CN113417302A - 一种大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法 - Google Patents
一种大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法,用于在江河、湖泊或海洋上的大堤侧着床、临水侧双壁钢套箱围堰底部悬空的围堰施工。包括以下步骤A、河床面清理、开挖、抛填；B、接高吊挂下放系统的钢护筒、安装吊挂下放系统，拼装底节围堰；C、拆除钻孔平台，下放底节围堰；D、吊挂下放系统临时锁定，竖向接高顶节围堰；E、解除吊挂下放系统，割除吊挂下放系统的钢护筒，双壁钢套箱围堰的壁隔舱内注水，双壁钢套箱围堰下沉至设计标高；F、水下分仓浇筑封底混凝土。本发明有效地抵抗风荷载、水流、波浪的作用，克服了倾斜坡面地质条件下双壁钢套箱围堰稳定性差、定位精确度难以满足要求的难题，保证了承台的施工符合要求。
Description
技术领域
本发明涉及施工方法，尤其是涉及一种大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法,用于在江河、湖泊或海洋上的大堤侧着床、临水侧围堰底部悬空的双壁钢套箱围堰施工。
背景技术
目前我国交通工程、铁路工程的桥梁建设正处在飞速发展时期，各类桥梁的建设越来越多，施工难度越来越大，对桥梁的施工质量要求也越来越高，在覆盖层比较厚的江河和湖泊上，双壁钢套箱围堰施工一般采用传统的插打定位钢护筒的施工方法。双壁钢套箱围堰由底节围堰、顶节围堰、底节围堰内支撑及顶节围堰内支撑组成，安装时依次将底节围堰的各单元块环向拼装成方型的整体，然后安装底节围堰内支撑，顶节围堰的各单元块竖向接高与已完成的底节围堰拼装成整体围堰，顶节围堰拼装完成后再安装顶节围堰内支撑，安装完成。但是有很多江河、湖泊和海洋地质状况为倾斜覆盖层倾斜坡面，若采用传统方法施工，由于风荷载、水流、波浪的作用和影响，双壁钢套箱围堰位置的精确度和稳定性无法得到保证，从而影响桥梁基础施工质量和进度。因此在江河、湖泊和海洋上的倾斜覆盖层倾斜坡面，寻找一种新的施工方法解决上述技术问题是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对传统的双壁钢套箱围堰施工方法在倾斜覆盖层倾斜坡面地质条件下易造成围堰偏位的缺陷，本发明的目的在于提供一种大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法, 该施工方法采用围堰下放前河床面清理，岸侧刷坡及抛填碎石防护，航道侧河床抛填，围堰封底前航道侧的围堰抛填反压，斜坡面围堰封底施工顺序进行围堰施工，它能够有效的抵抗风荷载、水流、波浪的作用，保证围堰位置的精确度和稳定性，使施工顺利进行。
本发明的目的是这样实现的：
一种大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法，特征是：包括以下步骤：
A、对大堤靠江侧的河床采用长臂挖机进行放坡开挖，降低原河床坡度并挖除河床内孤石，旋挖钻机在双壁钢套箱围堰的下沉区域内配合绞吸泵、吸泥机、高压射水和人工辅助方式进行开槽取土，大堤靠江侧的河床坡面挖除后进行坡面防护，对航道侧的河床抛填至设计标高，施工时对河床面加强监测，若冲刷超过设计标高，应及时抛填；
B、拆除底隔舱范围内的钻孔平台，接高吊挂下放系统的钢护筒，安装吊挂下放系统，安装底节围堰的临时垫块，依次将底节围堰的各单元块拼装成整体，安装对应的临时撑杆和底节围堰内支撑，拼装底隔舱，保证底隔舱与底节围堰可靠连接，拼装完成后进行底节围堰的渗水试验，利用钻孔桩钢护筒设置为双壁钢套箱围堰下放的导向桩，安装底节围堰对应导向桩位置处的导向装置，导向桩和导向装置共同作业成为双壁钢套箱围堰下放的导向系统，通过清理后河床高差计算得出导向装置预偏量；
C、拆除临时撑杆，利用吊挂下放系统将底节围堰提升；拆除底节围堰平面范围内的钻孔平台和钢管桩，下放底节围堰，利用吊挂下放系统对底节围堰进行临时锁定，分仓对称浇筑刃脚混凝土，解除临时锁定，继续下放底节围堰；
D、利用吊挂下放系统对底节围堰进行临时锁定，依次将顶节围堰的各单元块竖向接高与底节围堰拼装成整体围堰，安装顶节围堰内支撑，进行顶节围堰的渗水试验，解除临时锁定，匀速下放拼装完成为双壁钢套箱围堰至自浮状态；
E、在双壁钢套箱围堰的自浮状态下解除吊挂下放系统，割除吊挂下放系统的钢护筒，航道侧区段的围堰处河床运输级配碎石自卸抛填碎石至设计标高，对双壁钢套箱围堰的壁隔舱注水，同时调整双壁钢套箱围堰的平面位置及倾斜度，通过导向装置沿导向桩下沉使双壁钢套箱围堰平稳着床，双壁钢套箱围堰着床后，检查河床对双壁钢套箱围堰的刃脚及底隔舱的影响，继续注水，同时进行吸泥辅助下沉，必要时对部分围堰壁隔舱浇筑壁隔舱混凝土，使双壁钢套箱围堰下沉至设计高程，下沉过程中监控双壁钢套箱围堰外的河床冲刷情况；
F、对双壁钢套箱围堰内进行吸泥清淤，清理钻孔桩钢护筒周圈，保证与封底混凝土的有效粘结力，底隔舱与双壁钢套箱围堰的刃脚处间隙水下堵漏，用自卸汽车运输级配碎石至双壁钢套箱围堰边进行抛填碎石封堵，然后通过用挖机抛填反压碎石吨袋对双壁钢套箱围堰航道侧的抛填碎石进行反压，潜水员对双壁钢套箱围堰的刃脚进行检查，若封堵不到位，用水泥袋进行堆码封堵，先浇筑两侧区域C30水下封底混凝土，后浇筑中间区域C30水下封底混凝土。
在步骤A中，大堤靠江侧的河床先采用长臂挖机进行放坡开挖，降低原河床坡度，旋挖钻机在双壁钢套箱围堰的下沉区域内配合绞吸泵、吸泥机、高压射水和人工辅助方式进行开槽取土，大堤靠江侧的河床坡面挖除完成后采用土工布+抛填碎石进行坡面防护，双壁钢套箱围堰处航道侧根据实测河床标高，进行抛填石方作业，确保河床受力稳定。
在步骤E中，考虑到河床存在高差及水流力作用，下沉过程中平面位置及竖向倾斜难以控制原因，在导向桩处的围堰设置导向装置，使得双壁钢套箱围堰能沿定位桩准确下沉；同时考虑大堤侧土压力影响，通过导向装置将双壁钢套箱围堰向大堤侧进行预偏，预偏量通过清理后河床高差计算得出。
在步骤F中，在双壁钢套箱围堰下沉过程中先进行抛填（级配）碎石施工，抛填后河床面高出设计双壁钢套箱围堰底高0.3～0.5m，使双壁钢套箱围堰硬着床；采用自卸汽车自卸抛填（级配）碎石；围堰下放就位后在围堰外侧抛填3m高碎石，在碎石上码放4.5m高的反压碎石吨袋进行反压，以抵消封底混凝土对双壁钢套箱围堰侧压力的影响；抛填（级配）碎石范围为双壁钢套箱围堰外26m以内，抛填顶标高+1.5m；反压碎石吨袋采用履带吊或挖机抛填堆码成型；双壁钢套箱围堰的封底混凝土分3个区陆续浇筑；浇筑顺序具体为下游侧区域→上游侧区域→中间区域的顺序进行封底混凝土浇筑，浇筑封底混凝土时从大堤侧开始浇筑主要是为了平衡封底混凝土对临水侧双壁钢套箱围堰侧压力。
本发明提前清理大堤靠江侧的河床和孤石，采用旋挖钻机开槽及长臂挖掘机对大堤靠江侧的河床边坡进行挖除。对大堤防护区和超冲刷区域采用抛填（级配）碎石进行坡面防护，通过探测仪测量河床抛填标高及冲刷情况。为使双壁钢套箱围堰能准确下沉，双壁钢套箱围堰下放过程中在导向桩处设置双壁钢套箱围堰的导向装置，同时考虑双壁钢套箱围堰下放就位后标高，根据验算提前对双壁钢套箱围堰下放的导向装置进行预偏，防止双壁钢套箱围堰往河床方向发生位移。顶节围堰拼装完成后，双壁钢套箱围堰下放过程中，潜水员检查确认抛填后河床面是否高出设计围堰底高0.3～0.5m，若航道侧双壁钢套箱围堰与河床间存在悬空，同时为防止河床不均匀冲刷，双壁钢套箱围堰封底前在钻孔平台上开孔，用自卸汽车运输级配碎石至孔口自卸进行封堵；然后通过用挖机抛填反压碎石吨袋对双壁钢套箱围堰进行反压以抵消封底混凝土对围堰侧压力的影响。由于航道侧双壁钢套箱围堰与原河床间存在悬空，考虑双壁钢套箱围堰无法做到硬着床，浇筑封底混凝土时从大堤侧开始浇筑，平衡封底混凝土对临水侧围堰侧压力，避免由于混凝土浇筑导致双壁钢套箱围堰发生偏移。
本发明根据江河、湖泊和海洋上倾斜覆盖层倾斜坡面围堰的施工特点，采用“围堰下放前河床面清理、岸侧刷坡及抛填碎石防护、航道侧河床抛填，围堰封底前航道侧围堰抛填反压，斜坡面围堰封底施工顺序”的围堰施工方法，可有效地抵抗风荷载、水流、波浪的作用，保证围堰位置的精确度和稳定性，避免承台施工偏位现象，确保倾斜坡面围堰施工符合要求，使施工顺利进行。
附图说明
图1本发明双壁钢套箱围堰河床面清理、开挖、开槽平面示意图；
图2本发明双壁钢套箱围堰河床面清理、开挖、开槽立面示意图；
图3本发明双壁钢套箱围堰拼装底节围堰立面示意图；
图4本发明双壁钢套箱围堰下放底节围堰立面示意图；
图5本发明双壁钢套箱围堰接高顶节围堰立面示意图；
图6本发明双壁钢套箱围堰下沉至设计标高立面示意图；
图7本发明双壁钢套箱围堰河床面抛填平面示意图；
图8本发明双壁钢套箱围堰河床面抛填立面示意图；
图9本发明双壁钢套箱围堰水下分仓浇筑封底混凝土立面示意图；
图中：1--原河床线，2--开挖线，3--临时垫块，4--旋挖钻机，5--双壁钢套箱围堰，5-1--底节围堰，5-2--顶节围堰，6--吊挂下放系统的钢护筒，6-1--钻孔桩钢护筒，6-2--导向桩，7-1--底节围堰内支撑，7-2--顶节围堰内支撑，8--导向装置，9--吊挂下放系统，10--钻孔平台，11--底隔舱，12--坡面防护，13--抛填碎石，14--抛填反压碎石吨袋，15--封底混凝土。
具体实施方式
下面结合实施实例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示,提前清理大堤靠江侧的河床和双壁钢套箱围堰之间的土体，主要采用旋挖钻机开槽及长臂挖掘机对边坡进行挖除降坡，以减少土压力，保证双壁钢套箱围堰结构不发生位移。双壁钢套箱围堰下放过程中，考虑双壁钢套箱围堰两侧土压力不平衡，提前对双壁钢套箱围堰下放的导向装置进行预偏。围堰封底前防止河床不均匀冲刷，提前抛填碎石封堵；对双壁钢套箱围堰航道侧抛填反压碎石吨袋进行反压，以抵消封底混凝土对围堰侧压力的影响。浇筑封底混凝土时从大堤侧开始浇筑，平衡封底混凝土对临水侧围堰侧压力。
具体步骤如下：
1、河床面清理、开挖、抛填：
对大堤靠江侧的河床采用长臂挖机进行放坡开挖，降低原河床坡度并挖除河床内孤石，旋挖钻机4在双壁钢套箱围堰5下沉区域内配合绞吸泵、吸泥机、高压射水和人工辅助方式进行开槽取土，大堤靠江侧的河床坡面挖除后进行坡面防护12，对航道侧河床抛填至设计标高，施工时对河床面加强监测，若冲刷超过设计标高，应及时抛填防护；
2、接高吊挂下放系统的钢护筒6、安装吊挂下放系统9，拼装底节围堰5-1：
拆除底隔舱11范围内的钻孔平台10，接高吊挂下放系统的钢护筒6，安装吊挂下放系统9，安装底节围堰5-1的临时垫块3，依次将底节围堰5-1的各单元块拼装成整体，安装对应临时撑杆和底节围堰内支撑7-1，拼装底隔舱11，保证底隔舱11与底节围堰5-1可靠连接，拼装完成后进行底节围堰5-1渗水试验，利用钻孔桩钢护筒6-1设置为双壁钢套箱围堰5下放的导向桩6-2，安装底节围堰5-1对应导向桩6-2位置处的导向装置8，通过清理后河床高差计算得出导向装置8预偏量；
3、拆除钻孔平台10，下放底节围堰5-1：
拆除临时撑杆，利用吊挂下放系统9将底节围堰5-1提升；拆除双壁钢套箱围堰5平面范围内钻孔平台10和钢管桩，下放底节围堰5-1，利用吊挂下放系统9对底节围堰5-1进行临时锁定，分仓对称浇筑刃脚混凝土，解除临时锁定，下放底节围堰5-1；
4、吊挂下放系统9临时锁定，竖向接高顶节围堰5-2：：
利用吊挂下放系统9对底节围堰5-1进行临时锁定，依次将顶节围堰5-2的各单元块竖向接高与底节围堰5-1拼装成整体围堰，安装顶节围堰内支撑7-2，进行顶节围堰5-2渗水试验，解除临时锁定，匀速下放拼装完成为整体的双壁钢套箱围堰5至自浮状态；
5、解除吊挂下放系统9，割除吊挂下放系统的钢护筒6，双壁钢套箱围堰5的壁隔舱内注水，双壁钢套箱围堰5下沉至设计标高；
在双壁钢套箱围堰5自浮状态下解除吊挂下放系统9，割除吊挂下放系统的钢护筒6，航道侧双壁钢套箱围堰5处河床用运输级配碎石自卸抛填碎石13至设计标高，对双壁钢套箱围堰5的壁隔舱注水，同时调整双壁钢套箱围堰5平面位置及倾斜度，通过导向装置8沿导向桩6-2下沉使双壁钢套箱围堰5平稳着床，双壁钢套箱围堰5着床后，检查河床对双壁钢套箱围堰5的刃脚及底隔舱11的影响，继续注水，同时进行吸泥辅助下沉，必要时对部分双壁钢套箱围堰5的壁隔舱浇筑围堰壁隔舱混凝土，使双壁钢套箱围堰5下沉至设计高程，下沉过程中监控双壁钢套箱围堰5的外河床冲刷情况；
6、水下分仓浇筑封底混凝土：
双壁钢套箱围堰5内吸泥清淤，清理钻孔桩钢护筒6-1周圈，保证与封底混凝土15有效粘结力，底隔舱11与双壁钢套箱围堰5的刃脚处间隙水下堵漏，用自卸汽车运输级配碎石至双壁钢套箱围堰5边进行抛填碎石13封堵，然后通过用挖机抛填反压碎石吨袋14对双壁钢套箱围堰5航道侧的抛填碎石13进行反压，潜水员对双壁钢套箱围堰5的刃脚进行检查，若封堵不到位，用水泥袋进行堆码封堵，先浇筑两侧区域C30水下封底混凝土15，后浇筑中间区域C30水下封底混凝土15。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、对大堤靠江侧的河床采用长臂挖机进行放坡开挖，降低原河床坡度并挖除河床内孤石，旋挖钻机在双壁钢套箱围堰的下沉区域内配合绞吸泵、吸泥机、高压射水和人工辅助方式进行开槽取土，大堤靠江侧的河床坡面挖除后进行坡面防护，对航道侧的河床抛填至设计标高，施工时对河床面加强监测，若冲刷超过设计标高，应及时抛填；
B、拆除底隔舱范围内的钻孔平台，接高吊挂下放系统的钢护筒，安装吊挂下放系统，安装底节围堰的临时垫块，依次将底节围堰的各单元块拼装成整体，安装对应的临时撑杆和底节围堰内支撑，拼装底隔舱，保证底隔舱与底节围堰可靠连接，拼装完成后进行底节围堰的渗水试验，利用钻孔桩钢护筒设置为双壁钢套箱围堰下放的导向桩，安装底节围堰对应导向桩位置处的导向装置，导向桩和导向装置共同作业成为双壁钢套箱围堰下放的导向系统，通过清理后河床高差计算得出导向装置预偏量；
C、拆除临时撑杆，利用吊挂下放系统将底节围堰提升；拆除底节围堰平面范围内的钻孔平台和钢管桩，下放底节围堰，利用吊挂下放系统对底节围堰进行临时锁定，分仓对称浇筑刃脚混凝土，解除临时锁定，继续下放底节围堰；
D、利用吊挂下放系统对底节围堰进行临时锁定，依次将顶节围堰的各单元块竖向接高与底节围堰拼装成整体围堰，安装顶节围堰内支撑，进行顶节围堰的渗水试验，解除临时锁定，匀速下放拼装完成为双壁钢套箱围堰至自浮状态；
E、在双壁钢套箱围堰的自浮状态下解除吊挂下放系统，割除吊挂下放系统的钢护筒，航道侧区段的围堰处河床运输级配碎石自卸抛填碎石至设计标高，对双壁钢套箱围堰的壁隔舱注水，同时调整双壁钢套箱围堰的平面位置及倾斜度，通过导向装置沿导向桩下沉使双壁钢套箱围堰平稳着床，双壁钢套箱围堰着床后，检查河床对双壁钢套箱围堰的刃脚及底隔舱的影响，继续注水，同时进行吸泥辅助下沉，必要时对部分围堰壁隔舱浇筑壁隔舱混凝土，使双壁钢套箱围堰下沉至设计高程，下沉过程中监控双壁钢套箱围堰外的河床冲刷情况；
F、对双壁钢套箱围堰内进行吸泥清淤，清理钻孔桩钢护筒周圈，保证与封底混凝土的有效粘结力，底隔舱与双壁钢套箱围堰的刃脚处间隙水下堵漏，用自卸汽车运输级配碎石至双壁钢套箱围堰边进行抛填碎石封堵，然后通过用挖机抛填反压碎石吨袋对双壁钢套箱围堰航道侧的抛填碎石进行反压，潜水员对双壁钢套箱围堰的刃脚进行检查，若封堵不到位，用水泥袋进行堆码封堵，先浇筑两侧区域C30水下封底混凝土，后浇筑中间区域C30水下封底混凝土。
2.根据权利要求1所述的大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法，其特征在于：在步骤A中，大堤靠江侧的河床先采用长臂挖机进行放坡开挖，降低原河床坡度，旋挖钻机在双壁钢套箱围堰的下沉区域内配合绞吸泵、吸泥机、高压射水和人工辅助方式进行开槽取土，大堤靠江侧的河床坡面挖除完成后采用土工布+抛填碎石进行坡面防护，双壁钢套箱围堰处航道侧根据实测河床标高，进行抛填石方作业，确保河床受力稳定。
3.根据权利要求1所述的大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法，其特征在于：在步骤E中，考虑到河床存在高差及水流力作用，下沉过程中平面位置及竖向倾斜难以控制原因，在导向桩处的围堰设置导向装置，使得双壁钢套箱围堰能沿定位桩准确下沉；同时考虑大堤侧土压力影响，通过导向装置将双壁钢套箱围堰向大堤侧进行预偏，预偏量通过清理后河床高差计算得出。
4.根据权利要求1所述的大堤斜坡面深水双壁钢套箱围堰的施工方法，其特征在于：在步骤F中，在双壁钢套箱围堰下沉过程中先进行抛填级配碎石施工，抛填后河床面高出设计双壁钢套箱围堰底高0.3～0.5m，使双壁钢套箱围堰硬着床；采用自卸汽车自卸抛填级配碎石；围堰下放就位后在围堰外侧抛填3m高碎石，在碎石上码放4.5m高的反压碎石吨袋进行反压，以抵消封底混凝土对双壁钢套箱围堰侧压力的影响；抛填级配碎石范围为双壁钢套箱围堰外26m以内，抛填顶标高+1.5m；反压碎石吨袋采用履带吊或挖机抛填堆码成型；双壁钢套箱围堰的封底混凝土分3个区陆续浇筑；浇筑顺序具体为下游侧区域→上游侧区域→中间区域的顺序进行封底混凝土浇筑，浇筑封底混凝土时从大堤侧开始浇筑主要是为了平衡封底混凝土对临水侧双壁钢套箱围堰侧压力。
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