CN110241827B - 一种水下混凝土浇筑施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水泥基材料水下基础施工技术领域，具体涉及一种水下混凝土浇筑施工方法。所述方法包括围堰、埋管、抛石、机械排水和注浆。本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优势：无需在围堰内预设侧向支撑；减少机械排水量，降低成本；堆石注浆质量高，成本低。

Description

一种水下混凝土浇筑施工方法
技术领域
本发明属于水泥基材料水下基础施工技术领域，具体涉及一种水下混凝土浇筑施工方法。
背景技术
随着社会经济的发展，科学技术的不断进步，人类社会发展所需要的资源也日益增长。在陆地资源越来越紧缺的背景下，对占地球面积70％的海洋资源的开发显得尤为重要，因此开发利用海洋资源是人类社会发展的必经之路。海洋结构，如跨海大桥、海上平台、海堤、护岸、防波堤、海底隧道及人工岛等相关技术也成为工程界的研究热点。
水下浇筑混凝土目前普遍采用围堰排水的方法施工。围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。
围堰排水是水下基础施工的主要方式，在施工过程中，特别是深水环境作业，需要预先对围堰设置侧向支撑，防止在抽水后围堰受水压倾覆。因此，如果能不用提前对围堰设置侧向支撑。比如中国专利CN108729458A中公开了一种深水围堰施工结构及施工方法。可以发现整个施工过程中需要非常复杂的工序设置围堰的支撑结构，施工工艺复杂、施工困难、排水量大，围堰排水的成本占到整个施工成本的主要部分。
发明内容
本发明提供了一种水下混凝土浇筑施工方法，用以解决目前围堰排水施工发成本高、施工困难的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述水下混凝土浇筑施工方法，其包括如下步骤：
Step1围堰：按施工组织设计要求，在设计位置建立围堰；
Step2埋管：在所述围堰内设置两个以上的辅助导管，所述辅助导管壁上设有若干通孔；
Step3抛石：向所述围堰内抛入块石至设计标高，形成堆石体，在此过程中围堰内的部分水被排出；
Step4机械排水：向所述辅助导管内插入抽水管，抽出围堰内剩余水；
Step5注浆：拔出抽水管并向所述辅助导管内插入注浆管，通过注浆管向围堰内注入混凝土浆料，浇筑完成后抽出注浆管，即实现混凝土对堆石体的注浆充填。
Step4排水时时，围堰内的堆石为排水后围堰提供了很好的侧向支撑，解决了深水环境下传统围堰施工需要预先设置侧向支撑的难题。
可选地，所述辅助导管的分布密度在2～4个/m2，辅助导管的内径为
200～300mm。
可选地，所述通孔直径在混凝土骨料最大粒径的3倍以上，优选50-70mm。混凝土骨料是指在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。
可选地，所述混凝土为骨料最大粒径在15mm以下的自密实混凝土，所述混凝土坍落度在250mm以上，扩展度在700mm以上。
可选地，所述注浆管距离水底在150mm以上，优选150～300mm。
可选地，Step5中，所述注浆管随灌注的混凝土高度上升而相应上提，注浆管底部位于灌注混凝土浆料液面以下200～300mm。
可选地，所述块石的粒径为300～1500mm。
可选地，所述辅助导管底部距离水底100～200mm，所述辅助导管顶部高出围堰200～300mm。
本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优势：
1.无需在围堰内预设侧向支撑
传统围堰法施工在排水后，围堰会承受巨大的水压，存在倾覆风险，特别是在水深较深的工程中，为应对此问题常常需要对围堰预先设置侧向支撑，支护难度大，造价高，不便于混凝土浇筑施工；本发明提出采用堆石排水注浆的施工方法，通过向围堰内抛入块石，利用块石对抽水后的围堰进行支撑，解决深水围堰法施工时围堰需要预先设置侧向支撑的问题；
2.减少机械排水量，降低成本
在建立围堰后，现有围堰法施工需要采用机械排水的方法进行围堰内排水。此方法排水量大、排水成本高；本发明通过堆石排水的措施，向围堰内抛入大量块石，将围堰内的大部分水排出，再通过预埋的抽水管将围堰内剩余水排出，其机械排水量大大降低，降低了施工成本；
3.堆石注浆质量高，成本低
传统围堰法施工浇筑使用的混凝土体量大，成本高；本发明在施工中运用大量块石，节省了水泥用量，降低了施工成本；同时，本发明所用的辅助导管的管壁上有密集开孔，浇筑时混凝土被压入堆石体空隙中，结构密实，成型质量好。
附图说明
图1是本发明所述水下混凝土浇筑施工方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中所述埋管状态示意图；
图3是本发明实施例中所述抛石状态示意图；
图4是本发明实施例中所述机械排水状态示意图；
图5是本发明实施例中所述注浆状态示意图；
图6是本发明实施例中所述注浆完成的状态示意图。
图中所示：
1-护筒，2-围堰，3-水平面，4-辅助导管，5-通孔，6-皮带传送机，7-块石，8-抽水管，9-抽水机，10-注浆管，11-混凝土。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合实施例阐述所述水下混凝土浇筑施工方法，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所述，所述水下混凝土浇筑施工方法依次经过围堰、埋管、抛石、机械排水和注浆五个步骤。
具体过程如下：
Step1围堰：如图2所示，按施工组织设计要求，在设计位置设置护筒1，建立围堰2，护筒1高度到水平面3；
Step2埋管：继续参见图2，在所述围堰2内均匀分布多个辅助导管4，所述辅助导管4底部距离水底150mm，所述辅助导管4顶部高出围堰300mm，分布密度在4根/m2，辅助导管4的内径为300mm，所述辅助导管4壁上分布多个通孔5，所述通孔5的直径60mm；
Step3抛石：如图3所示，采用皮带传送机6向所述围堰2内抛入块石7至设计标高，所述块石7的粒径为300-1500mm，形成堆石体，在此过程中围堰2内的部分水被排出；
Step4机械排水：如图4所示，向所述辅助导管4内插入抽水管8，用抽水机9抽出围堰2内剩余水；
Step5注浆：如图5所示，拔出抽水管8并向所述辅助导管4内插入注浆管10，所述注浆管10距离水底约160mm，通过注浆管10向围堰2内注入混凝土浆料11，所述混凝土11的骨料最大粒径约13mm的自密实混凝土，所述混凝土11坍落度约为220mm以上，扩展度约为650mm以上，所述注浆管10随灌注的混凝土11高度上升而相应上提，注浆管10底部保持位于灌注混凝土浆料11液面以下200mm，浇筑完成后抽出注浆管，即实现混凝土对堆石体的注浆充填。
本发明提出的施工方法，在建立围堰后采用堆石排水的方法将围堰内的水大量排出，利用预埋管壁上有密集开孔的辅助导管，通过向辅助导管内先插入抽水管，抽水完成后将抽水管拔出再插入注浆管，注浆管高度随注浆高度提升，浇筑完成后将注浆管拔出。采取堆石排水的方法，减少了机械排水量，同时抛入的块石在抽水后对围堰起支撑作用，解决了深水环境下施工围堰需要预先设置侧向支撑的问题，施工简单节约成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种水下混凝土浇筑施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
Step1围堰：按施工组织设计要求，在设计位置建立围堰；
Step2埋管：在所述围堰内设置两个以上的辅助导管，所述辅助导管壁上设有若干通孔，所述辅助导管底部距离水底100~200mm，所述辅助导管顶部高出围堰200~300mm；
Step3抛石：向所述围堰内抛入块石至设计标高，形成堆石体，在此过程中围堰内的部分水被排出；
Step4机械排水：向所述辅助导管内插入抽水管，抽出围堰内剩余水；
Step5注浆：拔出抽水管并向所述辅助导管内插入注浆管，通过注浆管向围堰内注入混凝土浆料，浇筑完成后抽出注浆管，即实现混凝土对堆石体的注浆充填。
2.根据权利要求1所述水下混凝土浇筑施工方法，其特征在于，所述辅助导管的分布密度在2~4个/m2，辅助导管的内径为200~300mm。
3.根据权利要求1所述水下混凝土浇筑施工方法，其特征在于，所述通孔直径为50-70mm。
4.根据权利要求1所述水下混凝土浇筑施工方法，其特征在于，所述混凝土为骨料最大粒径在15mm以下的自密实混凝土，所述混凝土坍落度在250mm以上，扩展度在700mm以上。
5.根据权利要求1所述水下混凝土浇筑施工方法，其特征在于，所述注浆管距离水底150~300mm。
6.根据权利要求1所述水下混凝土浇筑施工方法，其特征在于，Step5中，所述注浆管随灌注的混凝土高度上升而相应上提，注浆管底部位于灌注混凝土浆料液面以下200~300mm。
7.根据权利要求1所述水下混凝土浇筑施工方法，其特征在于，所述块石的粒径为300~1500mm。
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