一種水下錨桿施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水下錨桿施工方法，通過水上平臺的設(shè)置、鉆孔放樣、水下套管的安裝，然后在套管內(nèi)鉆孔形成錨桿安裝孔，再通過鉆桿進(jìn)行水下錨桿安裝、孔口阻塞封閉、水下錨桿注漿、退除鉆桿等工序流程，對處于水下的水工建筑物進(jìn)行錨桿施工。本發(fā)明使得水下建筑物需要修復(fù)或者加固的情況下，可以直接在有水的條件下進(jìn)行施工，滿足工程實(shí)際的需要。
【專利說明】一種水下描桿施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水工建筑施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種水下錨桿施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在南水北調(diào)中線工程配套項(xiàng)目興隆水利樞紐施工中，由于未按計(jì)劃破堰施工，基坑非正常進(jìn)水導(dǎo)致電站引水渠混凝土底板擾動(dòng)破壞。引水渠基礎(chǔ)全部為粉細(xì)砂層，混凝土底板擾動(dòng)后，底部的粉細(xì)砂隨涌水流動(dòng)，部分混凝土底板抬動(dòng)或塌陷破壞，底板下部可能存在粉細(xì)砂流失后形成的局部空腔。
[0003]由于基坑已經(jīng)進(jìn)水，對電站引水渠底板的修復(fù)只能在水下進(jìn)行施工。水下修復(fù)施工主要包括清除底板上的淤砂、對抬動(dòng)混凝土板拆除、塌陷區(qū)域回填等工序，最后采用25cm厚模袋混凝土對引水區(qū)底板進(jìn)行整體覆蓋?？紤]到模袋混凝土和原混凝土底板之間存在為清除干凈的粉細(xì)淤砂層，抗滑系數(shù)較低，另外混凝土底板下部可能存在局部的脫孔區(qū)域，需要在引水渠表面布置錨桿，增加模袋混凝土的抗滑性，并盡可能對底部脫孔區(qū)進(jìn)行充填注漿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種水下錨桿施工方法，能夠克服現(xiàn)有工程條件的限制，采用水上施工平臺在水深20m左右的模袋混凝土表面進(jìn)行鉆孔注漿安裝水下錨桿。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水下錨桿施工方法，具體包括以下步驟:
1)施工平臺定位在待施工點(diǎn)上方的水面上設(shè)置水上施工平臺，用于放置鉆機(jī)及灌漿泵；
2)鉆孔放樣在原混凝土底板上方的模袋混凝土層進(jìn)行鉆孔放樣，確定鉆孔孔位；
3)水下套管安裝孔位放樣完畢后，先在套管底部安裝同口徑鉆頭，采用套管根據(jù)孔位直接鉆孔，套管直徑大于錨桿孔孔徑，當(dāng)鉆頭鉆入模袋混凝土層10?15cm后停止鉆孔，將套管水上管口固定；這樣套管底端的金剛石鉆頭嵌入混凝土中，頂端露出水面，形成一個(gè)水底至水面的水下套管孔；
4)鉆孔選取比套管管徑小的鉆桿及鉆頭，穿過套管孔進(jìn)行鉆孔，所鉆孔為錨桿孔，錨桿孔依次穿過模袋混凝土層、碎石層、鋼筋混凝土板層，其中穿過鋼筋混凝土板層后繼續(xù)鉆入細(xì)砂層或者基巖層中；鉆入的具體深度根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定，一般細(xì)砂層的深度為
1.5m以上，基巖層為5m左右。
[0006]5)水下錨桿安裝鉆孔完畢后提起鉆桿及鉆頭，在鉆桿底端連接中空錨桿，鉆桿底端的外層設(shè)有可卡緊錨桿孔的橡膠塞和限位板，鉆機(jī)鉆桿帶動(dòng)錨桿鉆入步驟4)中所述的粉細(xì)砂層，水下錨桿安裝到位；
6)注漿通過鉆機(jī)的機(jī)身鉆桿將水下錨桿下壓，錨桿孔口的阻塞器配合限位板變形將孔口阻塞，然后通過灌漿泵及鉆桿對水下中空錨桿進(jìn)行注漿，充填錨桿孔內(nèi)的空隙以及混凝土板底的脫孔區(qū)；
7)退除鉆桿及套管注漿結(jié)束后，將水下錨桿與鉆桿分離，拆除鉆桿及套管，完成水下錨桿的施工。
[0007]進(jìn)一步的，步驟I)中所述的水上施工平臺采用浮筒制成。
[0008]步驟2)所述鉆孔放樣時(shí)，水上施工平臺在水面沒有參考定位的設(shè)施，為了方便定位，可采取GPS和激光測距儀進(jìn)行水面量測確定鉆孔的位置。
[0009]所述的水下套管的上方設(shè)有限位圈，該限位圈可依托附近的施工平臺設(shè)置，用于防止套管在平面方向移動(dòng)過大，致使管底被破壞。
[0010]步驟3)中套管底部安裝的鉆頭為金剛石鉆頭。
[0011]步驟6)中注漿時(shí)選用水灰比為0.5?0.8:1的水泥漿進(jìn)行灌注?？上扔幂^稀的漿液灌注，達(dá)到充分滲透的目的，后逐步提高漿液濃度，采用濃漿封孔，灌漿效果好。
[0012]所述中空錨桿上設(shè)有單向止退裝置，通過其控制錨桿的單向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]具體施工中還可以根據(jù)需要調(diào)整套管、鉆桿及鉆頭的大小，其中套桿的內(nèi)徑大于鉆桿的外徑。
[0014]所述中空錨桿上設(shè)有單向止退裝置，通過其控制錨桿的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述單向止退裝置及即在中空錨桿的外壁上設(shè)置至少一片直角三角鋼板；其中一條直角邊位于錨桿上，與錨桿的軸線方向平行，另一條直接邊與錨桿外壁相切，且該直角邊的長度使得錨桿安裝到錨桿孔內(nèi)后該直角邊處于緊撐狀態(tài)，以此可以控制錨桿的單向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]傳統(tǒng)的錨桿施工均是在無水干地條件下直接施工作業(yè)，本發(fā)明通過先安裝水下套管，在套管內(nèi)鉆孔形成錨桿安裝孔，然后通過鉆桿進(jìn)行水下錨桿安裝、孔口阻塞封閉、水下錨桿注漿、退除鉆桿等工序流程，對處于水下的水工建筑物進(jìn)行錨桿施工。本發(fā)明使得水下建筑物需要修復(fù)或者加固的情況下，可以直接在有水的條件下進(jìn)行施工，滿足工程實(shí)際的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本明發(fā)實(shí)施例1中的施工狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
[0018]實(shí)施例1:
興隆水利樞紐施工中，電站引水渠混凝土底板擾動(dòng)破壞，部分混凝土底板抬動(dòng)破壞，底板下部存在粉細(xì)砂流失后形成的局部空腔，進(jìn)行水下修復(fù)后需要在引水渠表面布置錨桿進(jìn)行加固。如圖1所示，其錨桿布置的具體步驟為:
1)施工平臺定位在待施工點(diǎn)的水面上設(shè)置水上施工平臺1，用于放置鉆機(jī)及灌漿
栗;
2)鉆孔放樣在原混凝土底板上方的模袋混凝土層進(jìn)行鉆孔放樣，確定鉆孔孔位；
3)水下套管安裝孔位放樣完畢后，先采用Φ 90mm套管2作為鉆桿,并在套管底部安裝Φ 90mm金剛石鉆頭，鉆入模袋混凝土層3中10cm，將套管的底部固定在該混凝土層內(nèi)，套管的頂端露出水面，并依托附近的墩船設(shè)置用于防止套管在平面方向過大移動(dòng)的限位圈，形成一個(gè)水底至水面的水下套管孔；
4)鉆孔選取比套管管徑小的鉆桿及鉆頭，其中鉆桿4的直徑為50mm,鉆頭為75mm,穿過套管孔進(jìn)行鉆孔，鉆孔依次穿過模袋混凝土層3、碎石層5、鋼筋混凝土板6進(jìn)入粉細(xì)沙層7 中 1.5-1.6m ；
5)水下鋪桿安裝鉆孔完畢后提起鉆桿及鉆頭，在鉆桿底端連接中空鋪桿8,鉆桿底端的外層設(shè)有可卡緊錨桿孔的橡膠塞9和限位板10，鉆機(jī)鉆桿帶動(dòng)錨桿鉆入步驟4)中所述的粉細(xì)砂層，橡膠塞9的外徑大于錨桿孔的孔徑，橡膠塞接觸錨桿孔的孔口時(shí)，由于限位板的配合進(jìn)行變形，卡緊錨桿孔，使得水下錨桿安裝到位，水下錨桿上設(shè)有控制其單向轉(zhuǎn)動(dòng)的單向止退裝置11，使得錨桿僅能配合鉆桿正向旋轉(zhuǎn)下壓；
6)注漿通過鉆機(jī)的機(jī)身鉆桿將水下錨桿下壓，錨桿孔口的阻塞器配合限位板變形將孔口阻塞，然后通過灌漿泵及鉆桿對水下中空錨桿進(jìn)行注漿，充填錨桿孔內(nèi)的空隙以及混凝土板底的脫孔區(qū)，所用的水泥漿的水灰比為0.5:1 ;
7)退除鉆桿及套管此時(shí)錨桿的單向止退裝置在錨桿孔壁上卡緊限制錨桿旋轉(zhuǎn)，使得將水下錨桿與鉆桿分離，拆除鉆桿及套管，完成水下錨桿的施工。
[0019]施工結(jié)果表述:在水下錨桿施工結(jié)束后，通過潛水員對水下錨桿施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，錨桿在孔口和模袋混凝土平齊，安裝位置準(zhǔn)確。另外通過鉆孔取芯檢查灌注水泥漿質(zhì)量，錨桿孔內(nèi)水泥漿充填飽滿。證明本方案中錨桿施工技術(shù)取得了很好的效果，滿足了工程實(shí)際需要。
[0020]實(shí)施例2:
在古洞口水庫工程中下游消力池部位，消力池底板混凝土底板經(jīng)過長期沖刷遭受破壞，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)消力池底板混凝土和基巖之間曾在脫孔層，需要對脫孔區(qū)域進(jìn)行灌漿以及布置錨桿加固，全部施工區(qū)域位于水下。具體的水下錨桿施工及灌漿方法如下:
1)施工平臺定位在待施工點(diǎn)的水面上設(shè)置水上施工平臺，用于放置鉆機(jī)及灌漿
栗;
2)鉆孔放樣在原消力池底板混凝土受損位置進(jìn)行鉆孔放樣，確定鉆孔孔位；
3)水下套管安裝孔位放樣完畢后，先采用套管作為鉆桿，并在套管底部安裝金剛石鉆頭，鉆入消力池底板混凝土層中15cm，將套管的底部固定在該混凝土層內(nèi)，套管的頂端露出水面，并依托附近的水上施工平臺設(shè)置用于防止套管在平面方向過大移動(dòng)的限位圈，形成一個(gè)水底至水面的水下套管孔；
4)鉆孔選取比套管管徑小的鉆桿及鉆頭，穿過套管孔進(jìn)行鉆孔，鉆孔依次穿過底板混凝土層進(jìn)入基巖層中5m ；
5)水下錨桿安裝鉆孔完畢后提起鉆桿及鉆頭，在鉆桿底端連接中空錨桿，鉆桿底端的外層設(shè)有可卡緊錨桿孔的橡膠塞和限位板，鉆機(jī)鉆桿帶動(dòng)錨桿鉆入錨桿孔內(nèi)，橡膠塞的外徑大于錨桿孔的孔徑，橡膠塞接觸錨桿孔的孔口時(shí)，由于限位板的配合進(jìn)行變形，卡緊錨桿孔，使得水下錨桿安裝到位，水下錨桿上設(shè)有控制其單向轉(zhuǎn)動(dòng)的單向止退裝置，使得錨桿僅能配合鉆桿正向旋轉(zhuǎn)下壓；
6)注漿通過鉆機(jī)的機(jī)身鉆桿將水下錨桿下壓，錨桿孔口的阻塞器配合限位板變形將孔口阻塞，然后通過灌漿泵及鉆桿對水下中空錨桿進(jìn)行注漿，充填錨桿孔內(nèi)的空隙以及混凝土板底的脫孔區(qū)，所用的水泥漿的水灰比為0.7:1 ;
7)退除鉆桿及套管此時(shí)錨桿的單向止退裝置在錨桿孔壁上卡緊限制錨桿旋轉(zhuǎn)，使得將水下錨桿與鉆桿分離，拆除鉆桿及套管，完成水下錨桿的施工。由于位于消力池部位，為防止錨桿孔被高速水流沖刷破壞，對每個(gè)錨桿孔口有潛水員采用水下環(huán)氧膠泥封孔。
[0021]在對消力池底板混凝土采取水下錨桿加固施工結(jié)束后，通過取芯檢查，混凝土底板下的脫空層灌注飽滿；鉆孔對水下錨桿施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，錨桿孔內(nèi)水泥漿結(jié)石充填飽滿，錨桿施工質(zhì)量良好。
[0022]實(shí)施例3:
興隆水利樞紐施工中，電站引水渠混凝土底板擾動(dòng)破壞，部分混凝土底板抬動(dòng)破壞，底板下部存在粉細(xì)砂流失后形成的局部空腔，進(jìn)行水下修復(fù)后需要在引水渠表面布置錨桿進(jìn)行加固。如圖1所示，其錨桿布置的具體步驟為:
1)施工平臺定位在待施工點(diǎn)的水面上設(shè)置水上施工平臺，用于放置鉆機(jī)及灌漿
栗;
2)鉆孔放樣在原混凝土底板上方的模袋混凝土層進(jìn)行鉆孔放樣，確定鉆孔孔位；
3)水下套管安裝孔位放樣完畢后，先采用套管作為鉆桿，并在套管底部安裝金剛石鉆頭，鉆入模袋混凝土層中12cm，將套管的底部固定在該混凝土層內(nèi)，套管的頂端露出水面，并依托附近的墩船設(shè)置用于防止套管在平面方向過大移動(dòng)的限位圈，形成一個(gè)水底至水面的水下套管孔；
4)鉆孔選取比套管管徑小的鉆桿及鉆頭，穿過套管孔進(jìn)行鉆孔，鉆孔依次穿過模袋混凝土層、碎石層、鋼筋混凝土板進(jìn)入粉細(xì)沙層中2m ；
5)水下錨桿安裝鉆孔完畢后提起鉆桿及鉆頭，在鉆桿底端連接中空錨桿，鉆桿底端的外層設(shè)有可卡緊錨桿孔的橡膠塞和限位板，鉆機(jī)鉆桿帶動(dòng)錨桿鉆入步驟4)中所述的粉細(xì)砂層，橡膠塞的外徑大于錨桿孔的孔徑，橡膠塞接觸錨桿孔的孔口時(shí)，由于限位板的配合進(jìn)行變形，卡緊錨桿孔，使得水下錨桿安裝到位，水下錨桿上設(shè)有控制其單向轉(zhuǎn)動(dòng)的單向止退裝置，使得錨桿僅能配合鉆桿正向旋轉(zhuǎn)下壓;
6)注漿通過鉆機(jī)的機(jī)身鉆桿將水下錨桿下壓，錨桿孔口的阻塞器配合限位板變形將孔口阻塞，然后通過灌漿泵及鉆桿對水下中空錨桿進(jìn)行注漿，充填錨桿孔內(nèi)的空隙以及混凝土板底的脫孔區(qū)，先用水灰比為0.8:1的水泥漿進(jìn)行灌注，使得水泥漿能夠充分滲入細(xì)砂層中，后逐步提高漿液濃度至水灰比為0.5:1，進(jìn)行封孔；
7)退除鉆桿及套管此時(shí)錨桿的單向止退裝置在錨桿孔壁上卡緊限制錨桿旋轉(zhuǎn)，使得將水下錨桿與鉆桿分離，拆除鉆桿及套管，完成水下錨桿的施工。
[0023]在水下錨桿施工結(jié)束后，通過潛水員對水下錨桿施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，錨桿在孔口和模袋混凝土平齊，安裝位置準(zhǔn)確。另外通過鉆孔取芯檢查灌注水泥漿質(zhì)量，錨桿孔內(nèi)水泥漿充填飽滿。證明本方案中錨桿施工技術(shù)取得了很好的效果，滿足了工程實(shí)際需要。
【權(quán)利要求】
1.一種水下錨桿施工方法，其特征在于:具體包括以下步驟: 1)施工平臺定位在待施工點(diǎn)上方的水面上設(shè)置水上施工平臺，用于放置鉆機(jī)及灌漿泵； 2)鉆孔放樣在原混凝土底板上方的模袋混凝土層進(jìn)行鉆孔放樣，確定鉆孔孔位； 3)水下套管安裝孔位放樣完畢后，先在套管底部安裝同口徑鉆頭，采用套管根據(jù)孔位直接鉆孔，套管直徑大于錨桿孔孔徑，當(dāng)鉆頭鉆入模袋混凝土層10?15cm后停止鉆孔，將套管水上管口固定；這樣套管底端的金剛石鉆頭嵌入混凝土中，頂端露出水面，形成一個(gè)水底至水面的水下套管孔； 4)鉆孔選取比套管管徑小的鉆桿及鉆頭，穿過套管孔進(jìn)行鉆孔，所鉆孔為錨桿孔，錨桿孔依次穿過模袋混凝土層、碎石層、鋼筋混凝土板后進(jìn)入粉細(xì)沙層，其中鉆入粉細(xì)沙層中的深度為1.5?1.6m ; 5)水下錨桿安裝鉆孔完畢后提起鉆桿及鉆頭，在鉆桿底端連接中空錨桿，鉆桿底端的外層設(shè)有可卡緊錨桿孔的橡膠塞和限位板，鉆機(jī)鉆桿帶動(dòng)錨桿鉆入步驟4)中所述的粉細(xì)砂層，水下錨桿安裝到位； 6)注漿通過鉆機(jī)的機(jī)身鉆桿將水下錨桿下壓，錨桿孔口的阻塞器配合限位板變形將孔口阻塞，然后通過灌漿泵及鉆桿對水下中空錨桿進(jìn)行注漿，充填錨桿孔內(nèi)的空隙以及混凝土板底的脫孔區(qū)； 7)退除鉆桿及套管注漿結(jié)束后，將水下錨桿與鉆桿分離，拆除鉆桿及套管，完成水下錨桿的施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下錨桿施工方法，其特征在于:步驟I)中所述的水上施工平臺采用浮筒制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下錨桿施工方法，其特征在于:步驟2)所述鉆孔放樣時(shí)，采取GPS和激光測距儀進(jìn)行水面量測確定鉆孔的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下錨桿施工方法，其特征在于:所述的水下套管的上方設(shè)有限位圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下錨桿施工方法，其特征在于:步驟3)中套管底部安裝的鉆頭為金剛石鉆頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下錨桿施工方法，其特征在于:步驟6)中注漿時(shí)選用水灰比為0.5?0.7:1的水泥楽:進(jìn)行灌注。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的水下錨桿施工方法，其特征在于:所述中空錨桿上設(shè)有單向止退裝置，通過其控制錨桿的單向轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的水下錨桿施工方法，其特征在于:步驟3)中水下套管的直徑為90mm,步驟4)中鉆孔時(shí),采用Φ 50mm的鉆桿配Φ75ι?πι的金剛石鉆頭進(jìn)行鉆孔。
【文檔編號】E02D5/74GK103669347SQ201310747768
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】程雪軍, 劉小江, 郭紅亮, 劉先斌 申請人:葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司