工作,之后自动化整平控制系统再通过一次精确定位将挖机铲斗尖调整至预定坐标点,在已规划的路径内自动完成规定子步长度和宽度范围内的抛石基床的整平作业;
c.基床检测
在完成一个施工工位内的整平施工后,通过安装在长臂挖机紧挨铲斗的斗杆臂上的测深仪测量已整平区域的高程和平整度,若出现不合格的现象,需对不合格区域重新整平;
d.整平船移位
基床整平检测合格后,整平船绞缆移位至下一个施工区域,重复上述步骤继续进行整平作业,直至完成全部的整平作业。
优选的是,步骤四中的梯形空心构件的预制具体包括如下步骤:
a.模板安装
梯形空心构件模板包括芯模、外模两部分,其中芯模是一片整体模板、外模包括4块外膜板,模板用50t门机进行支立,其安装流程为:1)底胎模水平安装,2)油毡原纸铺设于底胎膜上,3)芯模整体立式支立于底胎膜上,4)钢筋骨架吊安,利用钢筋骨架胎具也就是立式网片架将钢筋预绑成型,采用50吨门机吊将钢筋骨架吊安位于芯模与外模之间,钢筋骨架采用专门制作的梯形吊架进行起吊,保证钢筋骨架受力均匀,5)安装预埋件,预埋件包括两根相对焊接于钢筋骨架上的中空钢管,6)外模支立,4块外模板支立于预设好的位置上,位于钢筋骨架外,7)外模加固,将相邻的外模板紧挨的部分固定;
b.混凝土浇筑
混凝土通过罐车运输至预制现场,混凝土浇筑采用分层分灰、振捣、阶梯式推进施工,浇筑分层厚度为280mm~320mm,混凝土振捣采用φ50软轴长6m~8m高频插入式振捣器,振捣时每棒插入点间距为28cm~32cm,混凝土浇筑时不浇筑预埋件内部;
c拆模、养护
待混凝土达到强度后,用门机配合人工拆卸模板,首先拆除外模,再整体拆除芯模,模板拆除后直接用门机吊至下一台座,清理后进入下一个梯形空心构件的模板施工;
混凝土的表面终凝后,根据时令和气温情况采用不同方法及时进行养护,夏天采用履盖土工布洒水养护,冬天采用蓄热法养护;混凝土的表面潮湿养护期不少于14天;
d.梯形空心构件翻转
梯形空心构件采用“立式”预制工艺,达到设计强度并运出前,借助门机和预埋件的中空钢管完成翻转,变为施工需要安装的方位。
优选的是,步骤四中的梯形空心构件的安装具体包括如下步骤:
a.浮吊船与定位船定位
根据定位船上定位系统对定位船抛锚定位,浮吊船根据定位船与安装位置抛锚定位,梯形空心构件运输船靠泊定位船;
b.梯形空心构件挂钩与初定位
安装作业时,浮吊船绞缆移船至运输船前,用其上的吊架完成梯形空心构件挂钩,吊起梯形空心构件后绞缆移船对梯形空心构件进行粗定位,即将梯形空心构件吊至拟安装位置正后方3~5m处;
c.梯形空心构件入水靠位
吊架缓慢下放,梯形空心构件逐渐入水,在距抛石基床0.5m~1m时,绞缆移船,使吊起梯形空心构件逐渐向上个已安装的梯形空心构件靠近;
d.梯形空心构件微调下放
梯形空心构件到达待安装位置后,通过绞缆微调船位与拉动连接在吊架上的交叉风缆调整其轴线与角度偏差,待轴线偏差、与相邻梯形空心构件的距离指标都符合要求后,梯形空心构件下放,同时通过水下监控系统实时监控梯形空心构件水下空间姿态与实际位置,若发现偏位,及时调整,直至梯形空心构件下放着床;
e.梯形空心构件安装效果检查
梯形空心构件着床后,再次检查轴线偏差、相邻梯形空心构件错台、接缝缝宽是否满足规范要求,若不满足要求再次将梯形空心构件吊起8cm~12cm后调整位置,反之吊架夹具松开,梯形空心构件脱钩,即完成一榀梯形空心构件安装;
f.浮吊船移位
浮吊船绞缆移位,进行下一榀梯形空心构件起吊安装。
优选的是,步骤五、护脚块石和护肩块石抛填的具体方法如下:护脚块石、护肩块石以抛石厚度控制,抛石船采用GPS定位,抛石采用与粗抛石作业相同的施工工艺,最终得到的护脚块石的坡高比为1:2,护肩块石的坡高比为1:2.5。
本发明至少包括以下有益效果:
1、深水大流速铺排施工时间受到很大限制,工效低,精度难以保证。对铺排船锚系、滚筒、压排梁进行升级改造,适应深水大流速恶劣工况条件,铺排工效由12万平方/月提升到30万平方/月,同时铺设质量大大提高。
2、铺排施工时引进声呐时实检测技术和旁扫声呐设备,实时获取排体铺设成型的图像信息,指导船位调整,既满足设计搭接要求,又不会造成搭接过多浪费,真正做到可视可控,铺排损耗率从预估的30%降低到了24%,本发明混合软体排的铺设施工较现有的施工方法可提前将近3个月,且铺设合格率达到100%。
3、改造简易的溜筒抛石船,通过深水溜筒精抛工艺,做到定点精准抛石,减少流失量和损耗量,采用多波束检测技术指导水下精确补抛,避免浪费。
4、现场水深流急,无法采用人工整平工艺,传统的整平船造价高、建造时间长、不满足现场工况,本发明所述的基床整平方法基于长臂挖机和3000t驳船,结合先进传感测控技术,实现了浮式状态下的水下抛石基床无人操控整平施工,整平工效比人工整平大幅提高。该方法可拓展应用于深水基槽开挖、深水精确理坡等作业,应用范围广,避免项目结束后设备闲置,综合效益高。
5、空心构件采用“立式”预制、一次浇注成型工艺取代传统“卧式”分层浇筑的工艺有效减少了砼质量通病,砼外观质量有质的提高;构件模板的结构设计将芯模的三块模板通过活动铰连接起来,形成整体内模芯模,活动铰可自由伸缩带动芯模外部收缩并整体提升,可整体拼装、整体拆卸,模板拼拆工效大大提高,减少模板和人工投入。外模采用桁架式整体钢模板,取消了传统的对拉螺杆,减少了螺杆孔修补缺陷,构件外观质量大大提高,获得较好的经济效益和社会效益。
6、深水区大型空心构件没顶安装采用了深水安装专用吊具、测量架及测量控制系统,将信息化、可视化测量技术应用到水下构件安装施工控制及检测中,实现构件水下精确安装;利用浑水摄像头开发水下高精度自动测量系统,实现水下可视化精确测量,大大提高了安装精度;减少了潜水作业,降低安全风险;提高安装质量,水下安装合格率100%;安装工效大大提高,每天可安装6~8个,节省工期。
7、本发明的施工方法相较于传统的施工方法总工期可提前9个月左右,节约人力成本和船机费用,经济效果显著。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明梯形空心构件混合堤结构断面图;
图2为本发明混合软体排铺设平面示意图;
图3为本发明混合软体排铺设立面示意图;
图4为本发明溜筒精抛石作业示意图;
图5为本发明基床整平平面示意图;
图6为本发明基床整平立面示意图;
图7为本发明梯形空心构件模板示意图;
图8为本发明梯形空心构件芯模整体起吊示意图;
图9为本发明梯形空心构件安装平面示意图;
图10为本发明梯形空心构件安装立面示意图;
图11为本发明混合软体排铺设工艺流程图;
图12为本发明石料精抛、基床整平工艺流程图;
图13为本发明梯形构件预制工艺流程图;
图14为本发明梯形构件安装工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得;在本发明的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1至14所示,本发明提供一种深水混合堤施工方法,混合堤包括:梯形空心构件1、抛石基床2、砂肋与砼联锁块混合软体排3、护脚块石4、护肩块石5,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、砂肋与砼联锁块混合软体排3铺设:混合软体排3包括多张并排设置于河床上的排体,每张排体的排头和排尾均为砼联锁块软体排,排中为砂肋软体排14,首先通过铺排船6将单张排体平铺于水底河床上,再移动铺排船6铺排下张排体,依次铺排完成整张混合软体排3的铺设;排头、排中、排尾一般正常是均等分布,大致各占排布长度的三分之一左右;
步骤二、水上抛石:其为粗抛石作业与精抛石作业相结合,首先进行粗抛石作业,将块石抛至上述的混合软体排3上,其次进行精抛石作业,在粗抛石22的上表面精抛二片石18;抛石是以排中砂肋软体排14为中心抛石,向排头和排尾的砼联锁块软体排有一定的扩散;
步骤三、基床整平:通过安装于整平船16上的自动化整平控制系统20控制整平船16上的长臂挖机完成精抛二片石18的整平,最终形成上表面平整的抛石基床2;
步骤四、梯形空心构件1安装:提前先进行梯形空心构件1的预制,梯形空心构件1的模板包括一体化的芯模23和外模24,预制梯形空心构件1时采用立式预制,预制完成并达到设计强度时再完成翻转并运出到施工现场,运到施工现场的梯形空心构件1进行水下的安装,在上述的抛石基床2上依次并排紧邻安装多个;
步骤五、护脚块石4和护肩块石5抛填,完成整个混合堤的施工。
在另一种技术方案中,步骤一、砂肋与砼联锁块混合软体排3铺设具体包括如下步骤:
a.铺排船6定位
铺排船6通过其上的GPS系统与铺排船6上的6台锚机进行定位;正常需要4台锚机,在施工时,由于长江水流较大,另外设置了2个迎水锚;
b.卷排作业
将吊至铺排船6上的排布13展开拉平,利用第一丙纶绳将其尾端牵引至铺排船6上的滚筒8钢丝绳上,转动滚筒8带动排布13卷在滚筒8上;后续在铺排时陆续将排布13从滚筒8上展开;
c.排头砼联锁块软体排10铺设
采用铺排船6上克令吊7将砼联锁片11从运输船吊至在铺排船6的斜板12与甲板上展开的排布13上,并在排布13的排头逐片摆正、放匀,通过第二丙纶绳与排体绑扎牢固;然后采用异步放排移船的方式平行退移船位,使排头砼联锁块软体排10由于重力的作用自由下落后平铺于水底河床上;铺排船6上在滚筒8和排体入水的方向之间设置有与滚筒8平行的压排梁9,其可以增加排体入水时的摩擦力,防止排体由于重力太大直接滑下去,将滚筒8拉弯;
d.砂肋软体排14铺设
采用水冲泵吸法将砂水混合液输送至同一张排布13的排中上的砂肋内,同样采用异步放排移船的方式平行退移船位,将排中砂肋软体排14平铺于水底河床上;
e.排尾砼联锁块软体排15铺设
排尾砼联锁块软体排15铺设方法与排头相同,采用异步放排移船的方式平行退移船位使得末端排尾全部入水着床后,解开第一丙纶绳活扣将绳抽出,使得排体与铺排船6脱离,抽出的第一丙纶绳供下张排体铺排时使用,第一丙纶绳的作用是为了在排体入水着床时牵引排尾;
f.铺排船6移位
铺排船6绞缆移位至下张排体施工区域,从a项开始重新作业,直至依次完成整张混合软体排3的铺设,相邻单张排体之间有搭接。依次铺排单张排体,沿着河床的方向排列成一排,相邻排体之间有一定的搭接重叠,整张混合软体排3类似矩形,所有的排头和排尾相互并齐,
在另一种技术方案中,混合软体排3铺设完成并检验合格后,进行水上抛石作业,步骤二、水上抛石具体包括如下步骤:
a.粗抛石作业
对粗抛石22区域也就是混合软体排3的排中砂肋软体排14划分面积大小相等网格并编号,采用多波束检测技术指导水下精确补抛,根据多波束测量数据,计算每个网格需要的粗抛石工程量;根据定位系统软件与石料漂移距对定位船进行定位,运输船靠泊定位船,采用抓斗抛石、网兜抛石、平板驳配挖机抛石的一种或多种方式进行粗抛石作业,粗抛石22为重量在1~200kg之间的块石,粗抛至抛石基床2控制标高正下方40cm~60cm的位置即可,一般控制在正下方50cm左右;粗抛石22是位于混合软体排3的中部正上方;
b.精抛石作业
基床粗抛石22满足要求后,同样对精抛石21区域也就是粗抛石22的上表面划分网格并编号,采用多波束检测技术指导水下精确补抛,根据多波束测量数据,计算每个网格需要的精抛石21工程量;通过整平船16上定位软件对其抛锚定位,二片石运输船靠驳整平船16一侧,整平船16上配置一台50T履带吊17并配置有两个可伸缩溜筒19,履带吊17通过网兜吊起运输船上二片石18,送料入溜筒19进行精抛,精抛石21为粒径在10~20cm的二片石18,精抛至抛石基床2控制标高。
在另一种技术方案中,步骤三采用整平船16上安装的基于北斗导航系统水下抛石基床2自动化整平控制系统20进行基床整平,此系统为本公司自主研发的,具体包括以下步骤:
a.整平船16定位
精抛石作业完成后,整平船16绞缆移船定位,到达整平作业区域;
b.基床整平
对自动化整平控制系统20进行设置,完成初始坐标定位、挖掘目标点获取、长臂挖机刮铲厚度和层数自行设定工作,之后自动化整平控制系统20再通过一次精确定位将挖机铲斗尖调整至预定坐标点,在已规划的路径内自动完成规定子步长度和宽度范围内的抛石基床2的整平作业;自动化整平控制系统20实际上控制的是长臂挖机,长臂挖机位于整平船16上,其包括靠近整平船16的上臂和靠近挖机铲斗的斗杆臂,两者相互铰接,而斗杆臂相当于与挖机铲斗固定连接,当整平作业时,通过控制可实现挖机铲斗在同一水平面内移动,而不会因为斗杆臂的角度变化导致挖机铲斗的平面发生变化,如此可提高整平的效果以及效率;整平实际上是整平精抛的二片石18,其粒径较小,整平较为容易也不会较大地破坏挖机铲斗,也是为什么需要将粗抛和精抛相结合进行水上抛石;
c.基床检测
在完成一个施工工位内的整平施工后,通过安装在长臂挖机紧挨挖机铲斗的斗杆臂上的测深仪测量已整平区域的高程和平整度,若出现不合格的现象,需对不合格区域重新整平;
d.整平船16移位
基床整平检测合格后,整平船16绞缆移位至下一个施工区域,重复上述步骤继续进行整平作业,直至完成全部的整平作业。
在另一种技术方案中,步骤四中的梯形空心构件1的预制具体包括如下步骤:
a.模板安装
梯形空心构件1模板包括芯模23、外模24两部分,其中芯模23是一片整体模板、外模24包括4块外膜板,模板用50t门机25进行支立,其安装流程为:1)底胎模水平安装,底胎膜类似钢板,起到密封模板底部的作用;2)油毡原纸铺设于底胎膜上,其作用为在底胎膜上铺设有一层油的东西,在后续混凝土浇筑完成后方便脱模;3)芯模23整体立式支立于底胎膜上,梯形空心构件1在实际安装时时卧式的,也就是空心口是位于水平面的,但是在预制的过程中为了方便采用立式预制,也就是将空心口位于竖直平面内;4)钢筋骨架吊安,利用钢筋骨架胎具也就是立式网片架将钢筋预绑成型,采用50吨门机25吊将钢筋骨架吊安位于芯模23与外模24之间,钢筋骨架采用专门制作的梯形吊架进行起吊,保证钢筋骨架受力均匀,钢筋骨架的吊安是为了加强梯形空心构件1的强度;5)安装预埋件,预埋件包括两根相对焊接于钢筋骨架上的中空钢管,浇筑混凝土时中空结构不浇筑,在后期翻转梯形空心构件1使其处于正常安装需要的位置时起到辅助作用;6)外模24支立,4块外模板支立于预设好的位置上,位于钢筋骨架外;7)外模24加固,将相邻的外模板紧挨的部分固定,使得整个模板稳定牢固,方便后续混凝土的浇筑;
本发明的芯模23实际上包括两部分构成的一个整体,内部与外部之间通过活动绞29连接,在拆模时,内部不动,活动绞29的移动带动外部外内部收缩,从而与浇筑的混凝土脱离,方面芯模23的整体脱模并整体起吊;
b.混凝土浇筑
混凝土通过8m3罐车运输至预制现场,门机25吊罐入仓,混凝土浇筑采用分层分灰、振捣、阶梯式推进施工,浇筑分层厚度为280mm~320mm,一般控制在300mm左右,混凝土振捣采用φ50软轴长6m~8m高频插入式振捣器,振捣时每棒插入点间距为28cm~32cm,一般控制在30cm左右,混凝土浇筑时不浇筑预埋件内部;
c拆模、养护
待混凝土达到强度后,用门机25配合人工拆卸模板,首先拆除外模24,再整体拆除芯模23,模板拆除后直接用门机25吊至下一台座,清理后进入下一个梯形空心构件1的模板施工;
混凝土的表面终凝后,根据时令和气温情况采用不同方法及时进行养护,夏天采用履盖土工布洒水养护,冬天采用蓄热法养护;混凝土的表面潮湿养护期不少于14天;
d.梯形空心构件1翻转
梯形空心构件1采用“立式”预制工艺,达到设计强度并运出前,借助门机25和预埋件的中空钢管完成翻转,变为施工需要安装的方位,并吊至预定堆存地点堆放,施工需要时再统一运输到施工现场。
在另一种技术方案中,步骤四中的梯形空心构件1的安装具体包括如下步骤:
a.浮吊船26与定位船27定位
根据定位船27上定位系统对定位船27抛锚定位,浮吊船26根据定位船27与安装位置抛锚定位,梯形空心构件1运输船靠泊定位船27;
b.梯形空心构件1挂钩与初定位
安装作业时,浮吊船26绞缆移船至运输船28前,用其上的吊架30完成梯形空心构件1挂钩,吊起梯形空心构件1后绞缆移船对梯形空心构件1进行粗定位,即将梯形空心构件1吊至拟安装位置正后方3~5m处;先在侧方入水再慢慢在水中靠近,防止直接入水碰到已安装好的梯形空心构件1;
c.梯形空心构件1入水靠位
吊架30缓慢下放,梯形空心构件1逐渐入水,在距抛石基床0.5m~1m时,绞缆移船,使吊起梯形空心构件1逐渐向上个已安装的梯形空心构件1靠近;依次重复上述步骤,在混合软体排3上安装多个紧挨且并排设置的梯形空心构件1;
d.梯形空心构件1微调下放
梯形空心构件1到达待安装位置后,通过绞缆微调船位与拉动连接在吊架30上的交叉风缆31调整其轴线与角度偏差,待轴线偏差、与相邻梯形空心构件1距离都符合要求后,梯形空心构件1下放,同时通过水下监控系统实时监控梯形空心构件1水下空间姿态与实际位置,若发现偏位,及时调整,直至梯形空心构件1下放着床;
e.梯形空心构件1安装效果检查
梯形空心构件1着床后,再次检查轴线偏差、相邻梯形空心构件1错台、接缝缝宽技术指标参数是否满足规范要求,若不满足要求再次将梯形空心构件1吊起8cm~12cm大约10cm后调整位置,反之吊架30夹具松开,梯形空心构件1脱钩,即完成一榀梯形空心构件1安装;
f.浮吊船26移位
浮吊船26绞缆移位,进行下一榀梯形空心构件1起吊安装。
在另一种技术方案中,步骤五、护脚块石4和护肩块石5抛填的具体方法如下:护脚块石4、护肩块石5以抛石厚度控制,抛石船采用GPS定位,抛石采用与粗抛石22作业相同的施工工艺,最终得到的护脚块石4的坡高比为1:2,护肩块石5的坡高比为1:2.5。护脚块石4、护肩石主要以抛石厚度控制,抛石船采用GPS定位的专业抛石船,抛石施工采用网格法施工工艺,同样采用定点定量抛石,可以较好的控制抛石的标高。
本发明还采用高精度的水下监控监测系统,提高了在低能见度和复杂水文条件下施工能力,具有科技含量高、机械化作业程度高等优点,丰富了我国深水预制构件混合堤施工工艺,推动水工工程施工装备朝着自动化、智能化的方向发展,对于未来的水工工程建设具有非常重要的意义。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种深水混合堤施工方法,混合堤包括:梯形空心构件、抛石基床、砂肋与砼联锁块混合软体排、护脚块石、护肩块石,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、砂肋与砼联锁块混合软体排铺设:混合软体排包括多张并排设置于河床上的排体,每张排体的排头和排尾均为砼联锁块软体排,排中为砂肋软体排,首先通过铺排船将单张排体平铺于水底河床上,再移动铺排船铺排下张排体,依次铺排完成整张混合软体排的铺设;
步骤二、水上抛石:其为粗抛石作业与精抛石作业相结合,首先进行粗抛石作业,将块石抛至上述的混合软体排上,其次进行精抛石作业,在粗抛石的上表面精抛二片石;
步骤三、基床整平:通过安装于整平船上的自动化整平控制系统控制整平船上的长臂挖机完成精抛二片石的整平,最终形成上表面平整的抛石基床;
步骤四、梯形空心构件安装:提前先进行梯形空心构件的预制,梯形空心构件的模板包括一体化的芯模和外模,预制梯形空心构件时采用立式预制,预制完成并达到设计强度时再完成翻转并运出到施工现场,运到施工现场的梯形空心构件进行水下的安装,在上述的抛石基床上依次并排紧邻安装多个;
步骤五、护脚块石和护肩块石抛填,完成整个混合堤的施工。
2.如权利要求1所述的深水混合堤施工方法,其特征在于,步骤一、砂肋与砼联锁块混合软体排铺设具体包括如下步骤:
a.铺排船定位
铺排船通过其上的GPS系统与铺排船上的6台锚机进行定位;
b.卷排作业
将吊至铺排船上的排布展开拉平,利用第一丙纶绳将其尾端牵引至铺排船上的滚筒钢丝绳上,转动滚筒带动排布卷在滚筒上;
c.排头砼联锁块软体排铺设
采用铺排船上克令吊将砼联锁片从运输船吊至在铺排船的甲板上展开的排布上,并在排布的排头逐片摆正、放匀,通过第二丙纶绳与排体绑扎牢固;然后采用异步放排移船的方式平行退移船位,使排头砼联锁块软体排平铺于水底河床上;
d.砂肋软体排铺设
采用水冲泵吸法将砂水混合液输送至排布的砂肋带内,同样采用异步放排移船的方式平行退移船位,将排中砂肋软体排平铺于水底河床上;
e.排尾砼联锁块软体排铺设
排尾砼联锁块软体排铺设方法与排头相同,末端排尾全部入水着床后,解开第一丙纶绳活扣将绳抽出,供下张排体铺排时使用;
f.铺排船移位
铺排船绞缆移位至下张排体施工区域,从a项开始重新作业,直至依次完成整张混合软体排的铺设,相邻单张排体之间有搭接。
3.如权利要求1所述的深水混合堤施工方法,其特征在于,混合软体排铺设完成并检验合格后,进行水上抛石作业,步骤二、水上抛石具体包括如下步骤:
a.粗抛石作业
对粗抛石区域也就是混合软体排的排中砂肋软体排划分面积大小相等网格并编号,采用多波束检测技术指导水下精确抛石,根据多波束测量数据,计算每个网格需要的粗抛石工程量;根据定位系统软件与石料漂移距对定位船进行定位,运输船靠泊定位船,采用抓斗抛石、网兜抛石、平板驳配挖机抛石的一种或多种方式进行粗抛石作业,粗抛石为重量在1~200kg之间的块石,粗抛至抛石基床控制标高正下方40cm~60cm的位置即可;
b.精抛石作业
基床粗抛石满足要求后,同样对精抛石区域也就是粗抛石的上表面划分网格并编号,采用多波束检测技术指导水下精确抛石,根据多波束测量数据,计算每个网格需要的精抛石工程量;通过整平船上定位软件对其抛锚定位,二片石运输船靠驳整平船一侧,整平船上配置一台50T履带吊并配置有两个可伸缩溜筒,履带吊通过网兜吊起运输船上二片石,送料入溜筒进行精抛,精抛石为粒径在10~20cm的二片石,精抛至抛石基床控制标高。
4.如权利要求1所述的深水混合堤施工方法,其特征在于,步骤三采用整平船上安装的基于北斗导航系统水下抛石基床自动化整平控制系统进行基床整平,具体包括以下步骤:
a.整平船定位
精抛石作业完成后,整平船绞缆移船定位,到达整平作业区域;
b.基床整平
对自动化整平控制系统进行设置,完成初始坐标定位、挖掘目标点获取、长臂挖机刮铲厚度和层数自行设定工作,之后自动化整平控制系统再通过一次精确定位将挖机铲斗尖调整至预定坐标点,在已规划的路径内自动完成规定子步长度和宽度范围内的抛石基床的整平作业;
c.基床检测
在完成一个施工工位内的整平施工后,通过安装在长臂挖机紧挨铲斗的斗杆臂上的测深仪测量已整平区域的高程和平整度,若出现不合格的现象,需对不合格区域重新整平;
d.整平船移位
基床整平检测合格后,整平船绞缆移位至下一个施工区域,重复上述步骤继续进行整平作业,直至完成全部的整平作业。
5.如权利要求1所述的深水混合堤施工方法,其特征在于,步骤四中的梯形空心构件的预制具体包括如下步骤:
a.模板安装
梯形空心构件模板包括芯模、外模两部分,其中芯模是一片整体模板、外模包括4块外膜板,模板用50t门机进行支立,其安装流程为:1)底胎模水平安装,2)油毡原纸铺设于底胎膜上,3)芯模整体立式支立于底胎膜上,4)钢筋骨架吊安,利用钢筋骨架胎具也就是立式网片架将钢筋预绑成型,采用50吨门机吊将钢筋骨架吊安位于芯模与外模之间,钢筋骨架采用专门制作的梯形吊架进行起吊,保证钢筋骨架受力均匀,5)安装预埋件,预埋件包括两根相对焊接于钢筋骨架上的中空钢管,6)外模支立,4块外模板支立于预设好的位置上,位于钢筋骨架外,7)外模加固,将相邻的外模板紧挨的部分固定;
b.混凝土浇筑
混凝土通过罐车运输至预制现场,混凝土浇筑采用分层分灰、振捣、阶梯式推进施工,浇筑分层厚度为280mm~320mm,混凝土振捣采用φ50软轴长6m~8m高频插入式振捣器,振捣时每棒插入点间距为28cm~32cm,混凝土浇筑时不浇筑预埋件内部;
c拆模、养护
待混凝土达到强度后,用门机配合人工拆卸模板,首先拆除外模,再整体拆除芯模,模板拆除后直接用门机吊至下一台座,清理后进入下一个梯形空心构件的模板施工;
混凝土的表面终凝后,根据时令和气温情况采用不同方法及时进行养护,夏天采用履盖土工布洒水养护,冬天采用蓄热法养护;混凝土的表面潮湿养护期不少于14天;
d.梯形空心构件翻转
梯形空心构件采用“立式”预制工艺,达到设计强度并运出前,借助门机和预埋件的中空钢管完成翻转,变为施工需要安装的方位。
6.如权利要求1所述的深水混合堤施工方法,其特征在于,步骤四中的梯形空心构件的安装具体包括如下步骤:
a.浮吊船与定位船定位
根据定位船上定位系统对定位船抛锚定位,浮吊船根据定位船与安装位置抛锚定位,梯形空心构件运输船靠泊定位船;
b.梯形空心构件挂钩与初定位
安装作业时,浮吊船绞缆移船至运输船前,用其上的吊架完成梯形空心构件挂钩,吊起梯形空心构件后绞缆移船对梯形空心构件进行粗定位,即将梯形空心构件吊至拟安装位置正后方3~5m处;
c.梯形空心构件入水靠位
吊架缓慢下放,梯形空心构件逐渐入水,在距抛石基床0.5m~1m时,绞缆移船,使吊起梯形空心构件逐渐向上个已安装的梯形空心构件靠近;
d.梯形空心构件微调下放
梯形空心构件到达待安装位置后,通过绞缆微调船位与拉动连接在吊架上的交叉风缆调整其轴线与角度偏差,待轴线偏差、与相邻梯形空心构件的距离指标都符合要求后,梯形空心构件下放,同时通过水下监控系统实时监控梯形空心构件水下空间姿态与实际位置,若发现偏位,及时调整,直至梯形空心构件下放着床;
e.梯形空心构件安装效果检查
梯形空心构件着床后,再次检查轴线偏差、相邻梯形空心构件错台、接缝缝宽是否满足规范要求,若不满足要求再次将梯形空心构件吊起8cm~12cm后调整位置,反之吊架夹具松开,梯形空心构件脱钩,即完成一榀梯形空心构件安装;
f.浮吊船移位
浮吊船绞缆移位,进行下一榀梯形空心构件起吊安装。
7.如权利要求1所述的深水混合堤施工方法,其特征在于,步骤五、护脚块石和护肩块石抛填的具体方法如下:护脚块石、护肩块石以抛石厚度控制,抛石船采用GPS定位,抛石采用与粗抛石作业相同的施工工艺,最终得到的护脚块石的坡高比为1:2,护肩块石的坡高比为1:2.5。
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