一种深水围堰施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体为一种深水围堰施工方法。

背景技术：

目前在深水围堰的施工过程中，一般先施工钻孔平台，再利用钻孔平台完成钻孔桩施工后，拆除钻孔平台，然后再开始围堰的施工。在围堰的施工过程中，由于周边水位变化落差较大，往往要求封底混凝土较厚，实际施工往往一次性浇筑混凝土，完成封底施工。在此过程中，升降系统一般采用精轧螺纹钢筋来吊挂围堰底龙骨。上述过程存在以下三个缺陷：

1、钻孔平台与围堰的施工是完全分开的，拆除钻孔平台之后的钢材，在围堰施工在不能完全利用，导致了钢材的大量浪费，同时拆除钻孔平台的过程，耗费了更多的人力物力，增加了施工成本。

2、封底过程中，混凝土的供应速度往往不足以满足混凝土封底在初凝时间内一次性浇筑完成的要求，往往有部分混凝土在初凝结束之后继续浇筑，直到封底完成；这就会导致封底混凝土与围堰钢护筒之间的变位增大且粘结力减小，从而有可能使围堰底部漏水甚至使围堰上浮。

3、精轧螺纹钢筋存在接长困难，升降速度慢、强度低且用量大的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种深水围堰施工方法，将钻孔平台直接作为围堰结构的一部分，进行围堰施工，节约了施工成本，提高了施工效率；围堰封底时，分区浇筑混凝土，确保了已浇筑混凝土的粘结力。

为达到以上目的，采取的技术方案是：一种深水围堰施工方法，包含以下步骤：

s1：在水面上搭建钻孔平台，插打钢护筒，进行钻孔桩以及辅助桩施工，浇筑混凝土并达到初步固结要求；

s2：将钻孔桩以及辅助桩作为围堰定位桩，接高所述围堰定位桩的钢护筒，在所述钢护筒顶部安装提升设备；

s3：通过所述提升设备将所述钻孔平台提升至所述钢护筒顶部固定，对多个围堰定位桩进行钻孔循环施工；

s4：通过所述提升设备将所述钻孔平台下放至水面上方合适位置，在钻孔平台上方安装一定高度的侧板和隔舱板，形成围堰；

s5：利用提升设备下放围堰至水下，边接高围堰侧板，边下放围堰，并始终保持围堰顶口位于水面以上，直至围堰下放至水底，且围堰侧板接高至设计高度，开始围堰封底施工。

优选的，在步骤s1中，搭建钻孔平台包含：将钻孔平台的底龙骨浮运到施工地点定位安装；对安装完成的底龙骨铺装面板。

优选的，所述提升设备包含提升分配梁和竖向千斤顶，所述提升分配梁径向贯穿且固定于所述钢护筒，所述竖向千斤顶垂直安装在所述提升分配梁上方，且竖向千斤顶配套设有吊索。

优选的，在步骤s3中，所述钻孔平台提升至所述钢护筒顶部，挂靠安装于所述钢护筒圆周外表面的牛腿上。

优选的，在步骤s3中，在钻孔平台上方安装钻机，钻机对所述围堰定位桩进行钻孔循环施工，钻孔循环施工主要为钻孔施工以及转换挂桩多次切换，直到所有围堰定位桩钻孔完成。

优选的，在步骤s4中，所述隔舱板分为对称设置的两组，将围堰划分为五个浇筑区；每组包含第一隔舱板和第二隔舱板，第二隔舱板沿围堰径向设置，其一个侧端面连接于围堰内壁，另一个侧端面垂直连接于所述第二隔舱板；所述第二隔舱板的两个侧端面均连接于围堰内壁；所述侧板和隔舱板均为双层，所述侧板分为围堰内侧壁和围堰外侧壁，所述双层侧板和双层隔舱板的底部均被钻孔平台的面板密封。

优选的，在步骤s5中，首先完成双层侧板和双层隔舱板内部的混凝土浇筑，然后分区对称等强度浇筑围堰内部混凝土。

优选的，在步骤s5中，始终保持围堰顶口距离水面的距离为2m；并抽水控制侧板内外的水位差，侧板内部的水位一直低于围堰外部的水位。

优选的，所述围堰内侧壁安装有多个导向装置，每个导向装置均邻近一个钢护筒，所述导向装置为立体直角三角架，其一个直角面固定于围堰内侧壁，与该直角面相对的一条边成弧形，所述弧形边可沿邻近的钢护筒上下滑动。

优选的，所述吊索采用钢绞线吊索。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的施工方法将钻孔平台作为围堰底板，将钻孔桩以及辅助桩作为围堰定位桩，直接在围堰底板上方搭建围堰侧板和隔舱板，并在围堰定位桩的钢护筒上方安装提升设备；该施工方法无需拆除钻孔平台，能循环高效利用钢材，缩短工期；同时提升设备的安装减小了机械设备的投入，降低了施工成本，提升了工程经济效益。

2、本发明的围堰采用分区对称等强度浇筑内部混凝土，可以防止围堰受力不平衡；同时各个区域相对独立，在浇筑一个区域时，对另一个区域正在凝固的混凝土不会产生影响，保障了各区域钢护筒与封底混凝土之间的粘结力。

3、本发明的围堰用钢绞线吊索代替了现有技术中的精轧螺纹钢筋，解决了接长困难的技术问题，同时升降快，强度大。

附图说明

图1为本发明实施例的钻孔平台平面示意图。

图2为本发明实施例的钻孔平台转换为围堰底板的示意图。

图3为本发明实施例围堰的侧板及隔舱板示意图。

图4为本发明实施例的围堰拼装主视图。

图5为本发明实施例的封底混凝土分区示意图。

图6为本发明实施例的围堰封底混凝土浇筑示意图。

附图标记：1-底龙骨，2-面板，3-钻孔桩，4-辅助桩，5-提升分配梁，6-吊索，71-钻孔平台，8-导向装置，9-侧板，91-围堰外侧壁，92-围堰内侧壁，10-隔舱板，101-第一底隔舱，102-第二底隔舱。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，一种深水围堰施工方法，包含以下步骤：

s1：在水面上搭建钻孔平台71，插打钢护筒，进行钻孔桩3以及辅助桩4施工，浇筑混凝土并达到初步固结要求。具体地，初步固结要求指的是在钻孔桩3以及辅助桩4中灌注一定深度水下混凝土，使得钻孔桩3以及辅助桩4底部达到一定强度，钢护筒呈现稳定状态，不会因为水面波浪而摇晃。

s2：将钻孔桩3以及辅助桩4作为围堰定位桩，接高所有围堰定位桩的钢护筒，在钢护筒顶部安装提升设备。

s3：用提升设备将钻孔平台71提升至钢护筒顶部固定，对每个围堰定位桩进行钻孔循环施工。

s4：用提升设备将钻孔平台71下放至水面上方合适位置，在钻孔平台71上方安装一定高度的侧板9和隔舱板10，形成围堰。钻孔平台71转换为作为围堰底板，后文中的围堰底板即为钻孔平台71。

s5：利用提升设备下放围堰至水下，边接高围堰侧板9，边下放围堰，并始终保持围堰顶口位于水面以上，直至围堰下放至水底，且围堰侧板9接高至设计高度，开始围堰封底施工。

如图1所示，具体地，在步骤s1中，搭建钻孔平台71包含以下步骤：①将钻孔平台71的底龙骨1浮运到施工地点定位安装；②在底龙骨1上铺装面板2。在搭建完钻孔平台71之后，利用浮吊插打钻孔桩3以及辅助桩4的钢护筒。

在本实施例中，在步骤s1中，插打完所有钻孔桩71的钢护筒，在步骤s2中，接高所有钢护筒，并安装完成提升设备。

在其他实施例中，还可以在步骤s1中，插打部分钻孔桩71的钢护筒，并安装部分提升设备；在s2中，再利用安装的部分提升设备更高效的插打剩余的钢护筒，插打完所有钢护筒之后，安装剩余的提升设备。

如图4所示，提升设备包含提升分配梁5和竖向千斤顶，提升分配梁5径向贯穿且固定于钢护筒，竖向千斤顶垂直固定于提升分配梁5的上方，竖向千斤顶配套设有吊索6。

在步骤s3中，围堰底板挂靠安装于钢护筒圆周外表面的牛腿上，牛腿用于直接将受力传递给钢护筒，而无需提升分配梁5受力。在此步骤中，提升设备将围堰底板提升至提升分配梁5下方，并用牛腿固定住围堰底板，完成了围堰底板从吊索6吊挂状态(此时属于提升分配梁5直接承重)，到牛腿固定状态(此时属于钢护筒直接承重)，减轻了提升分配梁5的负担，为后续在围堰底板上方安装钻机做准备。

在步骤s3中，在围堰底板上方安装钻机，钻机对围堰定位桩进行钻孔循环施工，钻孔循环施工主要为钻孔施工以及转换挂桩多次切换，直到所有围堰定位桩钻孔完成。

具体地，钻孔循环施工具体包含以下步骤，进行第一循环钻孔桩施工，转换挂桩(即将承托围堰底板所在的钢护筒从一处切换至另外一处，且两处钢护筒对应的围堰定位桩均为未开钻或完成钻孔状态)，进行第二循环钻孔桩施工，继续转换挂桩，进行第三循环钻孔桩施工，钻孔完成。进行上述转换挂桩的原因为，钻孔施工规定，相邻的两个围堰定位桩不能同时钻孔，所以就要少量钻机分几个循环钻孔；同时对应的钢护筒安装提升分配梁5的条件为该钢护筒对应的围堰定位桩未开钻或完成钻孔状态，而正在钻孔的围堰定位桩对应的钢护筒不能安装提升分配梁5。

在步骤s3中，钻孔施工包含以下步骤：①钻机钻孔；②进行清孔施工，泥浆外运；③测定钻孔内径；④吊放钢筋笼；⑤插入导管进行第二次清孔；⑥浇筑混凝土并凝固。

如图2所示，在步骤s4中，围堰底板(即钻孔平台71)从图中上方虚线位置下放到图中下放实线位置，提升设备将围堰底板下放至水面以上1.5m处；该高度既可便于安装围堰侧板9和隔舱板10，又能有效避免水面波浪的干扰。

如图3所示，隔舱板10分为对称设置的两组，将围堰划分为五个浇筑区；每组包含第一隔舱板101和第二隔舱板102，第二隔舱板102沿围堰径向设置，其一个侧端面连接于围堰内壁，另一个侧端面垂直连接于所述第二隔舱板102；所述第二隔舱板102的两个侧端面均连接于围堰内壁。侧板9和隔舱板10均为双层，侧板9分为围堰内侧壁92和围堰外侧壁91，双层侧板9和双层隔舱板10的底部均被围堰底板密封。

如图4所示，边接高围堰侧板9，边下放围堰，直至围堰下放至水底，且围堰侧板9接高至设计高度(根据实际承台所需高度计算得出)，开始围堰封底施工。

进一步地，在步骤s5中，首先完成双层侧板9和双层隔舱板10内部的混凝土浇筑，然后分区对称等强度浇筑围堰内部混凝土。对称浇筑能够防止围堰受力不平衡，等强度浇筑即等混凝土达到设计强度后再浇筑下一个分区。优选地，每次同时安装两根导管进行浇筑，并等量等速输送混凝土。

如图5所示，双层的隔舱板10和侧板9将围堰分为5个区域分别为2a区、2c区、2b区、2d区和3区；同时双层的隔舱板10和侧板9自身具备5个区，分别为0区、1a区、1d区、1b区和1c区；分区等强度浇筑顺序为0区→(1a区、1d区)→(1b区、1c区)→(2a区、2c区)→(2b区、2d区)→3区→0区(在同一个括号中的两个区域同时浇筑施工)。0区第一次浇筑到设计高度的最后才浇筑剩余的原因主要为，一是为了防止侧壁漏水，二是因为浇筑时吊索6布置在围堰内部，若0区一次性浇筑到位可能会导致围堰中底板隆起。

优选地，分区浇筑时，应当先浇筑无护筒区，再浇筑护筒周边区域，以保障钢护筒与封底混凝土之间的粘结力，防止钢护筒周边区域正在凝固的混凝土被其他区域的混凝土干扰。

具体地，在步骤s5中，始终保持围堰顶口距离水面的距离为2m；并抽水控制侧板9内外的水位差，侧板9内部的水位一直低于围堰外部的水位；确保30～40％的当前围堰自重由吊索6承担，而其余自重由水位差的浮力承担。同时，在围堰封底以及养护期间，为防止围堰由于水位变化而发生上下浮动影响施工；围堰内抽水时，有时还需根据实际施工情况对双层的围堰侧板灌水，确保围堰重量。

如图3所示，在本实施例中，步骤s2、s3和s4，围堰底板具有四对共八个吊挂点(图中每个小圆圈代表一个吊挂点)，四对吊挂点以围堰底板的中心点为中心，两两成角九十度，等角度设置于围堰底板上；此时的围堰重量相对较小。步骤s5中，围堰底板具有50个吊挂点，位于3区的钻孔桩3的钢护筒圆周设置2个吊挂点，其余钻孔桩3的钢护筒圆周设置4个吊挂点，每个辅助桩4的钢护筒圆周设置2个吊挂点，此时随着围堰外侧壁91和围堰内侧壁92的不断加高，围堰重量相对较大，一直到围堰封底完成，承台施工完成之后，50个吊挂点才被拆除。

优选地，吊索6采用钢绞线吊索，相对于传统的精轧螺纹钢筋，钢绞线吊索接长方便，升降快并且强度大。面板2采用正交异性钢板，相对于平面钢板，正交异性钢板受力性能更好。

优选地，利用铁驳浮运底龙骨1，利用浮吊拼装或接高侧板9和隔舱板10。

在本实施例中，围堰内侧壁92安装有多个导向装置8，每个导向装置8均邻近一个钢护筒，导向装置8为立体直角三角架，其一个直角面固定于围堰内侧壁92，与该直角面相对的一条边成弧形，弧形边可沿邻近的钢护筒上下滑动。

如图6所示，进行水下围堰封底施工，在步骤s5的围堰封底施工完成之后，待封底混凝土达到设计强度后，进行围堰内抽水；解除吊挂，施工承台身，割除钢护筒。

本发明的施工方法能将钻孔平台直接作为围堰底板，能循环利用钢材，缩短围堰施工工期。同时，本发明的分区对称浇筑施工方法，可以有效防止围堰受力不平衡，确保施工质量，加快施工进度，提升工程经济效益。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为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。