深水斜岩环境下旋挖引孔钢板桩围堰施工方法与流程

本发明涉及设计建筑施工领域，涉及一种深水斜岩环境下旋挖引孔钢板桩围堰施工方法。

背景技术：

桥梁结构形式多样，跨深水桥梁也越来越多。如何确保深水中桥梁施工的安全性、经济合理性，已成为施工过程中的一项重点和难点。常见的深水防护围堰有双壁钢围堰，钢板桩围堰，深水中钢板桩围堰较少见。但在复杂的斜岩地质条件下，常规情况之下的双壁钢围堰，难以沉入处理，且卵石密布成槽后槽内孔渣处理困难，所以寻找一种深水斜岩环境下深水区围堰新方法非常重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供深水斜岩环境下旋挖引孔钢板桩围堰施工方法，本发明的施工方法效率较高，并且节约成本

为了解决上述技术问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种深水斜岩环境下旋挖引孔钢板桩围堰施工方法，具体步骤包括：

s10钻孔成槽，探测斜岩的分部情况，并根据斜岩分布情况确认首个护筒引孔位置，首个护筒插打到预先确认的引孔位置后，护筒内部旋挖钻引孔，护筒间咬合桩引孔；

s20导向架施工：在钢护筒上焊接支撑牛腿，在钢板桩围堰外围插打钢板桩，使得钢板桩和支撑牛腿连接，在支撑牛腿上拼装导向架，导向架作为钢板桩的外围加强圈；

s30拉森插打，先确定钢板桩插打顺序，在钻好的引孔位置打入第一根钢板桩，以第一根钢板桩为基准，向两边对称插打每一根钢板桩，直至最后围堰合拢；

s40双控封底，确定混凝土封底灌注标高，先对围堰外部进行封底，再对围堰内部进行同样封底灌注，在混凝土封底灌过程中潜水员对混凝土封底进行控制；

s50安装内支撑围檩，抽出围堰内的水，通过逐层安装围檩完成加固内支撑。

s10首个护筒插打包括以下步骤：

s101护筒位置，根据斜岩分布情况确认每个引孔位置的护筒长度，再进行放线确认钢板桩搭设边线；

s102引孔顺序，首个护筒的引孔位置从上游一侧开始，之后进行护筒插打。

s30钢板桩插打顺序包括以下步骤：

s301插打顺序，钢板桩插打从上游一侧开始，然后从第一根钢板桩(1)两侧对称插打钢板桩，在下游合拢；

s302钢板桩插打，起吊第一根钢板桩顺着导向架就位，先利用钢板桩的自重沉入土中，将第一根钢板桩打到首个的引孔位置，钢板桩插打过程通过全站仪监测打设垂直度。

s40混凝土封底具体步骤包括：

s401，确定混凝土封底灌注找平标高以及封底标高，先进行混凝土找平，完成混凝土找平后在进行二次灌注，直至混凝土封底完成，在混凝土找平以及二次灌注过程中潜水员对混凝土封底进行控制。

s401步骤包括：

s4011混凝土找平,采用水下注浆管作为导管进行高压注浆，待注浆管埋设完成后，进行混凝土找平施工，导管下口悬空20-30cm,以测绳控制混凝土灌注至预设的找平标高，找平灌注过程中潜水员控制混凝土流淌范围；

s4012二次灌注，以测绳控制混凝土灌注至预设的封底标高，过程中潜水员控制保证混凝土封闭成圈由钢，直至混凝土封底完成。

s50步骤包括：

s501，围堰内抽水至围堰内支撑的预设位置，维持围堰内的水面标高，逐层安装围檩，同时每层围檩安装时水位应控制在围檩底部下方。

s50中，在抽水过程中，对围堰进行漏水处理，具体步骤包括：

s502，在围堰外撒大量细木屑、黄泥、砂等细物，借漏水的吸力附于钢板桩之间的锁口内堵水；在围堰内用板条、土工布、玻璃胶等楔入锁口内嵌缝；渗漏较严重时，对钢板桩外侧包裹止水布形成止水帷幕，抽水过程中的水压力使止水布密贴在钢板桩上。

本发明的有益效果：

本发明施工方法打破了钢板桩主要应用在临江靠海有覆盖层的淤泥质和砂层环境下的传统观念，使钢板桩围堰在坚硬岩石地质条件下也能得到应用，采用旋挖钻引孔，不需要大型船舶和浮吊设备，施工成本较低，且安全质量容易控制，施工过程中引孔施工对河道污染较小，同时不需要施工人员在水下作业封堵围堰和河床岩面之间的空隙，避免了施工人员水下作业的安全隐患；施工完成后，钢板桩围堰所有材料均可回收利用，提高钢材利用率，钢板桩围堰大大节省钢材的使用量，避免了材料的浪费。

附图说明

图1是本发明的一种深水斜岩环境下旋挖引孔钢板桩围堰施工方法流程图。

图2是本发明的双控封底流程图。

图3是本发明的护筒引孔位置示意图。

图4是本发明的导向架示意图。

图5是本发明的结构俯视图。

图6是本发明的施工结构正视图。

附图说明：1、引孔位置；2、拉森钢板桩；3、导向架；4、异形拉森钢板桩；5、围檩；51、牛腿；52、斜撑；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1-6所示，拉森钢板桩与承台间距为1.2m，确保承台施工留出作业面。拉森顶标高设计为+160.67m。钢板桩采用日本进口拉森钢板桩，选用ⅵ型拉森式钢板桩，27#墩拉森钢板桩采用单根长18m，共160根；28#墩拉森钢板桩采用单根长20米，共160根。

一种深水斜岩环境下旋挖引孔钢板桩围堰施工方法，具体步骤包括：

s10钻孔成槽，探测斜岩的分部情况，并根据斜岩分布情况确认首个护筒引孔位置，首个护筒插打到预先确认的引孔位置后，护筒内部旋挖钻引孔，护筒间咬合桩引孔；

s20导向架施工：在钢护筒上焊接支撑牛腿，在钢板桩围堰外围插打钢板桩，使得钢板桩和支撑牛腿连接，在支撑牛腿上拼装导向架，导向架作为钢板桩的外围加强圈；

插打钢板桩前，在导向架上用粉笔标注出各片桩的界限，以便在打桩过程中边打边纠，防止出现大的偏差。导向架底面高于施工期间水位1m，有效防止水流冲击；

s30拉森插打，先确定钢板桩插打顺序，在钻好的引孔位置打入第一根钢板桩，以第一根钢板桩为基准，向两边对称插打每一根钢板桩，直至最后围堰合拢(合拢点设置在线路右侧小里程角点附近)；

s40双控封底，确定混凝土封底灌注标高，先对围堰外部进行封底，再对围堰内部进行同样封底灌注，在混凝土封底灌过程中潜水员对混凝土封底进行控制；

s50安装内支撑围檩，抽出围堰内的水，通过逐层安装围檩完成加固内支撑。

本发明施工方法打破了钢板桩主要应用在临江靠海有覆盖层的淤泥质和砂层环境下的传统观念，使钢板桩围堰在坚硬岩石地质条件下也能得到应用，采用旋挖钻引孔，不需要大型船舶和浮吊设备，施工成本较低，施工效率高，精度高且安全质量容易控制，施工过程中引孔施工对河道污染较小，同时不需要施工人员在水下作业封堵围堰和河床岩面之间的空隙，避免了施工人员水下作业的安全隐患；施工完成后，钢板桩围堰所有材料均可回收利用，提高钢材利用率，钢板桩围堰大大节省钢材的使用量，避免了材料的浪费；水下封底采用双控方法，保证钢围堰无渗水。

本发明主要作用是对特殊地质条件深水环境岩层进行引孔成槽，利用拉森钢板桩在槽口内进行咬合插打，施加内部支撑，创造水中墩安全稳定的的施工环境。

s10首个护筒插打包括以下步骤：

s101护筒位置，根据斜岩分布情况确认每个引孔位置的护筒长度，再进行放线确认钢板桩搭设边线(围堰外部轮廓线)；

s102引孔顺序，首个护筒的引孔位置从上游一侧开始，之后进行护筒插打，预钻孔直径为100cm，预钻孔底标高为承台底标高下2.5m，引孔咬合30cm，引孔直径为1m。

护筒打设完成后应用靠尺检查护筒垂直度，垂直度应控制在1％以内，不满足时应用震动锤进行相应调整，同时在旋挖引孔过程之中也可利用全站仪对旋挖钻钻杆垂直度进行实时监控，在旋挖钻钻杆出现倾斜时及时进行校准。

旋挖引孔孔径应至少宽于拉森宽度40cm，以保证拉森钢板桩顺利插打不至于由于定位困难而导致的钢板桩打斜或打坏问题

s30钢板桩插打顺序包括以下步骤：

s301插打顺序，钢板桩插打从上游一侧开始，即首个护筒的引孔位置，然后从第一根钢板桩(1)两侧对称插打钢板桩，在下游合拢，以保证其垂直准确；

s302钢板桩插打，起吊第一根钢板桩顺着导向架就位，先利用钢板桩的自重沉入土中，将第一根钢板桩打到首个的引孔位置，钢板桩插打过程通过全站仪监测打设垂直度，确保垂直度误差不超过1‰。

s40混凝土封底具体步骤包括：

s401，确定混凝土封底灌注找平标高以及封底标高，先进行混凝土找平，完成混凝土找平后在进行二次灌注，直至混凝土封底完成，在混凝土找平以及二次灌注过程中潜水员对混凝土封底进行控制，混凝土采用c25水下混凝土；找平标高以河床标高151m即由栈桥平面向下13米为准；混凝土顶面标高控制为153m即由栈桥平台顶面向下11m为准。

s401步骤包括：

s4011混凝土找平,采用水下注浆管作为导管进行高压注浆，待注浆管埋设完成后，进行混凝土找平施工，导管下口悬空20-30cm,以测绳控制混凝土灌注至预设的找平标高，找平灌注过程中潜水员控制混凝土流淌范围；

s4012二次灌注，以测绳控制混凝土灌注至预设的封底标高，灌注高度控制在2米，过程中潜水员控制保证混凝土封闭成圈由钢，直至混凝土封底完成。

围堰封底前应对底部槽口进行铣槽处理防止后期封底混凝土夹渣而造成围堰的涌水问题。

s50步骤包括：

s501，围堰内抽水至围堰内支撑的预设位置，维持围堰内的水面标高，逐层安装围檩，同时每层围檩安装时水位应控制在围檩底部下方。

围堰内抽水至围堰内支撑的预设位置为设计标高下50cm处，每每层围檩安装时水位应控制在围檩底部下方底部向下30cm左右，可防止安装内支撑围檩时因内外压力差过大导致围堰的变形失稳。

s50中，在抽水过程中，对围堰进行漏水处理，具体步骤包括：

s502，在围堰外撒大量细木屑、黄泥、砂等细物，借漏水的吸力附于钢板桩之间的锁口内堵水；在围堰内用板条、土工布、玻璃胶等楔入锁口内嵌缝；渗漏较严重时，对钢板桩外侧包裹止水布形成止水帷幕，抽水过程中的水压力使止水布密贴在钢板桩上

针对漏水处理还可以在钢板桩插打前，在钢板桩锁口处涂抹适当黄油与木屑混合物，以起到润滑及后期拉森锁口处止水作用，同时对锁口进行冲水冷却防止因摩擦过热而导致的钢板桩变形，导致漏水。

导向架采用双拼hn700型钢，牛腿采用双拼i28工字钢焊接在钢管桩上，围堰四角处通过插打异形拉森钢板桩连接，每层围檩四角处设置有斜撑。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。