本發(fā)明屬于橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法。
背景技術(shù):
目前,我國(guó)鐵路橋梁建設(shè)正處于迅猛發(fā)展期,采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù),達(dá)到節(jié)省投資、縮短工期,確保安全的目標(biāo)一直是工程界所追求的結(jié)果。其中,在大跨度、深水橋梁建設(shè)方面,設(shè)計(jì)理論、建造技術(shù)和裝備方面已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。例如在南寧鐵路樞紐新增二線新邕寧邕江特大橋連續(xù)梁施工中,橋梁主跨達(dá)到168m,是國(guó)內(nèi)目前單線鐵路橋梁中的最大跨度。該橋深水基礎(chǔ)施工安全風(fēng)險(xiǎn)高,質(zhì)量控制難度大;尤其是在進(jìn)行水下裸露基巖基礎(chǔ)的開挖時(shí),由于橋梁緊靠既有線,主墩位于邕江(規(guī)劃Ⅱ級(jí)航道)中,水深達(dá)18m,在既要確保既有線(即既有鐵路線)運(yùn)營(yíng)及邕江航道通航安全,又要保證施工工期、質(zhì)量、安全的前提下,選擇合理的施工技術(shù)方案就尤為重要。
深水墩雙壁鋼圍堰基礎(chǔ)施工和大跨度連續(xù)梁施工在國(guó)內(nèi)雖然有比較成熟的施工先例,但是在包括深水無覆蓋層水下裸露基巖、深水基礎(chǔ)施工,并且與既有營(yíng)業(yè)線路線距離僅30m,還是比較少見的。尤其是對(duì)深水基礎(chǔ)進(jìn)行水下基坑開挖施工時(shí),施工難度非常大。
現(xiàn)如今,石質(zhì)基坑開挖方法主要有水下爆破法和機(jī)械破碎法兩種。采用水下爆破法對(duì)上述臨近既有線的橋梁深水基礎(chǔ)進(jìn)行水下基坑開挖施工時(shí),由于邕江目前屬于Ⅲ級(jí)通航航道,且開挖的基坑距既有橋梁較近,若選擇水下爆破法開挖,一是需要對(duì)航道進(jìn)行臨時(shí)封鎖,二是要辦理臨近既有線施工手續(xù),在“封鎖點(diǎn)內(nèi)”進(jìn)行爆破作業(yè);同時(shí),還需要考慮爆破對(duì)既有橋梁的影響,以及爆破后清渣設(shè)備的選擇,成本投入較大,更重要的是辦理施工手續(xù)十分復(fù)雜。但目前采用機(jī)械破碎法對(duì)臨近既有線的橋梁深水基礎(chǔ)進(jìn)行水下基坑開挖施工時(shí),沒有一個(gè)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)且規(guī)范的施工方法可供遵循,施工過程中不可避免地存在施工操作比較隨意、施工效率低、施工效果較差等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工簡(jiǎn)便、使用效果好,能簡(jiǎn)便、快速完成深水基礎(chǔ)水下基坑的開挖施工過程,并且開挖施工過程安全、可靠,對(duì)外界影響較小。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征在于:所施工深水基礎(chǔ)為供鋼筋混凝土墩身支撐且位于既有鐵路運(yùn)營(yíng)線一側(cè)的水下基巖上的水中承臺(tái),所述水中承臺(tái)為采用圍堰施工成型的混凝土承臺(tái);對(duì)圍堰底部安裝的水下基坑進(jìn)行開挖施工時(shí),過程如下:
步驟一、開挖平臺(tái)搭設(shè):對(duì)開挖平臺(tái)進(jìn)行搭設(shè);
所述開挖平臺(tái)包括組裝式浮體和對(duì)所述組裝式浮體的位置進(jìn)行調(diào)整的浮體位置調(diào)整裝置,所述組裝式浮體為長(zhǎng)方形,所述組裝式浮體的長(zhǎng)度大于所述水中承臺(tái)的長(zhǎng)度且其寬度大于所述水中承臺(tái)的寬度;所述組裝式浮體包括兩個(gè)呈平行布設(shè)的長(zhǎng)方形浮體;兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體布設(shè)在同一水平面上且二者之間通過多道橫向連接梁進(jìn)行緊固連接,多道所述橫向連接梁均與長(zhǎng)方形浮體呈垂直布設(shè)且其沿長(zhǎng)方形浮體的長(zhǎng)度方向由前至后進(jìn)行布設(shè);所述浮體位置調(diào)整裝置包括多個(gè)均位于所述浮體位置調(diào)整裝置前側(cè)的前側(cè)定位裝置、多個(gè)均固定安裝于所述組裝式浮體前側(cè)的前側(cè)調(diào)整裝置、多個(gè)均位于所述浮體位置調(diào)整裝置后側(cè)的后側(cè)定位裝置和多個(gè)均固定安裝于所述組裝式浮體后側(cè)的后側(cè)調(diào)整裝置;所述前側(cè)定位裝置與前側(cè)調(diào)整裝置的數(shù)量相同,每個(gè)所述前側(cè)定位裝置均通過錨索與一個(gè)所述前側(cè)調(diào)整裝置進(jìn)行連接;所述后側(cè)定位裝置與后側(cè)調(diào)整裝置的數(shù)量相同,每個(gè)所述后側(cè)定位裝置均通過錨索與一個(gè)所述后側(cè)調(diào)整裝置進(jìn)行連接;所述前側(cè)調(diào)整裝置和后側(cè)調(diào)整裝置均為電動(dòng)錨機(jī);
步驟二、沖擊鉆機(jī)安裝:在步驟一中所述開挖平臺(tái)上安裝多個(gè)沖擊鉆機(jī),多個(gè)所述沖擊鉆機(jī)組成沖擊破碎設(shè)備;
步驟一中兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體之間的間距不小于所述沖擊鉆機(jī)的沖擊錘直徑;
步驟三、開挖平臺(tái)移動(dòng):通過所述浮體位置調(diào)整裝置,將所述組裝式浮體平移至所述水中承臺(tái)所處施工區(qū)域上方;
步驟四、第一次沖擊及同步清渣:采用所述沖擊破碎設(shè)備對(duì)所述圍堰所處施工區(qū)域內(nèi)的水下基巖整體進(jìn)行沖擊破碎,并采用長(zhǎng)臂挖機(jī)將沖擊破碎的巖石塊挖運(yùn)走;
本步驟中所述沖擊破碎設(shè)備的沖擊破碎區(qū)域?yàn)樗鰢咚幨┕^(qū)域,所述圍堰所處施工區(qū)域?yàn)榫匦螞_擊區(qū)域;所述矩形沖擊區(qū)域的長(zhǎng)度大于圍堰的長(zhǎng)度,所述矩形沖擊區(qū)域的寬度大于圍堰的寬度;
步驟五、第二次沖擊及同步清渣:采用所述沖擊破碎設(shè)備對(duì)圍堰底部安裝位置處的水下基巖進(jìn)行沖擊破碎,本步驟中所述沖擊破碎設(shè)備的沖擊破碎區(qū)域?yàn)閲叩撞堪惭b區(qū)域;并且,沖擊破碎過程中,采用所述長(zhǎng)臂挖機(jī)將所述圍堰底部安裝區(qū)域內(nèi)和位于所述圍堰底部安裝區(qū)域內(nèi)側(cè)的施工區(qū)域內(nèi)沖擊破碎的巖石塊均挖運(yùn)走,獲得施工成型的水下基坑;
所述水下基坑的底部標(biāo)高與所述水中承臺(tái)的底部標(biāo)高一致。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟一中所述水中承臺(tái)支撐于多根鉆孔樁上,多根所述鉆孔樁均呈豎直向布設(shè)且其均位于同一水平面上;步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣之前,根據(jù)所述鉆孔樁的底部標(biāo)高h(yuǎn)1、所述圍堰底部的封底混凝土層厚度δ和所述水下基巖的頂部標(biāo)高h(yuǎn)2,確定水下基巖的開挖深度h3,其中h3=h2-h1+δ;
步驟四中對(duì)所述水中承臺(tái)所處施工區(qū)域的水下基巖整體進(jìn)行沖擊破碎時(shí)和步驟五中對(duì)圍堰底部安裝位置處的水下基巖進(jìn)行沖擊破碎時(shí),均參照所確定的水下基巖的開挖深度h3,采用所述沖擊破碎設(shè)備對(duì)所述水下基巖進(jìn)行沖擊破碎。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣之前,先根據(jù)所述水中承臺(tái)的結(jié)構(gòu)、尺寸和底部標(biāo)高h(yuǎn)1,并結(jié)合施工地點(diǎn)的河床地質(zhì)和水文情況以及圍堰施工時(shí)需預(yù)留的作業(yè)空間,確定施工所述水中承臺(tái)時(shí)所用圍堰的結(jié)構(gòu)和尺寸。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣之前,對(duì)圍堰底部在所述水下基巖上的安裝位置進(jìn)行確定,并對(duì)圍堰底部的四周邊線進(jìn)行確定,所述圍堰底部支撐于所述圍堰底部安裝區(qū)域的內(nèi)側(cè)中部;
步驟五中對(duì)圍堰底部安裝位置處的水下基巖進(jìn)行沖擊破碎時(shí),沿圍堰底部的四周邊線由前至后進(jìn)行沖擊破碎;
步驟五中所述圍堰底部安裝區(qū)域的寬度大于圍堰的壁厚。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣時(shí),采用所述沖擊破碎設(shè)備中的多個(gè)所述沖擊鉆機(jī)同步進(jìn)行沖擊破碎;
步驟五中進(jìn)行第二次沖擊及同步清渣時(shí),采用所述沖擊破碎設(shè)備中的一個(gè)所述沖擊鉆機(jī)進(jìn)行沖擊破碎或兩個(gè)所述沖擊鉆機(jī)同步進(jìn)行沖擊破碎。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟二中每個(gè)所述沖擊鉆機(jī)的沖擊錘均為實(shí)心錘,所述沖擊錘底部均焊接固定有多個(gè)防滑爪,多個(gè)所述防滑爪呈均勻布設(shè)且其呈梅花形布設(shè)。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟二中進(jìn)行沖擊鉆機(jī)安裝時(shí),還需在每個(gè)所述沖擊鉆機(jī)的沖擊錘上均安裝一個(gè)高壓水槍,所述高壓水槍的進(jìn)水口通過高壓水管與高壓水注入設(shè)備連接。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟五中所述水下基坑的形狀與所述圍堰的形狀相同,所述水下基坑的長(zhǎng)度比圍堰的長(zhǎng)度大2m~3m,所述水下基坑的長(zhǎng)度比圍堰的寬度大2m~3m;
步驟四中所述矩形沖擊區(qū)域的長(zhǎng)度比圍堰的長(zhǎng)度大4m~8m,所述矩形沖擊區(qū)域的長(zhǎng)度比圍堰的寬度大4m~8m。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟一中所述前側(cè)定位裝置為地錨、拋錨或地籠,所述后側(cè)定位裝置為地錨、拋錨或地籠;
所述水中承臺(tái)的長(zhǎng)度為9m~12m且其寬度為6m~8m,所述浮箱為正方體浮箱且其寬度為5.5m~6.5m,所述長(zhǎng)方形浮體中浮箱的數(shù)量為6個(gè)~10個(gè)。
上述緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,其特征是:步驟一中所述沖擊鉆機(jī)的數(shù)量為三個(gè),三個(gè)所述沖擊鉆機(jī)分別安裝在一個(gè)等腰三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上;
兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體分別為左側(cè)浮體和位于所述左側(cè)浮體右側(cè)的右側(cè)浮體;所述左側(cè)浮體中部安裝有一個(gè)所述沖擊鉆機(jī),所述右側(cè)浮體上安裝有兩個(gè)所述沖擊鉆機(jī)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且投入施工成本較低。
2、所采用的開挖施工裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且加工制作簡(jiǎn)便,投入成本較低。
3、所采用的開挖平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且加工制作及搭設(shè)方便、拆裝簡(jiǎn)便,投入成本低,并且投入人力物力較少,采用兩個(gè)呈平行布設(shè)的長(zhǎng)方形浮體連接形成組裝式浮體作為開挖施工平臺(tái),并且兩個(gè)長(zhǎng)方形浮體之間通過多道橫向連接梁進(jìn)行可靠連接。
4、所采用的開挖平臺(tái)使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好,采用前側(cè)定位裝置與后側(cè)定位裝置對(duì)組裝式浮體進(jìn)行有效定位,能有效保證開挖過程中組裝式浮體不偏位、不移位,為工人提供一個(gè)平穩(wěn)的施工平臺(tái);同時(shí),平臺(tái)位置可調(diào)且調(diào)整簡(jiǎn)便,便于深水基礎(chǔ)承臺(tái)水下基坑開挖施工,通過控制前側(cè)調(diào)整裝置和后側(cè)調(diào)整裝置對(duì)組裝式浮體的位置進(jìn)行調(diào)整,從而對(duì)沖擊鉆機(jī)的沖擊位置進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整簡(jiǎn)便,并且調(diào)整過程易于控制。
5、沖擊鉆機(jī)位置布設(shè)位置,相互錯(cuò)開,能有效確保水下基坑開挖施工過程中組裝式浮體處于平穩(wěn)狀態(tài)。
6、所采用的開挖施工裝置使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好,采用多個(gè)鉆機(jī)控制裝置對(duì)均安裝在開挖平臺(tái)上的多個(gè)沖擊鉆機(jī)分別進(jìn)行控制,并且采用平臺(tái)位置調(diào)整控制器對(duì)多個(gè)前側(cè)調(diào)整裝置和多個(gè)后側(cè)調(diào)整裝置分別進(jìn)行控制,控制過程簡(jiǎn)單,能簡(jiǎn)便、快速完成水下基坑的開挖施工過程。
7、沖擊過程分前后兩次進(jìn)行,第一次在圍堰所處施工區(qū)域(即圍堰所在平面位置內(nèi))整體進(jìn)行沖擊,第二次在圍堰底部安裝區(qū)域范圍內(nèi)重新沖擊一次,確保圍堰刃腳下沉到位,沖擊過程控制同沖擊成孔的樁基施工過程相同,控制簡(jiǎn)便。因而,本發(fā)明采用機(jī)械錘擊破碎法,機(jī)械設(shè)備選擇沖擊鉆機(jī)。實(shí)際進(jìn)行開挖時(shí),先搭設(shè)開挖平臺(tái),然后用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行沖擊破碎,同時(shí)用長(zhǎng)臂挖機(jī)和高壓水泵相配合,將破碎的巖石塊挖運(yùn)走,能做到及時(shí)清理沉渣,最終達(dá)到開挖巖層的目的。采用本發(fā)明不需要臨時(shí)封航,也不需要向路局要“點(diǎn)”,更重要的是避免了爆破作業(yè)時(shí)對(duì)基于橋梁基礎(chǔ)影響的安全評(píng)估工作,節(jié)省了時(shí)間。因而,采用本發(fā)明能有效解決采用機(jī)械沖擊鉆破碎法進(jìn)行深水區(qū)橋梁基坑基巖開挖的施工難題。
綜上所述,本發(fā)明方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工簡(jiǎn)便、使用效果好,能簡(jiǎn)便、快速完成深水基礎(chǔ)水下基坑的開挖施工過程,并且開挖施工過程安全、可靠,對(duì)外界影響較小。
下面通過附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的施工方法流程框圖。
圖2為本發(fā)明開挖施工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明開挖平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明開挖施工裝置的電路原理框圖。
圖5為本發(fā)明第一次沖擊的沖擊破碎區(qū)域與圍堰的布設(shè)位置示意圖。
圖6為本發(fā)明第二次沖擊的沖擊破碎區(qū)域與圍堰的布設(shè)位置示意圖。附圖標(biāo)記說明:
1—長(zhǎng)方形浮體; 2—前側(cè)定位裝置; 3—前側(cè)調(diào)整裝置;
4—后側(cè)定位裝置; 5—后側(cè)調(diào)整裝置; 6—錨索;
7—縱向連接梁; 8—浮箱; 9—橫向連接梁;
10—平臺(tái)位置調(diào)整控制器; 11—沖擊鉆機(jī); 12—鉆機(jī)控制裝置;
13—上位控制器; 14—圍堰; 15—沖擊錘沖擊位置。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的一種緊臨既有線大跨度連續(xù)梁深水基礎(chǔ)水下基坑開挖施工方法,所施工深水基礎(chǔ)為供鋼筋混凝土墩身支撐且位于既有鐵路運(yùn)營(yíng)線一側(cè)的水下基巖上的水中承臺(tái),所述水中承臺(tái)為采用圍堰14施工成型的混凝土承臺(tái);對(duì)圍堰14底部安裝的水下基坑進(jìn)行開挖施工時(shí),過程如下:
步驟一、開挖平臺(tái)搭設(shè):對(duì)開挖平臺(tái)進(jìn)行搭設(shè);
如圖3所示,所述開挖平臺(tái)包括組裝式浮體和對(duì)所述組裝式浮體的位置進(jìn)行調(diào)整的浮體位置調(diào)整裝置,所述組裝式浮體為長(zhǎng)方形,所述組裝式浮體的長(zhǎng)度大于所述水中承臺(tái)的長(zhǎng)度且其寬度大于所述水中承臺(tái)的寬度;所述組裝式浮體包括兩個(gè)呈平行布設(shè)的長(zhǎng)方形浮體1;兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1布設(shè)在同一水平面上且二者之間通過多道橫向連接梁9進(jìn)行緊固連接,多道所述橫向連接梁9均與長(zhǎng)方形浮體1呈垂直布設(shè)且其沿長(zhǎng)方形浮體1的長(zhǎng)度方向由前至后進(jìn)行布設(shè);所述浮體位置調(diào)整裝置包括多個(gè)均位于所述浮體位置調(diào)整裝置前側(cè)的前側(cè)定位裝置2、多個(gè)均固定安裝于所述組裝式浮體前側(cè)的前側(cè)調(diào)整裝置3、多個(gè)均位于所述浮體位置調(diào)整裝置后側(cè)的后側(cè)定位裝置4和多個(gè)均固定安裝于所述組裝式浮體后側(cè)的后側(cè)調(diào)整裝置5;所述前側(cè)定位裝置2與前側(cè)調(diào)整裝置3的數(shù)量相同,每個(gè)所述前側(cè)定位裝置2均通過錨索6與一個(gè)所述前側(cè)調(diào)整裝置3進(jìn)行連接;所述后側(cè)定位裝置4與后側(cè)調(diào)整裝置5的數(shù)量相同,每個(gè)所述后側(cè)定位裝置4均通過錨索6與一個(gè)所述后側(cè)調(diào)整裝置5進(jìn)行連接;所述前側(cè)調(diào)整裝置3和后側(cè)調(diào)整裝置5均為電動(dòng)錨機(jī);
步驟二、沖擊鉆機(jī)安裝:在步驟一中所述開挖平臺(tái)上安裝多個(gè)沖擊鉆機(jī)11,多個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11組成沖擊破碎設(shè)備,詳見圖2;
步驟一中兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1之間的間距不小于所述沖擊鉆機(jī)11的沖擊錘直徑;
步驟三、開挖平臺(tái)移動(dòng):通過所述浮體位置調(diào)整裝置,將所述組裝式浮體平移至所述水中承臺(tái)所處施工區(qū)域上方;
步驟四、第一次沖擊及同步清渣:采用所述沖擊破碎設(shè)備對(duì)所述圍堰14所處施工區(qū)域內(nèi)的水下基巖整體進(jìn)行沖擊破碎,并采用長(zhǎng)臂挖機(jī)將沖擊破碎的巖石塊挖運(yùn)走;
本步驟中所述沖擊破碎設(shè)備的沖擊破碎區(qū)域?yàn)樗鰢?4所處施工區(qū)域,所述圍堰14所處施工區(qū)域?yàn)榫匦螞_擊區(qū)域;所述矩形沖擊區(qū)域的長(zhǎng)度大于圍堰14的長(zhǎng)度,所述矩形沖擊區(qū)域的寬度大于圍堰14的寬度;
步驟五、第二次沖擊及同步清渣:采用所述沖擊破碎設(shè)備對(duì)圍堰14底部安裝位置處的水下基巖進(jìn)行沖擊破碎,本步驟中所述沖擊破碎設(shè)備的沖擊破碎區(qū)域?yàn)閲叩撞堪惭b區(qū)域,詳見圖6;并且,沖擊破碎過程中,采用所述長(zhǎng)臂挖機(jī)將所述圍堰底部安裝區(qū)域內(nèi)和位于所述圍堰底部安裝區(qū)域內(nèi)側(cè)的施工區(qū)域內(nèi)沖擊破碎的巖石塊均挖運(yùn)走,獲得施工成型的水下基坑;
所述水下基坑的底部標(biāo)高與所述水中承臺(tái)的底部標(biāo)高一致。
本實(shí)施例中,所述圍堰14為雙壁鋼圍堰。
實(shí)際施工時(shí),所述水中承臺(tái)在水下的深度不小于15m,所述水中承臺(tái)與既有鐵路運(yùn)營(yíng)線之間的間距不大于30m。
其中,所施工大跨度連續(xù)梁為跨徑大于100m的橋梁主梁。
本實(shí)施例中,步驟二中所述沖擊破碎設(shè)備與步驟一中所述開挖平臺(tái)組成開挖施工裝置,詳見圖2和圖4。
并且,多個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11均由鉆機(jī)控制裝置12進(jìn)行控制,多個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11均為電動(dòng)沖擊鉆機(jī)且其均與鉆機(jī)控制裝置12連接。
本實(shí)施例中,步驟二中所述沖擊鉆機(jī)11的數(shù)量為三個(gè)。
為確保所述開挖平臺(tái)平穩(wěn),三個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11錯(cuò)開布設(shè)。
本實(shí)施例中,三個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11分別安裝在一個(gè)等腰三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。
本實(shí)施例中,兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1分別為左側(cè)浮體和位于所述左側(cè)浮體右側(cè)的右側(cè)浮體;所述左側(cè)浮體中部安裝有一個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11,所述右側(cè)浮體上安裝有兩個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11。
實(shí)際施工時(shí),可根據(jù)具體需要,對(duì)沖擊鉆機(jī)11的數(shù)量以及各沖擊鉆機(jī)11的分別進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
本實(shí)施例中,所述組裝式浮體上安裝有三個(gè)分別供沖擊鉆機(jī)11水平固定的鉆機(jī)支架。并且,所述組裝式浮體上安裝有多個(gè)分別供所述電動(dòng)錨機(jī)水平固定的錨機(jī)支架。
實(shí)際安裝時(shí),所述鉆機(jī)支架和所述錨機(jī)支架均為型鋼支架,所述型鋼支架通過多個(gè)連接螺栓固定在所述組裝式浮體上。
如圖4所示,所述開挖施工裝置還包括平臺(tái)位置調(diào)整控制器10,多個(gè)所述前側(cè)調(diào)整裝置3和多個(gè)所述后側(cè)調(diào)整裝置5均與平臺(tái)位置調(diào)整控制器10連接。
本實(shí)施例中,所述平臺(tái)位置調(diào)整控制器10和鉆機(jī)控制裝置12均與上位控制器13連接。
本實(shí)施例中,所述長(zhǎng)方形浮體1由多個(gè)浮箱8從前至后拼接而成,多個(gè)所述浮箱8的寬度均相同。
實(shí)際施工時(shí),所述水中承臺(tái)的長(zhǎng)度為9m~12m且其寬度為6m~8m,所述浮箱8為正方體浮箱且其寬度為5.5m~6.5m,所述長(zhǎng)方形浮體1中浮箱8的數(shù)量為6個(gè)~10個(gè)。
本實(shí)施例中,所述浮箱8的寬度為6m,所述長(zhǎng)方形浮體1中浮箱8的數(shù)量為8個(gè)。實(shí)際施工過程中,可根據(jù)具體需要,對(duì)長(zhǎng)方形浮體1中浮箱8的數(shù)量和浮箱8的寬度分別進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
步驟一中所述前側(cè)定位裝置2為地錨、拋錨或地籠,所述后側(cè)定位裝置4為地錨、拋錨或地籠。本實(shí)施例中,所述前側(cè)定位裝置2和后側(cè)定位裝置4均為拋錨。
實(shí)際施工時(shí),所述橫向連接梁9的兩端分別通過多個(gè)連接螺栓固定在兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1上。
并且,所述長(zhǎng)方形浮體1中相鄰兩個(gè)所述浮箱8之間均通過多個(gè)連接螺栓緊固連接為一體。
本實(shí)施例中,所述開挖平臺(tái)還包括多道平行布設(shè)的縱向連接梁7;多道所述橫向連接梁9布設(shè)在同一水平面上且其組成橫向連接結(jié)構(gòu),多道所述縱向連接梁7均布設(shè)于所述橫向連接結(jié)構(gòu)上方,所述縱向連接梁7與長(zhǎng)方形浮體1呈平行布設(shè),多道所述橫向連接梁9通過多道所述縱向連接梁7緊固連接為一體,每道所述縱向連接梁7均與多道所述橫向連接梁9進(jìn)行緊固連接。
本實(shí)施例中,所述橫向連接梁9和縱向連接梁7均為工字鋼。
實(shí)際使用時(shí),所述橫向連接梁9和縱向連接梁7也可以采用采用其它類型的型鋼梁。
本實(shí)施例中,所述橫向連接梁9和縱向連接梁7之間以焊接方式進(jìn)行固定連接。
本實(shí)施例中,所述前側(cè)定位裝置2和前側(cè)調(diào)整裝置3的數(shù)量均為兩個(gè),所述后側(cè)定位裝置4和后側(cè)調(diào)整裝置5的數(shù)量均為三個(gè)。其中,所述前側(cè)定位裝置2位于水流上游且后側(cè)定位裝置4位于水流下游。
本實(shí)施例中,兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1分別為左側(cè)浮體和位于所述左側(cè)浮體右側(cè)的右側(cè)浮體,所述左側(cè)浮體的前側(cè)安裝有一個(gè)所述前側(cè)調(diào)整裝置3且其后側(cè)安裝有一個(gè)所述后側(cè)調(diào)整裝置5,所述右側(cè)浮體的前側(cè)安裝有兩個(gè)所述前側(cè)調(diào)整裝置3且其后側(cè)安裝有一個(gè)所述后側(cè)調(diào)整裝置5。
實(shí)際使用時(shí),可根據(jù)具體需要,對(duì)前側(cè)定位裝置2、前側(cè)調(diào)整裝置3、后側(cè)定位裝置4和后側(cè)調(diào)整裝置5的數(shù)量和布設(shè)位置分別進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
本實(shí)施例中,所述橫向連接梁9的數(shù)量為16道,所述左側(cè)浮體中的浮箱8為左側(cè)浮箱,所述左側(cè)浮體中的浮箱8為右側(cè)浮箱,
每個(gè)所述左側(cè)浮箱均通過前后兩道所述橫向連接梁9與位于右側(cè)的一個(gè)所述右側(cè)浮箱進(jìn)行緊固連接。
本實(shí)施例中,所述縱向連接梁7的數(shù)量為四道,兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1的上方均設(shè)置有兩道所述縱向連接梁7。
實(shí)際施工時(shí),可根據(jù)具體需要,對(duì)橫向連接梁9和縱向連接梁7的數(shù)量和布設(shè)位置分別進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
本實(shí)施例中,所述水中承臺(tái)的長(zhǎng)度為10.5m且其寬度為7m,所述水中承臺(tái)為圓端形。
相應(yīng)地,所述圍堰14的橫截面形狀為圓端形。
本實(shí)施例中,所施工大跨度連續(xù)梁與既有鐵路運(yùn)營(yíng)線平行,所施工大跨度連續(xù)梁與既有鐵路運(yùn)營(yíng)線相距約30m。所施工大跨度連續(xù)梁的兩個(gè)支撐橋墩均為深水橋墩,因而需對(duì)兩個(gè)所述支撐橋墩的深水基礎(chǔ)(即所述水中承臺(tái))分別進(jìn)行施工,所述深水基礎(chǔ)在水下的深度為18m,所處位置處為裸露灰?guī)r,表層強(qiáng)度為0.8MPa。因而,所述水中承臺(tái)為緊臨既有鐵路運(yùn)營(yíng)線且位于河床以下較深處的承臺(tái)。所述水中承臺(tái)所處位置處的水深、流速較大且河床無覆蓋層,均為裸露基巖。
本實(shí)施例中,步驟二中述沖擊鉆機(jī)11的沖擊錘的直徑為Φ1.5m。
相應(yīng)地,步驟一中兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1之間的間距為1.5m~1.6m。
實(shí)際施工時(shí),所述沖擊鉆機(jī)11的工作原理是通過機(jī)架和卷?yè)P(yáng)機(jī)把帶刃的重鉆頭(即沖擊錘)提高到一定高度,靠自由下落的沖擊力沖擊土層及切削破碎巖層鉆進(jìn)。
步驟四中進(jìn)行第一次沖擊時(shí)且步驟五中進(jìn)行第二次沖擊時(shí),采用鉆機(jī)控制裝置12對(duì)三個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11分別進(jìn)行控制,并且沖擊鉆機(jī)11通過兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1之間的空間進(jìn)行沖擊,因而兩個(gè)所述長(zhǎng)方形浮體1之間的空間為沖擊通道。
由于沖擊鉆機(jī)11固定在所述開挖平臺(tái)上,因而沖擊鉆機(jī)11的位置調(diào)整通過所述組裝式浮體的移動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)際施工過程中,通過平臺(tái)位置調(diào)整控制器10控制多個(gè)所述前側(cè)調(diào)整裝置3和多個(gè)所述后側(cè)調(diào)整裝置5對(duì)所述組裝式浮體的位置進(jìn)行調(diào)整,從而對(duì)三個(gè)沖擊鉆機(jī)11的沖擊位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。并且,對(duì)所述組裝式浮體的位置進(jìn)行調(diào)整時(shí),通過調(diào)整與各前側(cè)調(diào)整裝置3和各后側(cè)調(diào)整裝置5所連接錨索6的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整簡(jiǎn)便,并且調(diào)整過程易于控制。
由于河床底高差較大且河床面較光滑,開始沖擊時(shí),存在滑錘現(xiàn)象,因而沖擊之前,應(yīng)降低所述沖擊錘的落錘高度,以控制沖擊點(diǎn)位在測(cè)量放樣范圍以內(nèi)。沖擊過程中,注意觀測(cè)沖擊鉆機(jī)11的穩(wěn)定性和垂直度,確保沖擊鉆機(jī)11的安全穩(wěn)定,施工期間對(duì)所述開挖平臺(tái)實(shí)行24小時(shí)照明,確保過往船只及所述開挖平臺(tái)的安全。防洪方面主要利用既有鐵路運(yùn)營(yíng)線的橋墩,用錨索將所述開挖平臺(tái)和既有鐵路運(yùn)營(yíng)線的橋墩連接成一個(gè)整體,防止在遇到洪水時(shí)所述開挖平臺(tái)被沖走,同時(shí)在岸邊設(shè)置地錨,加強(qiáng)安全措施。
本實(shí)施例中,由于水流速度較大,所述前側(cè)定位裝置2為拋放于上游的1.7m×1.7m×1.7m的砼錨,所述后側(cè)定位裝置4為拋放于下游的1.7m×1.7m×1.7m的砼錨,通過前側(cè)定位裝置2和后側(cè)定位裝置4在水中進(jìn)行定位,同時(shí)還需在所述組裝式浮體的周邊設(shè)置臨邊防護(hù)結(jié)構(gòu)。
因而,所述組裝式浮體的定位采用錨定法,實(shí)際施工非常簡(jiǎn)便,并且定位效果好。
本實(shí)施例中,步驟二中每個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11的沖擊錘均為實(shí)心錘,所述沖擊錘底部均焊接固定有多個(gè)防滑爪,多個(gè)所述防滑爪呈均勻布設(shè)且其呈梅花形布設(shè)。
實(shí)際加工時(shí),所述防滑爪由合金鋼焊接而成。在所述沖擊錘底部焊接固定多個(gè)所述防滑爪后,能有效加大錘底與河床的接觸面,加大摩阻力,確保所述沖擊錘的沖擊破碎效果。
本實(shí)施例中,步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣之前,對(duì)圍堰14底部在所述水下基巖上的安裝位置進(jìn)行確定,并對(duì)圍堰14底部的四周邊線進(jìn)行確定,所述圍堰14底部支撐于所述圍堰底部安裝區(qū)域的內(nèi)側(cè)中部;
步驟五中對(duì)圍堰14底部安裝位置處的水下基巖進(jìn)行沖擊破碎時(shí),沿圍堰14底部的四周邊線由前至后進(jìn)行沖擊破碎;
步驟五中所述圍堰底部安裝區(qū)域的寬度大于圍堰14的壁厚。
本實(shí)施例中,步驟五中所述水下基坑的形狀與所述圍堰14的形狀相同,所述水下基坑的長(zhǎng)度比圍堰14的長(zhǎng)度大2m~3m,所述水下基坑的長(zhǎng)度比圍堰14的寬度大2m~3m;
步驟四中所述矩形沖擊區(qū)域的長(zhǎng)度比圍堰14的長(zhǎng)度大4m~8m,所述矩形沖擊區(qū)域的長(zhǎng)度比圍堰14的寬度大4m~8m。
因而,步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣之前,需進(jìn)行測(cè)量定位,對(duì)所述矩形沖擊區(qū)域和所述圍堰底部安裝區(qū)域分別進(jìn)行安裝定位。
步驟四中進(jìn)行第一次沖擊時(shí)且步驟五中進(jìn)行第二次沖擊時(shí),均通過所述浮體位置調(diào)整裝置對(duì)所述組裝式浮體的位置進(jìn)行調(diào)整,對(duì)所述沖擊破碎設(shè)備的沖擊位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,并達(dá)到對(duì)所述矩形沖擊區(qū)域和所述圍堰底部安裝區(qū)域內(nèi)的水下基巖進(jìn)行沖擊破碎的目的。
本實(shí)施例中,步驟一中所述水中承臺(tái)支撐于多根鉆孔樁上,多根所述鉆孔樁均呈豎直向布設(shè)且其均位于同一水平面上;步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣之前,根據(jù)所述鉆孔樁的底部標(biāo)高h(yuǎn)1、所述圍堰14底部的封底混凝土層厚度δ和所述水下基巖的頂部標(biāo)高h(yuǎn)2,確定水下基巖的開挖深度h3,其中h3=h2-h1+δ;
步驟四中對(duì)所述水中承臺(tái)所處施工區(qū)域的水下基巖整體進(jìn)行沖擊破碎時(shí)和步驟五中對(duì)圍堰14底部安裝位置處的水下基巖進(jìn)行沖擊破碎時(shí),均參照所確定的水下基巖的開挖深度h3,采用所述沖擊破碎設(shè)備對(duì)所述水下基巖進(jìn)行沖擊破碎。
因而,實(shí)際進(jìn)行沖擊時(shí),沖擊深度(即開挖深度)的控制以所述開挖平臺(tái)(即所述組裝式浮體)為基準(zhǔn)面,根據(jù)所述鉆孔樁的底部標(biāo)高h(yuǎn)1、所述圍堰14底部的封底混凝土層厚度δ和所述水下基巖的頂部標(biāo)高h(yuǎn)2,用測(cè)繩進(jìn)行測(cè)量。需注意的是:所述組裝式浮體的標(biāo)高要根據(jù)水位的變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
本實(shí)施例中,步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣之前,先根據(jù)所述水中承臺(tái)的結(jié)構(gòu)、尺寸和底部標(biāo)高h(yuǎn)1,并結(jié)合施工地點(diǎn)的河床地質(zhì)和水文情況以及圍堰14施工時(shí)需預(yù)留的作業(yè)空間,確定施工所述水中承臺(tái)時(shí)所用圍堰14的結(jié)構(gòu)和尺寸。
本實(shí)施例中,步驟四中進(jìn)行第一次沖擊及同步清渣時(shí),采用所述沖擊破碎設(shè)備中的多個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11同步進(jìn)行沖擊破碎。
步驟五中進(jìn)行第二次沖擊及同步清渣時(shí),采用所述沖擊破碎設(shè)備中的一個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11進(jìn)行沖擊破碎或兩個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11同步進(jìn)行沖擊破碎。
本實(shí)施例中,步驟五中進(jìn)行第二次沖擊及同步清渣時(shí),采用所述沖擊破碎設(shè)備中的一個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11進(jìn)行沖擊破碎,沖擊破碎狀態(tài)詳見圖6。圖5和圖6中,圓形區(qū)域代表沖擊鉆機(jī)11的所述沖擊錘一次下落后的沖擊破碎區(qū)域(即沖擊位置或沖擊點(diǎn)位),也稱沖擊錘沖擊位置15。
本實(shí)施例中,步驟二中進(jìn)行沖擊鉆機(jī)安裝時(shí),還需在每個(gè)所述沖擊鉆機(jī)11的沖擊錘上均安裝一個(gè)高壓水槍,所述高壓水槍的進(jìn)水口通過高壓水管與高壓水注入設(shè)備連接。并且,所述高壓水槍的噴水口豎直朝下。
實(shí)際開挖施工過程中,由于沖擊開挖深度較深,又是采用清水沖擊,會(huì)產(chǎn)生沖擊出的巖石無法清出孔位,由于所述高壓水槍與所述沖擊錘連接成一整體,并且隨所述沖擊錘同步進(jìn)行上下移動(dòng),因而能起到清理沉渣的作用,然后用所述長(zhǎng)臂挖機(jī)將清理出的沉渣挖出,用船運(yùn)進(jìn)行棄渣。
由于所述水下基坑開挖過程靠所述沖擊鉆機(jī)11進(jìn)行單點(diǎn)沖擊形成,在沖擊過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)“盲區(qū)”,即所有沖擊點(diǎn)位不能有效重疊出現(xiàn)的三角地帶,解決辦法是合理布置所述沖擊點(diǎn)位的位置,首先在理論上消除“盲區(qū)”,其次控制測(cè)量放樣的精度和所述組裝式平臺(tái)的定位穩(wěn)定性,同時(shí)在沖擊破碎區(qū)域重復(fù)進(jìn)行沖擊破碎,必須確保圍堰14能下沉到位。
本實(shí)施例中,為施工簡(jiǎn)便,將所述長(zhǎng)臂挖機(jī)安裝在位于所述組裝式浮體周側(cè)的駁船上。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。