【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁建设，特别是指粘土层中双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构及其施工方法。
技术介绍
1、目前，在跨越各江河湖海大桥的修建过程中，对大型桥梁深水基础承台施工挡水设备，设备现阶段采用的是单壁钢围堰或双壁钢围堰，在大型涉深水桥梁的承台设计中，为保证通航的需要而将承台设计在河床冲刷线以下，增大了施工的难度，现场施工过程中为了增大围堰的刚度和下沉力，往往采取双壁钢围堰法进行承台施工。由于双壁钢围堰在下放过程中受到河床以下地质的影响较大，特别是遇到特殊工况导致难以下沉甚至卡死的情况下，“卡死”后无法下沉至指定位置。所述卡死状态是指在双壁钢围堰体内注水、灌注混凝土等增加围堰的自重后，双壁钢围堰仍旧无法下沉，另外根据施工时对周边土体进行勘探，发现该土层为硬塑性粘土，内有大量钙质结核物，同时施工时在围堰的外部进行了环封混凝土，围堰下沉系数小于1.0，判定双壁钢围堰已经无法下沉。
2、公开号为cn105649094a的专利公开了一种深水基础承台施工用三壁钢围堰，包括围堰主体、以及围堰主体内侧顶部的内支撑架、以及设置在内支撑架上的工作平台；所述围堰主体由外至内依次包括外壁、中间壁和内壁；所述外壁与中间壁等高，二者间设有加强肋板；所述内壁低于所述中间壁，二者之间设有混凝土浇筑层；所述围堰主体内侧底部位置设有承台，该承台底部设有若干混凝土浇筑桩。围堰主体、内壁与中间壁之间的混凝土浇筑层、以及基岩三者形成一个整体，结构更加坚固，更能满足水比较深、流速比较大的施工工况。
3、上述专利采用双壁钢围堰套混凝土挡墙的方式进行施
技术实现思路
1、本专利技术提出双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构及其施工方法，解决了现有技术中双壁钢围堰因特殊原因卡死后无法下放至设计标高而止水困难的问题，同时避免了现有技术中钢围堰套设混凝土挡墙占用双壁钢围堰内部空间，影响承台施工的问题。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，包括双壁钢围堰，所述双壁钢围堰的下方设有浇筑槽，所述浇筑槽内浇筑有接长结构，所述接长结构与双壁钢围堰的刃脚连接。接长结构对双壁钢围堰下部进行接长，使双壁钢围堰在未下降至设计标高时，通过接长结构对双壁钢围堰的下部进行密封，实现围堰结构达到设计高程，消除阻挡物对双壁钢围堰的影响，并且接长结构能够适应不同形状的阻挡物，止水效果好，具有较强的适用性。
4、所述接长结构的底面高度不高于双壁钢围堰的底部设计高程，接长结构与浇筑槽的基底紧密连接。接长结构与双壁钢围堰连接为一体后，接长结构作为围堰进行使用，使围堰到达指定标高。
5、所述接长结构包括混凝土层和浆液层，混凝土层位于浆液层的上方，混凝土层与双壁钢围堰的刃脚连接。浆液层对混凝土层和浇筑槽的底部之间的缝隙进行止水密封，进而保证接长结构具有较好的止水性能。
6、所述浆液层内预埋有注浆导管；注浆导管为u型管，u型管的底部两侧设有均匀布置的出浆孔，u型管的注浆口与压浆导管可拆卸连接，u型管的排水口与堵头可拆卸连接。u型管的横向部分位于浇筑槽的底部的土体中，注浆时，先压注浆液从出浆孔排出，然后立即用堵头封闭排水口，再开始缓慢注浆，加压至注浆所需的压力值，稳压一定时间，并且循环1至2次，从而保证注浆液充分渗透入混凝土层下部的土体中，增强接长结构的强度和密封性，从而防止水通过混凝土层的薄弱地带渗入双壁钢围堰内。
7、所述注浆口和排水口向上伸出接长结构的顶面。在进行注浆时，压浆导管和注浆口连接，然后压浆机通过压浆导管进行压浆，浆液将注浆管内的水通过排水口排出注浆管，并在水体排出后通过堵头将排水口进行封堵，保证注浆压入土体的全部为注浆液。
8、一种所述双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构的施工方法，包括以下步骤：
9、s1，双壁钢围堰处于下沉卡死状态，挖掘双壁钢围堰内侧的土体直至土体基底高度与双壁钢围堰刃脚顶部高度齐平；所述卡死状态是指向双壁钢围堰体内注水、灌注混凝土等增加双壁钢围堰的自重后，双壁钢围堰仍旧无法下沉的情况；确定双壁钢围堰下侧存在阻挡物阻止双壁钢围堰下降至设计标高，并且因特殊情况无法清除。
10、s2，沿双壁钢围堰的内侧边沿钻孔，各个钻孔相连通形成矩形槽体；矩形槽体做为清理刃脚下土体的作业空间，槽体高度有限且自身可稳定，可形成安全的工作环境。
11、s3，潜水员在水下对矩形槽体侧边土体进行挖掘清理形成浇筑槽；潜水员携带高压水刀或风镐冲洗双壁钢围堰刃脚或冲击刃脚的下的次坚硬土体，确保槽体的连续，断面面积不小于设计断面的70%并且矩形槽体内应无软弱泥覆盖。
12、s4，在浇筑槽底部埋设注浆导管，向浇筑槽内浇筑混凝土形成接长结构的混凝土层；混凝土浇筑时分区域采用赶浆法水下浇筑，并且在浇筑时需要控制接长结构混凝土层的浇筑高度，避免增加接长结构的混凝土层顶面过高而增加抽水后凿除的工作量，保证后续承台施工的顺利进行。
13、s5，通过注浆导管对混凝土层下部土体进行注浆作业，形成接长结构的浆液层；在混凝土层的强度达到要求强度后通过注浆机向注浆导管内压注浆液，进行注浆作业形成浆液层，浆液层能够增强混凝土层与下部土体之间密封性，进而增强接长结构的止水能力。
14、s6，抽出双壁钢围堰内侧的水，从上往下依次在双壁钢围堰内侧安装钢围堰内撑，挖掘双壁钢围堰内侧的土体至设计高程，对接长结构凸出双壁钢围堰内壁的部分进行去除，整理后浇筑混凝土垫层。浇筑时根据需要预留积水井，采用水泵向外定时排出基坑内的积水，进而形成承台施工的无水安全环境。双壁钢围堰内侧的水抽出后，钢围堰内撑顶紧双壁钢围堰的内壁，防止双壁钢围堰在水压的作用下发生倾倒的情况，保证承台施工安全。
15、在s1中，双壁钢围堰内土体挖掘后，土体基底标高为混凝土接长结构顶面的标高；采用长臂挖机和绞吸泵进行软弱层的开挖，或采用旋挖钻机旋挖取土后，利用绞吸泵、空气吸泥机和长臂挖机进行土体抽挖。仅对双壁钢围堰内侧的土体进行挖掘，此时双壁钢围堰内侧仍然有水，避免双壁钢围堰内外两侧水压不平衡造成双壁钢围堰倾倒的情况。
16、在s2中，采用旋挖钻机沿双壁钢围堰的内侧边沿进行咬合钻孔，矩形槽体的槽底高度为双壁钢围堰的底部设计标高。旋挖钻机钻孔时采用咬合桩成槽的施工工艺，即相邻两个钻孔之间部分圆周相嵌，保证各个钻孔连通形成矩形槽体。
17、在s3中，矩形沟槽稳定后，潜水员对双壁钢围堰下方的土体进行挖掘，并对双壁钢围堰下方无法挖除的阻挡物的表面进行清理。土体挖掘后保证浇筑槽的断面面积不小于设计断面的70%，并使接长结构与双壁钢围堰的刃脚完全连接。
18、在s4中，在浇筑槽内分若干个区域进行混凝土层的浇筑，通过混凝土导管进行赶浆法水下灌注混凝土作业，混凝土层浇筑的交接地带与注浆导管中间位置对应。混凝土层浇筑的交本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，包括双壁钢围堰（2），所述双壁钢围堰（2）的下方设有浇筑槽（10），所述浇筑槽（10）内浇筑有接长结构（13），所述接长结构（13）与双壁钢围堰（2）的刃脚连接。
2.根据权利要求1所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，所述接长结构（13）的底面高度不高于双壁钢围堰（2）的底部设计高程，接长结构（13）与浇筑槽（10）的基底紧密连接。
3.根据权利要求1或2所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，所述接长结构（13）包括混凝土层（131）和浆液层（132），混凝土层（131）位于浆液层（132）的上方，混凝土层（131）与双壁钢围堰（2）的刃脚连接。
4.根据权利要求3所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，浆液层（132）内预埋有注浆导管（14）；注浆导管（14）为U型管，U型管的底部两侧设有均匀布置的出浆孔（143），U型管的注浆口（141）与压浆导管可拆卸连接，U型管的排水口（142）与堵头可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的双壁钢围堰下
6.一种如权利要求1~5任一项所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构的施工方法，其特征在于，在S1中，双壁钢围堰（2）内土体挖掘后，土体基底标高为混凝土接长结构（13）顶面的标高；采用长臂挖机和绞吸泵进行软弱层的开挖，或采用旋挖钻机旋挖取土后，利用绞吸泵、空气吸泥机和长臂挖机进行土体抽挖。
8.根据权利要求6所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构的施工方法，其特征在于，在S2中，采用旋挖钻机（8）沿双壁钢围堰（2）的内侧边沿进行咬合钻孔，矩形槽体（9）的槽底高度为双壁钢围堰（2）的底部设计标高。
9.根据权利要求7或8所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构的施工方法，其特征在于，在S3中，矩形沟槽（9）稳定后，潜水员对双壁钢围堰（2）下方的土体进行挖掘，并对双壁钢围堰（2）下方阻挡物的表面进行清理。
10.根据权利要求9所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构的施工方法，其特征在于，在S4中，在浇筑槽（10）内分若干个区域进行混凝土层（131）的浇筑，通过混凝土导管（12）进行赶浆法水下灌注混凝土施工作业，混凝土层（131）浇筑的交接地带与注浆导管（14）中间位置对应。
...【技术特征摘要】
1.双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，包括双壁钢围堰（2），所述双壁钢围堰（2）的下方设有浇筑槽（10），所述浇筑槽（10）内浇筑有接长结构（13），所述接长结构（13）与双壁钢围堰（2）的刃脚连接。
2.根据权利要求1所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，所述接长结构（13）的底面高度不高于双壁钢围堰（2）的底部设计高程，接长结构（13）与浇筑槽（10）的基底紧密连接。
3.根据权利要求1或2所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，所述接长结构（13）包括混凝土层（131）和浆液层（132），混凝土层（131）位于浆液层（132）的上方，混凝土层（131）与双壁钢围堰（2）的刃脚连接。
4.根据权利要求3所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，浆液层（132）内预埋有注浆导管（14）；注浆导管（14）为u型管，u型管的底部两侧设有均匀布置的出浆孔（143），u型管的注浆口（141）与压浆导管可拆卸连接，u型管的排水口（142）与堵头可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的双壁钢围堰下沉卡死后水下接长结构，其特征在于，注浆口（141）和排水口（142）向上伸出接长结构（13）的顶面。
6.一种如...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔长庆，杨雷，白鹏俊，胡志广，任化庆，田书广，杨建国，邢如祥，向家炳，崔博云，
申请(专利权)人：中铁十五局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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