CN111778985A - 一种临近河道的工作坑结构及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海底电缆铺设技术领域，公开了一种临近河道的工作坑结构，包括主梁、次梁和面板组成的箱体结构，还包括插入土壤中用于固定箱体结构的钢桩；箱体结构顶部无面板，箱体结构临近钢护管管头的一侧面板上开一个圆孔，箱体结构背离钢护管管头的一侧包括有面板的斜面和没有面板的立面。还公开了以基坑开挖‑结构吊放‑打桩固定的连续施工为特征的安装方法。将传统的现场构筑优化为工厂预制和现场安装两个阶段，减少现场作业工期，降低了施工难度，适宜在与外海连通的河道附近施工。
Description
技术领域
本发明涉及海底电缆铺设技术，尤其是登陆段海缆穿越河道时应用的一种临近河道的工作坑结构及安装方法。
背景技术
在登陆段海缆铺设中，有时不可避免的要穿越河道。对于较宽的通航河道，通常采用水平定向钻施工方法布设穿越河道的钢护管，然后牵拉海缆穿过钢护管。为了给施工人员提供操作空间，需要在钢护管的入土点和出土点位置分别设置工作坑。工作坑的构筑和使用过程，需要克服受潮汐影响周期性涨落的地下水的侵扰，确保结构稳定、人员安全的重要性尤为突出。
常规的以井点降水、基坑开挖、混凝土护壁为特征的工作坑现场施工方法，不适宜在与外海连通呈周期性涨落的河道附近施工，并且还有现场施工工期较长、施工综合费用较高、施工影响区域较大、需要专业施工队伍等弊端。
因此开发一种临近河道施工的工作坑结构及安装方法，成为登陆段海缆铺设施工中亟待解决的问题。
发明内容
为了克服周期性涨落的地下水侵扰对工作坑构筑和使用的影响，本发明提出一种临近河道的工作坑结构，并提出相应的安装方法。
作为第一方面，本发明公开了一种临近河道的工作坑结构，包括主梁、次梁和面板组成的箱体结构，其特征在于，还包括插入土壤中用于固定箱体结构的钢桩；箱体结构顶部无面板，箱体结构临近钢护管管头的一侧面板上开一个圆孔，箱体结构背离钢护管管头的一侧包括有面板的斜面和没有面板的立面。
所述箱体结构的重量满足现场履带式挖掘机吊装运输要求，优选不大于4.5吨。
所述箱体结构顶部设置不少于三个吊耳。
所述主梁，可采用圆钢管、槽钢、矩形钢管。
所述次梁，可采用矩形钢管、角钢。
所述圆孔，其直径大于钢护管直径。
所述钢桩，数量不少于三条。
作为第二方面，本发明提出一种临近河道的工作坑结构安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)结构预制：依据工作坑结构设计图纸，在工厂内或临时场地下料、焊接、检验；
(2)滩涂运输：预制完成的工作坑结构从工厂或临时场地用车辆运输到滩涂附近，用履带式挖掘机分别将箱体结构和钢桩吊装下车，并运输到工作坑结构安装位置；
(3)基坑开挖：根据钢护管管头位置的坐标信息，进行基坑开挖区域放样；大潮汛低潮时两台履带式挖掘机按照基坑区域进行开挖，挖出钢护管管头；满足基坑底部长宽尺寸和深度要求，并且满足放坡要求；
(4)结构吊放：第一履带式挖掘机将箱体结构吊起，放入基坑中，使钢护管管头穿过箱体结构的圆孔；调整箱体结构的方位后，将箱体结构按压在基坑中；
(5)打桩固定：第二履带式挖掘机吊起一条钢桩沿着工作坑结构的一侧插桩，保持钢桩基本竖直状态下；用挖斗将钢桩压入土壤，必要时用挖斗击打钢桩顶部，使钢桩牢固的插入土壤中；将插入土壤中的钢桩与箱体结构焊接在一起；按以上方法依次完成其它钢桩的打桩并固定。
(6)基坑回填：将箱体结构正面及侧面填土回埋，后面填土放坡。
以上(3)-(5)步骤必须在一个低潮时段内完成施工。由于基坑处的地下水位受到潮汐影响周期性涨落，选择在大潮迅低潮进行基坑开挖、结构吊放、打桩固定的连续施工，满足施工水位条件的时间较长。
本发明的有益效果是：将传统的现场构筑优化为工厂预制和现场安装两个阶段，减少现场作业工期，降低了施工难度；利用潮汐规律，选择大潮汛低潮时段连续现场安装施工，不需要人工降水，适宜在与外海连通的河道附近施工；不需要专业的施工队伍及庞杂的施工机具。
附图说明
以下结合附图及具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明工作坑结构的三维示意图；
图2为本发明的箱体结构侧立面图；
图3为反映箱体结构正立面的A-A视图；
图4为反映箱体结构顶面的B-B视图；
图5为反映箱体结构底面的C-C视图；
图6为反映箱体结构后立面的D-D视图；
图7为反映箱体结构后立面的E-E视图；
图8为反映箱体结构吊放入基坑的示意图；
图9为反映箱体结构打桩固定的示意图；
图10为本发明在位状态示意图。
其中：1-箱体结构；2-钢桩；3-土壤；4-钢护管管头；5-基坑；6-第一履带式挖掘机；7-第二履带式挖掘机；11-主梁；12-次梁；13-面板；14-圆孔；15-吊耳。
具体实施方式
如图1至图7，一种临近河道的工作坑结构，包括主梁11、次梁12和面板13组成的箱体结构1，还包括插入土壤3中用于固定箱体结构1的钢桩2。箱体结构1顶部无面板13，见图4。箱体结构1临近钢护管管头4的一侧中线位置的面板上开一个直径600mm的圆孔14，大于钢护管管头4的直径500mm，见图3。箱体结构1背离钢护管管头4的一侧包括有面板13的斜面和没有面板的立面，见图6、图7。箱体结构顶部设置四个吊耳15。
为了满足使用功能要求，根据钢护管管头4的埋深3m，箱体结构1外形尺寸选用长×宽×高＝7.5m×4.0m×4.0mm；主梁11选用□160×160×4mm矩形钢管，次梁12选用□80×80×3mm矩形钢管，面板13选用t＝2mm的钢板；这样的箱体结构1总重量4.1t。钢桩2选用Ф219×4mm的钢管，每条长度8.0m，共4条。选用的挖掘机起重重量5t，满足吊装要求。
如图8至图10，一种临近河道的工作坑结构安装方法，包括以下步骤：
(1)结构预制：依据工作坑结构设计图纸，在工厂内或临时场地下料、焊接、检验；
(2)滩涂运输：预制完成的工作坑结构从工厂或临时场地用车辆运输到滩涂附近，用第一履带式挖掘机6分别将箱体结构1和钢桩2吊装下车，并运输到工作坑结构安装位置；
(3)基坑开挖：根据钢护管管头4位置的坐标信息，进行基坑5开挖区域放样；大潮汛低潮时第一履带式挖掘机6和第二履带式挖掘机7按照基坑5区域进行开挖，挖出钢护管管头4，满足基坑5底部长宽尺寸和深度要求，并且满足放坡要求；
(4)结构吊放：第一履带式挖掘机6将箱体结构1吊起，放入基坑5中，使钢护管管头4穿过箱体结构1的圆孔14；调整箱体结构1的方位后，将箱体结构1按压在基坑5中。
(5)打桩固定：第二履带式挖掘机7吊起一条钢桩2沿着箱体结构1的一侧插桩，保持钢桩2基本竖直状态下，用挖斗将钢桩2压入土壤3，必要时用挖斗击打钢桩2顶部，使钢桩2牢固的插入土壤3中；将插入土壤3中的钢桩2与箱体结构1焊接在一起；按以上方法依次完成其它钢桩2的打桩并固定。
(6)基坑回填：将箱体结构1的正面及侧面填土回埋，后面填土放坡。
以上(3)-(5)步骤必须在一个低潮时段内完成施工。由于基坑5处的地下水位受到潮汐影响周期性涨落，选择在大潮迅低潮进行基坑开挖、结构吊放、打桩固定的连续施工，满足施工水位条件的时间较长。
Claims (9)
1.一种临近河道的工作坑结构，包括主梁、次梁和面板组成的箱体结构，其特征在于，还包括插入土壤中用于固定箱体结构的钢桩；箱体结构顶部无面板，箱体结构临近钢护管管头的一侧面板上开一个圆孔，箱体结构背离钢护管管头的一侧包括有面板的斜面和没有面板的立面。
2.根据权利要求1所述的一种临近河道的工作坑结构，其特征在于，所述箱体结构的重量满足现场履带式挖掘机吊装运输要求，优选不大于4.5吨。
3.根据权利要求1所述的一种临近河道的工作坑结构，其特征在于，所述箱体结构顶部设置不少于三个吊耳。
4.根据权利要求1所述的一种临近河道的工作坑结构，其特征在于，所述主梁，可采用圆钢管、槽钢、矩形钢管。
5.根据权利要求1所述的一种临近河道的工作坑结构，其特征在于，所述次梁，可采用矩形钢管、角钢。
6.根据权利要求1所述的一种临近河道的工作坑结构，其特征在于，所述圆孔，其直径大于钢护管直径。
7.根据权利要求1所述的一种临近河道的工作坑结构，其特征在于，所述钢桩，数量不少于三条。
8.一种临近河道的工作坑结构安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)结构预制：依据工作坑结构设计图纸，在工厂内或临时场地下料、焊接、检验；
(2)滩涂运输：预制完成的工作坑结构从工厂或临时场地用车辆运输到滩涂附近，用履带式挖掘机分别将箱体结构和钢桩吊装下车，并运输到工作坑结构安装位置；
(3)基坑开挖：根据钢护管管头位置的坐标信息，进行基坑开挖区域放样；大潮汛低潮时两台履带式挖掘机按照基坑区域进行开挖，挖出钢护管管头；满足基坑底部长宽尺寸和深度要求，并且满足放坡要求；
(4)结构吊放：第一履带式挖掘机将箱体结构吊起，放入基坑中，使钢护管管头穿过箱体结构的圆孔；调整箱体结构的方位后，将箱体结构按压在基坑中；
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(6)基坑回填：将箱体结构正面及侧面填土回埋，后面填土放坡。
9.根据权利要求8所述的一种临近河道的工作坑结构安装方法，其特征在于，以上(3)-(5)步骤必须在一个低潮时段内完成施工。
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