CN118441705A - 库区深水无覆盖层先堰后桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种库区深水无覆盖层先堰后桩施工方法，包括以下步骤：通过后拉地锚和缆绳控制双壁钢围堰沿下滑坡道入水；双壁钢围堰四角定位钢护筒上安装围堰定位提吊系统，在双壁钢围堰内施工桩基钢护筒；通过围堰定位提吊系统提吊双壁钢围堰，施工护筒间平联；围堰钻孔平台落在护筒间平联上，依托桩基钢护筒架设围堰下放提吊系统，将双壁钢围堰提升后割除护筒间平联，再将双壁钢围堰下放至设计标高，浇筑水下封底混凝土。本发明的有益效果是：分阶段地在双壁钢围堰内的钢护筒或桩基钢护筒上分别设置围堰定位提吊系统和围堰下放提吊系统，以应对钢护筒打设过程中或桩基施工结束后双壁钢围堰提升和下放的需要，施工高效便捷。

Description

库区深水无覆盖层先堰后桩施工方法

技术领域

本发明属于深水基础施工领域，尤其涉及一种库区深水无覆盖层先堰后桩施工方法。

背景技术

双壁钢围堰是由竖向角钢加劲及数层环形水平桁架焊成的双层钢壳结构。适用于深水基础施工，其强度、刚度、结构稳定性及不透水性在使用期均应满足规范要求。

钢围堰施工根据钻孔桩施工先后顺序一般可分为“先桩后堰”和“先堰后桩”两种方法进行施工，其中“先桩后堰”即先钻孔成桩后进行围堰施工，“先堰后桩”即先拼装下沉围堰后进行钻孔桩施工。现有的双壁钢围堰落位施工方法通常是先搭建栈桥施工平台，然后将双壁钢围堰分块加工制作，在钢护筒上安装拼装平台，原位分块拼装或者在拼装场地焊接拼装完成再用龙门吊将双壁钢围堰吊装至运输船上，随后运输船将双壁钢围堰运输至安装位置附近，利用浮吊等方式将双壁钢围堰安装初定位，再利用浇筑壁舱砼或注水等方式，控制围堰顶高程，直至双壁钢围堰下沉至设计标高及完成后续施工。

对于现有的双壁钢围堰施工方法，需要运用龙门吊、浮吊等大型机械设备参与施工，现场焊接及吊装工作量大、施工限制条件多、费用高、施工周期长。因此，该施工方法仍有改进空间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种库区深水无覆盖层先堰后桩施工方法。

这种库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系，包括：下水码头、栈桥平台和围堰钻孔平台；

下水码头邻水侧设有下滑坡道，临岸侧设有后拉地锚，下滑坡道上放置有气囊；栈桥平台延伸至双壁钢围堰的设计位置边缘，栈桥平台上布设有数个卷扬机牵引系统；

围堰钻孔平台设于双壁钢围堰内的顶部，双壁钢围堰内壁设有内壁锚固点；双壁钢围堰内的四角设有定位钢护筒，双壁钢围堰内还打设有桩基钢护筒，定位钢护筒顶部设有围堰定位提吊系统，围堰定位提吊系统通过钢绞线和内壁锚固点固定连接。

作为优选，下水码头包括拼装场地和下滑坡道，下滑坡道设于拼装场地的临水侧，拼装场地临岸侧设有后拉地锚，后拉地锚通过缆绳连接双壁钢围堰，使双壁钢围堰临时固定在下水码头上。

作为优选，气囊呈圆柱状，气囊的长度方向垂直于下滑坡道的倾斜方向，用于双壁钢围堰下滑时垫在双壁钢围堰下方。

这种库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在下水码头上拼装双壁钢围堰，通过后拉地锚和缆绳控制双壁钢围堰沿下滑坡道入水；对双壁钢围堰进行初定位；

步骤二、在双壁钢围堰底板开孔，双壁钢围堰壁舱对称加水，使双壁钢围堰顶部与栈桥平台顶部齐平；在双壁钢围堰四角插打定位钢护筒；

步骤三、双壁钢围堰四角定位钢护筒上安装围堰定位提吊系统，在双壁钢围堰内施工桩基钢护筒；通过围堰定位提吊系统提吊双壁钢围堰，施工护筒间平联；

步骤四、将双壁钢围堰下放，围堰钻孔平台落在护筒间平联上，拆除围堰定位提吊系统和定位钢护筒，施工桩基；

步骤五、依托桩基钢护筒架设围堰下放提吊系统，将双壁钢围堰提升后割除护筒间平联，再将双壁钢围堰下放至设计标高，浇筑水下封底混凝土。

作为优选，步骤一中，在围堰拼装完成后，在围堰下方和下滑坡道放置下水气囊；后拉地锚通过缆绳连接双壁钢围堰；通过后拉地锚和缆绳控制双壁钢围堰的下滑进程，气囊滚动带动双壁钢围堰下滑；当双壁钢围堰到下水口之间的距离小于一定范围时解开缆绳，使双壁钢围堰在自重分力作用下继续下滑，直至围堰入水稳定。

作为优选，步骤一中，双壁钢围堰的定位方法具体为，围堰入水稳定后，通过动力船将双壁钢围堰推进至墩位处后，利用卷扬机牵引系统牵引至双壁钢围堰一侧抵靠栈桥平台护舷，同时双壁钢围堰的其他方向连接混凝土块锚牵引系统，双壁钢围堰上设置有卷扬机，对混凝土块锚牵引系统进行收紧，完成双壁钢围堰初定位。

作为优选，步骤二中，双壁钢围堰内注水至内外水压平衡，潜水员潜入双壁钢围堰内对底板开孔，对双壁钢围堰壁舱对称加水，使双壁钢围堰顶面与栈桥平台顶面齐平，利用履带吊或浮吊插打四角定位钢护筒。

作为优选，步骤五中，双壁钢围堰内壁设有内壁锚固点，双壁钢围堰底板上设有底板锚固点，围堰下放提吊系统通过钢绞线与内壁锚固点和底板锚固点固定连接，控制双壁钢围堰的提升和下放，通过对称浇筑壁舱砼和在壁舱内加水的方式使双壁钢围堰下沉，双壁钢围堰下放至设计标高后将围堰下放提吊系统锁定。

作为优选，步骤五中，浇筑水下封底混凝土时预留一定厚度作为找平层，水下封底混凝土强度达到要求后，对双壁钢围堰内部进行抽水，然后在钢护筒上对应混凝土找平层高度焊接反压牛腿，再在水下封底混凝土上浇筑混凝土找平层；拆除围堰下放提吊系统。

本发明的有益效果是：

1)本发明分阶段地在双壁钢围堰内的钢护筒或桩基钢护筒上分别设置围堰定位提吊系统和围堰下放提吊系统，以应对钢护筒打设过程中或桩基施工结束后双壁钢围堰提升和下放的需要，施工高效便捷。

2)本发明提出一种下水码头，包括拼装场地和下滑坡道，满足拼装围堰所需起吊机械等作业空间，能保证拼装精度，提高拼装质量及施工效率，双壁钢围堰滑动下水，不需要动用龙门吊、浮吊等大型机械设备，吊装工作量小；同时通过布置气囊，便于拼装完成的双壁钢围堰的下滑，并设置对应的后拉地锚使其具有更好的安全性。

3)本发明利用栈桥平台上卷扬机牵引系统和混凝土块锚牵引系统实现双壁钢围堰的初定位，为后续钢护筒和桩基的施工提供了方便，提升了安全性。

附图说明

图1为下水码头平面布置图；

图2为围堰抛锚定位示意图；

图3为插打四角定位钢护筒示意图；

图4为围堰定位提吊系统的示意图；

图5为围堰定位提吊系统的侧视图；

图6为围堰下放提吊系统的示意图；

图7为围堰下放提吊系统的侧视图。

附图标记说明：后拉地锚01、缆绳02、双壁钢围堰03、拼装场地04、下滑坡道05、气囊06、卷扬机牵引系统07、混凝土块锚牵引系统08、栈桥平台09、围堰定位提吊系统10、护筒间平联11、内壁锚固点12、围堰钻孔平台13、围堰下放提吊系统14、反压牛腿15、底板锚固点16、混凝土找平层17、水下封底混凝土18。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例一

作为一种实施例，如图1至图7所示，这种库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系，包括：下水码头、栈桥平台09和围堰钻孔平台13；

下水码头邻水侧设有下滑坡道05，下水码头包括拼装场地04和下滑坡道05，下滑坡道05设于拼装场地04的临水侧，拼装场地04临岸侧设有后拉地锚01，后拉地锚01通过缆绳02连接双壁钢围堰03，使双壁钢围堰03临时固定在下水码头上。

拼装场地04及下滑坡道05需进行填挖平整、采用C25砼硬化处理，并分别设置2％和5％的纵坡。

下滑坡道05上放置有气囊06；气囊06呈圆柱状，气囊06的长度方向垂直于下滑坡道05的倾斜方向，用于双壁钢围堰03下滑时垫在双壁钢围堰03下方。

栈桥平台09延伸至双壁钢围堰03的设计位置边缘，栈桥平台09上布设有数个卷扬机牵引系统07；用于对双壁钢围堰03进行初定位。

双壁钢围堰03顶部与栈桥平台09顶部齐平；双壁钢围堰03内的四角设有定位钢护筒，双壁钢围堰03内还打设有桩基钢护筒。

双壁钢围堰03内壁设有内壁锚固点12，用于连接围堰定位提吊系统10或围堰下放提吊系统14，围堰定位提吊系统10设于定位钢护筒顶部。

实施例二

作为另一种实施例，本实施例二在实施例一的基础上提出，这种库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在围堰拼装位置放置钢支墩，履带吊配合在下水码头上拼装双壁钢围堰03，钢支墩作为双壁钢围堰03拼装底座。在拼装场地04拼装双壁钢围堰03能保证拼装精度，提高拼装质量及施工效率，具有更好的安全性。

在下滑坡道05上放置气囊06，后拉地锚01通过缆绳02连接双壁钢围堰03；通过后拉地锚01和缆绳02控制双壁钢围堰03沿下滑坡道05入水；通过后拉地锚01和缆绳02控制双壁钢围堰03的下滑进程，当双壁钢围堰03在拼装平台04上完成拼装后，在拼装平台04及下滑坡道05上布置气囊06，少量气囊06与钢支墩位置冲突待已布置完成气囊06充气后，撤掉钢支墩再进行布置。

当双壁钢围堰03到下水口之间的距离小于一定范围时解开缆绳02，使双壁钢围堰03在自重分力作用下继续下滑，气囊06滚动，双壁钢围堰03滑动下水。

双壁钢围堰03入水稳定后，使用两艘全回旋动力船将双壁钢围堰03推进至设计墩位处，拖船靠近栈桥平台09时，速度放慢，控制好冲程及角度，围堰靠装系统轻轻抵靠在栈桥平台09的橡胶护舷上。利用卷扬机牵引系统07牵引至双壁钢围堰03一侧抵靠栈桥平台09护舷，同时双壁钢围堰03的其他方向连接混凝土块锚牵引系统08，混凝土块锚牵引系统08根据河床或者海床地质情况合理选用混凝土块锚或者霍尔锚，双壁钢围堰03上设置有卷扬机，对混凝土块锚牵引系统08的钢丝绳进行收紧，完成双壁钢围堰03初定位。

步骤二、双壁钢围堰03内注水至内外水压平衡，潜水员潜入双壁钢围堰03内对底板开孔，对双壁钢围堰03壁舱对称加水，使双壁钢围堰03顶面与栈桥平台09顶面齐平，利用履带吊或浮吊，在双壁钢围堰03四角插打定位钢护筒。

步骤三、双壁钢围堰03四角定位钢护筒上安装围堰定位提吊系统10，将双壁钢围堰03整体提升1m，进行双壁钢围堰03的平面精准定位，根据实时水位调整双壁钢围堰03壁舱水深，保证单个吊点受力不超过设计限值，本实施例中围堰定位提吊系统10处于受力状态的限值为50t。

继续施工双壁钢围堰03内其它桩基钢护筒。

步骤四、其他钢护筒插打完成后，通过围堰定位提吊系统10提升围堰，在护筒上设计标高处焊接护筒间平联11，完成后，将双壁钢围堰03上自带的围堰钻孔平台13在护筒间平联11上，拆除围堰定位提吊系统10和定位钢护筒，施工桩基。

步骤五、依托桩基钢护筒架设围堰下放提吊系统14，将双壁钢围堰03提升1m左右后割除护筒间平联11，再将双壁钢围堰03下放至设计标高，浇筑水下封底混凝土18。

实施例三

作为另一种实施例，本实施例三在实施例一和二的基础上提出，一种更具体的库区深水无覆盖层先堰后桩施工方法：

步骤一中，当钢支墩位置有冲突时，可以通过设置气囊06，将气囊06充气使钢支墩与双壁钢围堰03脱离，重新进行布置布置。

步骤五中，围堰下放提吊系统14通过钢绞线和内壁锚固点12固定连接，控制双壁钢围堰03提升或下放深度，步骤五中，首先将双壁钢围堰03提升1m左右，通过对称浇筑壁舱砼和在壁舱内加水的方式使双壁钢围堰03下沉，双壁钢围堰03下放至设计标高后将围堰下放提吊系统14锁定。

步骤五中，浇筑水下封底混凝土18时预留一定30cm厚度，用于后续施工混凝土找平层17，水下封底混凝土18强度达到要求后，对双壁钢围堰03内部进行抽水，然后在钢护筒上焊接反压牛腿15，再在水下封底混凝土18上浇筑混凝土找平层17。

步骤五结束后，拆除围堰下放提吊系统14，割除多余钢护筒，凿桩头，准备承台施工。

需要说明的，本实施例中与实施例二相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

Claims (9)

1.一种库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系，其特征在于，包括：下水码头、栈桥平台和围堰钻孔平台；

下水码头邻水侧设有下滑坡道，临岸侧设有后拉地锚，下滑坡道上放置有气囊；栈桥平台延伸至双壁钢围堰的设计位置边缘，栈桥平台上布设有数个卷扬机牵引系统；

围堰钻孔平台设于双壁钢围堰内的顶部，双壁钢围堰内壁设有内壁锚固点；双壁钢围堰内的四角设有定位钢护筒，双壁钢围堰内还打设有桩基钢护筒，定位钢护筒顶部设有围堰定位提吊系统，围堰定位提吊系统通过钢绞线和内壁锚固点固定连接。

2.根据权利要求1所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系，其特征在于，下水码头包括拼装场地和下滑坡道，下滑坡道设于拼装场地的临水侧，拼装场地临岸侧设有后拉地锚，后拉地锚通过缆绳连接双壁钢围堰，使双壁钢围堰临时固定在拼装场地上。

3.根据权利要求1所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系，其特征在于，气囊呈圆柱状，气囊的长度方向垂直于下滑坡道的倾斜方向，用于双壁钢围堰下滑时垫在双壁钢围堰下方。

4.如权利要求1至3中任一所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在下水码头上拼装双壁钢围堰，通过后拉地锚和缆绳控制双壁钢围堰沿下滑坡道入水；对双壁钢围堰进行初定位；

步骤二、在双壁钢围堰底板开孔，双壁钢围堰壁舱对称加水，使双壁钢围堰顶部与栈桥平台顶部齐平；在双壁钢围堰四角插打定位钢护筒；

步骤三、双壁钢围堰四角定位钢护筒上安装围堰定位提吊系统，在双壁钢围堰内施工桩基钢护筒；通过围堰定位提吊系统提吊双壁钢围堰，施工护筒间平联；

步骤四、将双壁钢围堰下放，围堰钻孔平台落在护筒间平联上，拆除围堰定位提吊系统和定位钢护筒，施工桩基；

步骤五、依托桩基钢护筒架设围堰下放提吊系统，将双壁钢围堰提升后割除护筒间平联，再将双壁钢围堰下放至设计标高，浇筑水下封底混凝土。

5.根据权利要求所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，其特征在于，步骤一中，在围堰拼装完成后，在围堰下方和下滑坡道放置下水气囊；后拉地锚通过缆绳连接双壁钢围堰；通过后拉地锚和缆绳控制双壁钢围堰的下滑进程，气囊滚动带动双壁钢围堰下滑；当双壁钢围堰到下水口之间的距离小于一定范围时解开缆绳，使双壁钢围堰在自重分力作用下继续下滑，直至围堰入水稳定。

6.根据权利要求4所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，其特征在于，步骤一中，双壁钢围堰的定位方法具体为，围堰入水稳定后，通过动力船将双壁钢围堰推进至墩位处后，利用卷扬机牵引系统牵引至双壁钢围堰一侧抵靠栈桥平台护舷，同时双壁钢围堰的其他方向连接混凝土块锚牵引系统，双壁钢围堰上设置有卷扬机，对混凝土块锚牵引系统进行收紧，完成双壁钢围堰初定位。

7.根据权利要求4所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，其特征在于，步骤二中，双壁钢围堰内注水至内外水压平衡，潜水员潜入双壁钢围堰内对底板开孔，对双壁钢围堰壁舱对称加水，使双壁钢围堰顶面与栈桥平台顶面齐平，利用履带吊或浮吊插打四角定位钢护筒。

8.根据权利要求4所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，其特征在于，步骤五中，双壁钢围堰内壁设有内壁锚固点，双壁钢围堰底板上设有底板锚固点，围堰下放提吊系统通过钢绞线与内壁锚固点和底板锚固点固定连接，控制双壁钢围堰的提升和下放，通过对称浇筑壁舱砼和在壁舱内加水的方式使双壁钢围堰下沉，双壁钢围堰下放至设计标高后将围堰下放提吊系统锁定。

9.根据权利要求4所述的库区深水无覆盖层先堰后桩施工体系的施工方法，其特征在于，步骤五中，浇筑水下封底混凝土时预留一定厚度作为找平层，水下封底混凝土强度达到要求后，对双壁钢围堰内部进行抽水，然后在钢护筒上对应混凝土找平层高度焊接反压牛腿，再在水下封底混凝土上浇筑混凝土找平层；拆除围堰下放提吊系统。