一种在水下岩层上成多边形环形槽的施工方法与流程

本发明公开了一种在水下岩层上成多边形环形槽的施工方法，属于桥梁基础施工技术领域。

背景技术：

在铁路、公路跨江、跨河修建桥梁基础时，常遇到桥墩承台为了满足通航、防冲刷的需要，要将承台埋入水下中风化乃至微风化岩石中，由于通常用的拉森钢板桩、单层或双层钢围堰不能打入到中风化或微风化岩层中，这就加大的承台的施工难度。现有的施工方法是事先对河中岩层进行水下爆破，清除承台范围内的岩石的方法施工。利用现在方法技术施工存在较大的安全风险、工程工期较长、施工难度大、施工成本高。为了解决这个难题，需要在岩层中沿着承台四周做一圈水中岩层槽来满足钢板桩、单层或双层钢围堰嵌入岩层的施工。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种在水下岩层上成多边形环形槽的施工方法。

本发明通过以下技术方案得以实现：

本发明提供了一种在水下岩层上成多边形环形槽的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：搭建工作平台：预先制备多根钢管桩和工作平台，将多根钢管桩竖直地埋设于预选施工水域的底部，再将工作平台平置固定于所述钢管桩顶部；

步骤二：在步骤一中所述工作平台上设置与水面连通的工作槽；

步骤三：采用角钢焊接制备多个三角形牛腿，再根据步骤二中所述工作槽的外形轮廓制备至少两块蜂巢定位板，所述蜂巢定位板上设置有至少一排导引孔，每排导引孔包括至少两个导引孔，设所述蜂巢定位板上导引孔直径为d，所述蜂巢定位板上任意相邻两个导引孔之间的间距为l，再制备多根钢护筒，所述钢护筒数量与每块蜂巢定位板上导引孔的数量一致，所述钢护筒外径与所述导引孔内径一致；

步骤四：安装牛腿和蜂巢定位板：沿着所述工作槽边缘选取与所述工作槽边缘相邻近的钢管桩作为安装桩，沿着竖直方向在所有安装桩上分层地安装至少两层牛腿，每层牛腿由步骤三中所述多个三角形牛腿组成，并且使每层牛腿与水面的相对高度均不同，再将步骤三中所述蜂巢定位板平置焊接于各层牛腿之上，并使各层牛腿之上的蜂巢定位板上的所有导引孔一一对应；

步骤五：安装钢护筒：将步骤三中所述钢护筒插装于步骤四中所述导引孔以内，使所有各层牛腿之上的蜂巢定位板通过钢护筒连接在一起；

步骤六：在步骤一中所述工作平台上通过钻机钻孔，使钻机钻头在步骤五中所述钢护筒的引导下钻进施工水域底部的岩层以内，在施工水域底部获得多个成槽孔，待钻孔作业完毕之后拆除钢护筒；

步骤七：使所有各层牛腿之上的蜂巢定位板沿着其上导引孔排列的方向横向移动一段距离s，重复步骤五至步骤六，使施工水域底部的所有成槽孔连成一片形成槽边，随后拆除所述蜂巢定位板、牛腿；

步骤八：重复步骤二至步骤七，在所述工作平台上设置多个工作槽，在施工水域底部岩层上获得多个槽边，使所有槽边依次首尾相连形成多边形环形槽。

所述蜂巢定位板上分属于相邻两排导引空中的任意相邻两个导引孔在其排距方向上彼此交错布置。

所述蜂巢定位板上导引孔直径d与所述蜂巢定位板上任意相邻两个导引孔之间的间距l之间满足以下关系式：1.5d≥l≥d。

步骤四中所述每层牛腿包括至少两个牛腿。

步骤五中所述安装钢护筒是通过使用吊车沿着自上而下的方向安装的。

步骤七中所述蜂巢定位板沿着其上导引孔排列的方向横向移动距离s与所述蜂巢定位板上任意相邻两个导引孔之间的间距l之间满足以下关系式：0.5l≥s≥0.5d。

步骤八中所述步骤二至步骤七重复进行4次。

所述多边形环形槽俯视投影为矩形。

本发明的有益效果在于：通过在钢管柱上安装多层蜂巢定位板，在多层蜂巢定位板之间安装钢护筒，在钢护筒的引导下在水下岩层上钻攻多个成槽孔，最后通过平移或旋转蜂巢定位板，使多个成槽孔最终连成一片形成多边形环形槽，一方面，钻机钻孔精度和钻孔效率大大提高，有效解决了水下岩层上难以钻孔的问题，简化了施工工艺，无需采用爆破等技术，降低了施工安全风险，对拟建承台周边的水环境和地质环境影响小，同时减小了对地基岩层的扰动和破坏。

附图说明

图1为本发明牛腿、蜂槽定位板的安装示意图；

图2是本发明工作平台的俯视图；

图3是本发明蜂巢定位板的俯视图；

图4是本发明吊装钢护筒的示意图；

图5是本发明工艺流程图。

图中：1-工作槽，2-钢管桩，3-安装桩，4-工作平台，5-蜂巢定位板，6-牛腿，7-钢护筒，51-导引孔。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图5所示，本发明的一种在水下风化岩层上成多边形环形槽的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：搭建工作平台4：预先制备多根钢管桩2和工作平台4，将多根钢管桩2竖直地埋设于预选施工水域的底部，再将工作平台4平置固定于钢管桩2顶部；

步骤二：在步骤一中工作平台4上设置与水面连通的工作槽1；

步骤三：采用角钢焊接制备多个三角形牛腿6，再根据步骤二中工作槽的外形轮廓制备至少两块蜂巢定位板5，蜂巢定位板5上设置有至少一排导引孔51，每排导引孔51包括至少两个导引孔51，设蜂巢定位板5上导引孔51直径为d，蜂巢定位板5上任意相邻两个导引孔51之间的间距为l，再制备多根钢护筒7，钢护筒7数量与每块蜂巢定位板5上导引孔51的数量一致，钢护筒7外径与导引孔51内径一致；进一步地，蜂巢定位板5上分属于相邻两排导引空中的任意相邻两个导引孔51在其排距方向上彼此交错布置。蜂巢定位板5上导引孔51直径d与蜂巢定位板5上任意相邻两个导引孔51之间的间距l之间满足以下关系式：1.5d≥l≥d。

步骤四：安装牛腿6和蜂巢定位板5：沿着工作槽1边缘选取与工作槽1边缘相邻近的钢管桩2作为安装桩3，沿着竖直方向在所有安装桩3上分层地安装至少两层牛腿6，每层牛腿6由步骤三中多个三角形牛腿6组成，并且使每层牛腿6与水面的相对高度均不同，再将步骤三中蜂巢定位板5平置焊接于各层牛腿6之上，并使各层牛腿6之上的蜂巢定位板5上的所有导引孔51一一对应；进一步地，步骤四中每层牛腿6包括至少两个牛腿6。

步骤五：安装钢护筒7：将步骤三中钢护筒7插装于步骤四中导引孔51以内，使所有各层牛腿6之上的蜂巢定位板5通过钢护筒7连接在一起；进一步地，步骤五中安装钢护筒7是通过使用吊车沿着自上而下的方向安装的。

步骤六：在步骤一中工作平台4上通过钻机钻孔，使钻机钻头在步骤五中钢护筒7的引导下钻进施工水域底部的岩层以内，在施工水域底部获得多个成槽孔，待钻孔作业完毕之后拆除钢护筒7；

步骤七：使所有各层牛腿6之上的蜂巢定位板5沿着其上导引孔51排列的方向横向移动一段距离s，重复步骤五至步骤六，使施工水域底部的所有成槽孔连成一片形成槽边，随后拆除蜂巢定位板5、牛腿6；进一步地，步骤七中蜂巢定位板5沿着其上导引孔51排列的方向横向移动距离s与蜂巢定位板5上任意相邻两个导引孔51之间的间距l之间满足以下关系式：0.5l≥s≥0.5d。

步骤八：重复步骤二至步骤七，在工作平台4上设置多个工作槽1，在施工水域底部岩层上获得多个槽边，使所有槽边依次首尾相连形成多边形环形槽。进一步地，步骤八中步骤二至步骤七重复进行4次。多边形环形槽俯视投影为矩形。

采用本发明的技术方案，通过在钢管柱上安装多层蜂巢定位板，在多层蜂巢定位板之间安装钢护筒，在钢护筒的引导下在水下岩层上钻攻多个成槽孔，最后通过平移或旋转蜂巢定位板，使多个成槽孔最终连成一片形成多边形环形槽，一方面，钻机钻孔精度和钻孔效率大大提高，有效解决了水下岩层上难以钻孔的问题，简化了施工工艺，无需采用爆破等技术，降低了施工安全风险，对拟建承台周边的水环境和地质环境影响小，同时减小了对地基岩层的扰动和破坏。