CN109137944B - 一种深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,包括以下步骤:1)在围堰的内圈中构筑注浆小钢管桩止水帷幕;2)在小钢管桩止水帷幕的内侧构建钢筋砼护壁;2‑1)利用中小型设备和塔吊开挖围堰内基坑;2‑2)在基坑内壁上安装护壁钢筋,护壁钢筋采用双层结构,其中外层护壁钢筋由四个并排布设的钢筋构成,内层护壁钢筋由两个并排布设的钢筋构成;2‑3)搭设护壁模板,灌浆,待浆料凝结后即成。本发明采用注浆小钢管桩止水帷幕和钢筋砼护壁替代止水墙,利用能够在中小型围堰中开展作业的工程机械进行施工,解决了中小型围堰中不能使用工程取芯钻机的问题,保证了水利工程的正常进行。

Description

一种深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法
技术领域
本发明涉及水利工程施工领域,具体是一种深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法。
背景技术
钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型钢,有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式,拉克万纳式等。其优点为:强度高,容易打入坚硬土层;可在深水中施工,防水性能好;能按需要组成各种外形的围堰,并可多次重复使用,因此,它的用途广泛。在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰,管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式围堰内有纵横向支撑,必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础,曾使用钢板桩圆形围堰,其直径21.9米,钢板桩长36米,待水下混凝土封底达到强度要求后,抽水筑承台及墩身,抽水设计深度达20米。在水工建筑中,一般施工面积很大,则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成,每个单体又由许多钢板桩组成,单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大,不能用支撑支持堰壁,因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。
目前钢围堰内止水墙的施工方法通常是首先在钢围堰外隔围堰外壁间距布设单排孔,采用花管压注化学浆液,填充围堰槽外侧的淤积层空隙。其次在钢围堰外隔围堰壁间距布设单排空,采用压力注浆方式压注化学浆液,使钢围堰外侧止水帷幕得到加强。钢围堰外侧压浆完成后,对钢围堰进行抽水。钢围堰抽干水后,围堰内处于干环境后,在钢围堰内侧斜向钻孔后打设小导管,压注双液浆,使钢围堰槽内侧块石土、河沙等淤积层形成固结整体。最后在钢围堰内侧采用工程取芯钻机,沿钢围堰内圆分段取芯形成环形槽体,在槽体内浇筑钢筋砼止水墙。
但由于工程取芯钻机的工作半径较大(目前常用的GQ-15取芯钻机需要的作业最小净距为150cm),不能在一些半径较小的围堰内工作,从而导致止水墙无法正常施工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,其核心思量在于采用注浆小钢管桩止水帷幕和钢筋砼护壁替代止水墙,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,包括以下步骤:
1)在围堰的内圈中构筑注浆小钢管桩止水帷幕;
1-1)布孔定位;
1-2)安装钢管,利用潜孔钻机在定位点处进行钻孔,单个钻孔完成后,立即退出钻机,然后插入小钢管桩;
1-3)利用厚钢板对钢管的顶部开口进行封闭,同时焊接用于压力注浆的闸阀;
1-4)向钢管内注浆,形成注浆帷幕区。
2)在小钢管桩止水帷幕的内侧构建钢筋砼护壁;
2-1)利用中小型设备和塔吊开挖围堰内基坑;
2-2)在基坑内壁上安装护壁钢筋,护壁钢筋采用双层结构,其中外层护壁钢筋由四个并排布设的钢筋构成,内层护壁钢筋由两个并排布设的钢筋构成;
2-3)搭设护壁模板,灌浆,待浆料凝结后即成。
作为本发明进一步的方案:所述步骤1-1)的具体操作方法为:在距离围堰内侧壁45cm处绘制定位圈,然后在定位圈内标注定位点,共计布置定位点86个,相邻定位点之间的间距60.6cm。
作为本发明进一步的方案:所述潜孔钻机为YQ120型钻孔潜孔钻机。
作为本发明进一步的方案:所述钢管的管壁上沿长度方向等距开设开花孔,花孔直径不小于5mm,在0~3.5m高度的管体上每米开设眼孔不少于10个,在3.5~7m高度的管体上每米开设眼孔不少于20个。
作为本发明进一步的方案:所述钢管安装完成后,需进行钻孔孔口封闭。
作为本发明进一步的方案:所述步骤1-4)中注浆的浆液采用双液浆,水泥浆的水灰比(重量比)W/C=0.8,双液水泥浆与水玻璃液体积比C:S=1:0.05。其中水泥采用P.O42.5R硅酸盐水泥。
作为本发明进一步的方案:所述步骤2-1)在开挖基坑时,预留襟边,以小于围堰内侧半径的尺寸进行基坑的开挖,采用分层开挖的方式,每层开挖深度相同。
作为本发明进一步的方案:所述护壁模板采用竹胶板围设而成,竹胶板的后侧面采用方木条加固,方木条的后侧利用支撑管进行支撑,由方木条和支撑管共同构成护壁模板的支撑体系。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用注浆小钢管桩止水帷幕和钢筋砼护壁替代止水墙,利用能够在中小型围堰中开展作业的工程机械进行施工,解决了中小型围堰中不能使用工程取芯钻机的问题,保证了水利工程的正常进行。
附图说明
图1为深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法的整体布置图。
图2为深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法中定位孔的分布示意图。
图3为深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法中钢管的安装示意图。
图4为深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法中基坑的结构示意图。
图5为深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法中护壁模板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明实施例以四川路桥万州长江公路大桥防撞设施工程为例,该工程在施工过程中,发现围堰内侧止水墙施工因GQ-15工程钻机最小作业净距受限制导致止水墙成槽极其困难,经多方咨询,短时间内不能找到替代机械设备,为不错过施工黄金时机,根据现场实际情况,采用注浆小钢管桩止水帷幕和钢筋砼护壁替代止水墙。
3)在围堰的内圈中构筑注浆小钢管桩止水帷幕;
1-1)布孔定位,具体来说,如图2所示,在距离围堰内侧壁45cm处绘制定位圈,然后在定位圈内标注定位点,共计布置定位点86个,相邻定位点之间的间距60.6cm;
1-2)安装钢管,利用潜孔钻机在定位点处进行钻孔,单个钻孔完成后,立即退出钻机,然后插入小钢管桩;本实施例中,所述潜孔钻机为YQ120型钻孔潜孔钻机,具体工作时,在围堰内抽干水后,在围堰内靠围堰壁采用φ48×3.5mm钢管搭设施工平台,平台搭设高度1.8m,平台搭设宽度1.8m,平台搭设完成后在平台上布设YQ120型潜孔钻机,钻机采用钢管架固定加强,为加强钢管与地基之间的连接强度,优选地,在钢管的管壁上沿长度方向等距开设开花孔,花孔直径不小于5mm,在0~3.5m高度的管体上每米开设眼孔不少于10个,在3.5~7m高度的管体上每米开设眼孔不少于20个;
进一步的,如图3所示,钢管安装完成后,需进行钻孔孔口封闭,具体操作为:首先采用水泥带卷成条状缠扰露出钢管一周以上,然后用φ12mm钢筋浆水泥袋压入混凝土孔口以下80cm深,最后在孔口以上80cm深度内灌注速凝浆体。浆体的灌注应饱满密实,必要时可用φ12mm钢筋加以捣实;
1-3)利用厚钢板对钢管的顶部开口进行封闭,同时焊接用于压力注浆的闸阀;
1-4)向钢管内注浆,形成注浆帷幕区,进一步的,注浆的浆液采用双液浆,水泥浆的水灰比(重量比)W/C=0.8,双液水泥浆与水玻璃液体积比C:S=1:0.05。其中水泥采用P.O42.5R硅酸盐水泥。
4)在小钢管桩止水帷幕的内侧构建钢筋砼护壁;
2-1)利用中小型设备和塔吊开挖围堰内基坑,具体方法为:a、搭设脚手架,固定好水磨钻机,开始沿导向井轮廓线钻芯取样,取芯圆与承台基坑开挖线相切,取出的岩芯高度约60cm,将外周岩芯取完后导向井外围便形成一个环形临空面。中部6.5m半径部分的开挖可以利用原9根钻孔灌注桩的临空面直接进行开挖。因中部岩体开挖已形成临空面,两侧1.5m范围内的岩体开挖可直接用岩石劈裂机进行,局部位置采用风镐开挖;b、沿承台基坑半径钻取岩芯,将导向井岩体等分成8份,每份占导向井岩体的1/8,以便于岩体破裂;c、用切石机在平面布设轨道纵横方向将岩石分解成50cm见方大小石块;d、采用液压劈裂机从底部将分解后的石方抬裂成为独立石块;e、塔吊出渣,整体开挖过程中所使用到的除塔吊外均为小型设备,能够正常地在围堰中展开工作;
如图4所示,开挖时,预留襟边,以小于围堰内侧半径的尺寸进行基坑的开挖,采用分层开挖的方式,每层开挖深度相同,具体来说,首先按6.5m半径开挖第一层0.6m厚同时开挖两侧1.5m范围内的内侧封底砼;开挖完成后及时施工第一层两侧的护壁砼;第二次开挖仍按6.5m半径开挖第二层0.6m厚同时开挖两侧1.5m范围内的泥岩层,开挖完成后及时施工第二层两侧的护壁砼;第三次开挖仍按6.5m半径开挖第二层0.6m厚同时开挖两侧1.5m范围内的泥岩层,开挖完成后及时施工第三层两侧的护壁砼;按此类推,直至开挖和护壁施工至+135.5m,每层开挖深度为60cm;
2-2)在基坑内壁上安装护壁钢筋,护壁钢筋采用双层结构,其中外层护壁钢筋由四个并排布设的钢筋构成,内层护壁钢筋由两个并排布设的钢筋构成;
2-3)搭设护壁模板,灌浆,待浆料凝结后即成;
具体来说,如图5所示,护壁模板采用竹胶板围设而成,竹胶板的后侧面采用方木条加固,方木条的后侧利用支撑管进行支撑,由方木条和支撑管共同构成了护壁模板的支撑体系。
本发明的工作原理是:
本发明采用注浆小钢管桩止水帷幕和钢筋砼护壁替代止水墙,利用能够在中小型围堰中开展作业的工程机械进行施工,解决了中小型围堰中不能使用工程取芯钻机的问题,保证了水利工程的正常进行。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
在围堰的内圈中构筑注浆小钢管桩止水帷幕;
1-1)布孔定位;
1-2)安装钢管,所述钢管的管壁上沿长度方向等距开设开花孔,花孔直径不小于5mm,在0~3.5m高度的管体上每米开设眼孔不少于10个,在3.5~7m高度的管体上每米开设眼孔不少于20个,所述钢管安装完成后,需进行钻孔孔口封闭;利用潜孔钻机在定位点处进行钻孔,单个钻孔完成后,立即退出钻机,然后插入小钢管桩;
1-3)利用厚钢板对钢管的顶部开口进行封闭,同时焊接用于压力注浆的闸阀;
1-4)向钢管内注浆,形成注浆帷幕区;
在小钢管桩止水帷幕的内侧构建钢筋砼护壁;
2-1)利用中小型设备和塔吊开挖围堰内基坑;
2-2)在基坑内壁上安装护壁钢筋,护壁钢筋采用双层结构,其中外层护壁钢筋由四个并排布设的钢筋构成,内层护壁钢筋由两个并排布设的钢筋构成;
2-3)搭设护壁模板,灌浆,待浆料凝结后即成;
所述步骤1-4)中注浆的浆液采用双液浆,水泥浆的水灰比W/C=0.8,双液水泥浆与水玻璃液体积比C:S=1:0.05,其中水泥采用P.O42.5R硅酸盐水泥。
2.根据权利要求1所述的深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,其特征在于,所述步骤1-1)的具体操作方法为:在距离围堰内侧壁45cm处绘制定位圈,然后在定位圈内标注定位点,共计布置定位点86个,相邻定位点之间的间距60.6cm。
3.根据权利要求1所述的深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,其特征在于,所述潜孔钻机为YQ120型钻孔潜孔钻机。
4.根据权利要求1所述的深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,其特征在于,所述步骤2-1)在开挖基坑时,预留襟边,以小于围堰内侧半径的尺寸进行基坑的开挖,采用分层开挖的方式,每层开挖深度相同。
5.根据权利要求1所述的深水无封底钢围堰内止水墙的施工方法,其特征在于,所述护壁模板采用竹胶板围设而成,竹胶板的后侧面采用方木条加固,方木条的后侧利用支撑管进行支撑,由方木条和支撑管共同构成护壁模板的支撑体系。
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