阳泉市水下捆绑公司共创未来15805100866技术咨询 (二)非着床型钢围堰——有底钢吊箱围堰 非着床型钢围堰即通常所说的钢吊箱围堰,一般适用于承台底面高于河床面的深水基础施工,如军山长江大桥主墩基础、润扬大桥C1标主墩基础、南京三桥主墩基础以及杭洲湾大桥Ⅴ标基础施工等,其共同特点是墩位处水深流急、河床冲刷较大、承台底面均高于河床面,为了方便承台施工、节省钢围堰材料的投入,均采用有底钢吊箱围堰。 非着床型钢围堰(钢吊箱围堰) 钢吊箱围堰总高度由封底混凝土的厚度和施工期承受的最大水头高度共同决定,钢吊箱围堰分双壁和单壁二种结构,具体采用哪种结构型式通常由施工期间围堰所受到的水头压力决定。 对于内陆河流中的深水基础,由于受到冬枯夏洪的影响导致水位变化幅度较大,洪水期钢围堰需承受较大的水流力和水头压力,一般采用双壁结构可保证钢围堰有足够的刚度以满足渡洪需要。对于杭洲湾大桥这样处于外海区域内的桥梁基础施工,虽然海况较复杂,但与内陆河流比较,在正常施工情况下其水位变化幅度不大且有规律可循,施工过程中可根据气象预报避开台风等恶劣天气的影响,在进行钢围堰设计时一般只考虑承受潮汐和波浪力的作用,与内河围堰相比较,后者对壁体刚度的要求小得多,采用单壁结构可满足刚度要求。 不管是单壁或双壁结构,钢吊箱围堰均由壁体、底板、撑杆、拉压杆等组成。同着床型双壁钢围堰一样,双壁钢吊箱围堰的壁体厚度通常大于80cm,一般在100cm-150cm之间。单壁钢吊箱围堰的壁体结构较简单,通常由钢板、纵向次梁、环板及支撑桁架组成,根据需要可在单壁壁体外侧嵌入隔热材料以加强对承台混凝土的保温养护,如杭州湾大桥单壁钢吊箱围堰的设计时,就采用了在吊箱单壁外侧(承台范围内)加设一层3mm钢板,通过向钢板与侧壁面板间的夹壁内注射“聚氨脂硬质泡沫塑料”(俗称液体泡沫)达到隔热保温的目的。钢吊箱底板均由面板、主梁和次梁组成。
为探索并寻求解决这些问题的答案,解决海洋油气勘探、生产实践中所遇到的具体问题,各国与海洋开发有关的研究机构便如雨后春笋般地涌现出来。
阳泉市水下捆绑公司共创未来15805100866技术咨询 五、质量要求 材料:50×50mm遇水膨胀止水条、YHJ-10.1三元乙丙橡胶防水卷材、双组份聚氨酯密封膏必须提供检验报告,使用说明,经甲方认可方可使用。 六、成品保护措施 防水层的成品保护工作非常重要,在施工期间,必须制定有针对性的保护措施,非防水施工人员不得进入。 1、传统堵漏的方法,是将裂缝或漏水处凿开,进行表面堵漏,但结果往往是堵住这里,那里又开始渗漏。因为水可以在砼内部裂缝中无规则运动,从相对薄弱部位渗出。 2、化学灌浆一般是指将由化学材料配制的浆液,通过钻孔埋设灌浆嘴,使用压力将其注入结构裂缝中,使其扩散、凝固,达到防水、堵漏、补强、加固的目的。常用于修补较深的砼结构裂缝。根据灌浆的压力和速度,可分为高压快速灌浆法和低压慢速灌浆法。目前,化学灌浆法已被广泛地应用于大坝坝基、基础加固和防渗、地下工程水库坝体漏水处理-水库坝体堵漏-水库坝体补漏、混凝土缺陷修复等诸多工程领域。 3.渗漏水,应沿缝隙内剔成沟槽,清理干净,嵌填密封材料,用速凝堵漏材料在沟槽中埋设注浆嘴,灌注高分子化学灌浆材料堵漏止水;经检查无渗漏后,嵌填密封材料,并用聚合物水泥砂浆找平,并设置柔性涂膜防水层。 4.伸缩缝应嵌填遇水膨胀止水条。 公司专利技术:高分子防水堵漏灌浆性能介绍 1、以多种进口化学材料配制成A、B两液,根据施工水流压力大小配比制成粘度几乎与水相同的液体,渗透性好,能注入0.1毫米砼细缝中,在水压和十分潮湿的环境下迅速凝聚。 2、凝结时间可随配比准确地控制在数秒种或几分钟内,在水速压力大小、水流量多的情况下迅速凝结。 3、抗渗性好、干缩后遇水膨胀、不溶于水、煤油、汽油等有机溶剂、能耐酸、碱、细菌的侵蚀,该材料能有效解决各种维修,亦不受大气后条件的影响,有一定强度、弹性和变压,用特定的高压灌浆设备、等量注入渗漏部位,使其贯穿裂缝与土壤之间的颗粒结合在一起,有效的封闭混凝土裂缝和毛细孔提高了土壤的承载能力,最终保质使用十年以上不再渗漏,从而达到彻底止水之目的,免除了建筑企业及业主方漏水之愁! 4、抗拉性强,被堵漏施工过的裂缝口,以后再出现正常沉降或错位裂缝也同样不会漏水。 工程现状 某电厂循环水池出现大面积渗水,现我方技术人员经过现场勘察,特制定出一套切实可行的施工方案。
有人潜水技术和装备。从世界水下工程技术的发展历程来看,?20世纪60~70年代水下工程技术的研究重点围绕着解决海洋油气勘探生产中的水下作业技术(即有人潜水技术和装备),以及由此引发的一系列的生理医学和安全问题。一些潜水技术较先进的国家开展了一系列生物医学实验,进行了以增加潜水深度和延伸有效作业时间为方向的研究,提高潜水员向大深度海洋进军的能力。同时,在工程技术上解决了潜水设备系统、作业母船、深潜水装具之后,终于使潜水技术出现了划时代的飞跃。
常压潜水系统。研究表明,潜水员从事有效的潜水作业深度很难超过400~600?m。为了适应海洋开发水下施工对潜水技术的需求,常压潜水系统的研究和使用应运而生。在单人常压潜水系统中,最典型的代表就是JAM型、WASP型和SPIDER型等带缆单人常压铠装潜水服(ADS)和Mantis型系缆单人常压潜水器。21世纪初,美国Oceaneening公司利用WASP形单人常压潜水系统与大功率作业型无人遥控潜水器(ROV)配合,在645?m水深切除受损的海底管段,安装Smart接头,成功地完成直径8英尺海底管线的维修作业。目前,单人常压潜水系统的最佳潜水深度一般在150~600?m。
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三、双壁钢围堰法修筑基础施工要点
1、围堰应根据工地起重运输条件,分层分块制造。块件应在胎具上焊接组拼,壁板应用夹具夹紧,防止焊接变形。焊接时由于焊接变形的不可避免性,因此应采取有效措施,避免过大的焊接变形,以及制定相应的对变形的矫正措施和方法。
2、围堰的浮运应根据潮水涨落规律来决定,围堰在浮运过程中处于悬浮运动状态,对水的冲击和浪涌比较敏感,应采取有效措施保持稳定和位置的准确。
3、围堰各层拼装时,以竣工底节的实际中心线为准,要求围堰上口半径的误差不大于30㎜.内外壁板允许互相搭接,亦可加盖板焊接,但上下层舱板应对准,所有搭接缝应满焊,并经煤油渗透水密试验,确保不漏水。
4、围堰在着床前,受水流影响,河床必然在一定程度和一定范围上受到冲刷,为了减少冲刷,可以采取抛一定数量大小均匀的碎石或卵石,以保护河床,减少局部冲刷。
5、采用围堰内壁舱注水压重下沉的方法进行围堰着床时,应同时启动几台水泵均匀对称向各个对应隔舱注水,以尽快着床。着床过程中,发现刃脚有部分着床而大部分任然悬空时,可采取局部吸泥,使得刃脚全部嵌入河床,待围堰着床达到稳定后,再接高下一节围堰。
6、当围堰下层困难时,为加大沉降系数及加强围堰抽水时的结构强度,可在围堰井壁内从刃脚起一定高度内灌注水下混凝土。水下混凝土灌注高度应满足下列要求:围堰自重能够满足沉降要求;围堰内抽水时的水位要求;围堰水下切割后最低水位要求。
7、围堰在覆盖层中下沉,初期应以纠偏为主;下沉中期及后期以纠正倾斜为主;当围堰接近设计标高时以清基为主。
8、围堰封底前,应将护筒与护筒之间、护筒与围堰设置支撑予以固定,以防变形和变位。护筒与基岩间缝隙也应堵住。
9、钢围堰的烧割亦在围堰内进行。由于钢壳内填充的混凝土表面不平整,一般烧割线距离混凝土面不宜低于1米,同时应沿烧割线先焊接一圈钢筋,以便潜水工能够准确摸到烧割位置。
10、围堰烧割成上下两半节时,上节围堰受到水流冲击将向下游移动,而且在围堰断开的一瞬间突然移动,为了使潜水员安全施工,可以在烧割线的上下各焊接一个连接件,其间以倒插螺杆连接,并能够承受水平力,起吊围堰时,可以将螺杆拔出,同时用方木将围堰上节支撑于礅身,以防止围堰倾倒。
?据不完全统计,?20世纪70年代末至80年代初,为了开展潜水及水下作业技术装备的研究和开发,世界各国纷纷投入巨资,相继建造了80多套实验模拟系统。最高压力在3MPa以上的深海潜水模拟舱群就有30多座。其中,载人舱的最高压力达到17MPa(加拿大国防与民用环境医学研究所,DCIEM),动物舱的最高压力30MPa(英国牛津大学),设备实验舱的最高压力156MPa(日本海洋技术中心,?Jamstec)。
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可以说,从20世纪60年代中期至90年代的近30年里,是世界潜水技术发展最快的一个时期。目前,常规潜水技术和装备都已达到了一个相当成熟的阶段。常规空气潜水的最大作业深度为60?m左右,氦氧常规潜水能够完成深度为60~150?m(较多在120?m以浅)的各项水下作业任务。对于潜水深度更大、水下工作时间更长的深海潜水作业任务,则通常采用饱和潜水技术。
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一、围堰的类型
目前,围堰主要有以下几种:钢板桩围堰、混凝土围堰、钢套箱围堰以及钢-混凝土组合结构围堰。其中,钢板桩围堰主要为单壁结构;混凝土围堰又分为重力式钢筋混凝土围堰和双层薄壁钢筋混凝土围堰;钢套箱围堰又分为单壁、双壁以及单双壁组合式钢围堰;钢-混凝土组合结构围堰也可分为上钢下混凝土、下钢上混凝土形式。每种围堰都有自己的特点和适用条件,因此需根据各自的水文、地质、材料价格以及设备情况等比选而定。下面分别就每种围堰的结构形式及适用条件结合实例加以综述。
二、钢板桩围堰
钢板桩围堰是一种比较传统的深水基础施工方法。钢板桩是从国外引进的一种制式产品,我系统主要为德国拉森式钢板桩。钢板桩可以打入上中或连到物件上,组成承载及防水结构,工作结束后,拔出或拆下重复使用。
1.结构型式及特点
钢板桩围堰一般采用单壁的矩形、圆形等结构形式,内部根据水位情况设置支撑,该围堰因为是重复使用,因此,一般没有封底混凝土;它是一种施工简单、快捷、成本较低的围堰形式。但是,该围堰也有其很大的局限性,其一,由于是组拼式结构,整体刚度较小,因此其抗水流及冲刷能力差,不宜于在流速较大的情况下使用;其二,由于其本身强度、刚度局限,在承台较深时,需设置强而密的支撑,对后续的承台及墩身施工干扰很大,因此,不宜于在水位较高的情况下使用;其三,因为要重复使用,不宜灌注封底混凝土,因此,在既要满足底部支撑力,又要满足较小渗流的情况下,对河床提出了较高的要求,因此,不宜在透水性强,承载力小的地层条件下使用。
2.施工工艺及施工要点
(1)施工工艺流程(图1)
(2)施工要点
a.插打钢板桩
应用固定的临时导向架插打钢板桩,在稳定的条件下安置桩锤。一般宜插桩到全部合龙,然后再分段、分次打到标高。插桩顺序,在无潮汐河流一般是从上游中间开始分两侧对称插打至下游合龙,在潮汐河流,有两个流向的关系,为减少水流阻力,可采取从侧面开始,向上、下游插打,在另一侧合龙。桩锤一般采用振动桩锤。
b.堵漏
钢板桩插打到位后,可在其外侧围一圈彩条布,在布的下端绑扎钢管沉入河床,并用砂袋压住,堰内抽水时,外侧水压可将彩条布紧贴板桩,起到一定的防水作用;在板桩侧锁口不密的漏水处用棉砂嵌塞,堵漏效果明显。
c.吸泥、硬化基层
在水抽干后,即可人工挖泥,或不抽水采用高压水枪配合泥浆泵吸泥至设计标高,之后回填片石,浇注30cm的混凝土硬化基底,,进行承台施工。
无人潜水技术。从20世纪70~80年代初期,由于欧洲北海油气资源的开发,迫切需要解决水下勘探、采油生产及输送等生产实际问题。而当时人们对于人类在水下的承受能力尚认识不足,在生产实践中潜水疾病及事故频频发生,且又缺乏必要的研究手段。为了创造一个与水下环境相类似的实验条件,先后成立的水下技术实验研究机构纷纷筹建高气压舱群,开展有关人体生理学研究及水下作业技术装备的开发和实验。阳泉市水下捆绑公司共创未来15805100866技术咨询
杭州湾大桥Ⅴ标单壁钢吊箱保温层构造示意图
(1)钢围堰的拼装
同着床型钢围堰相比较,双壁钢吊箱围堰的高度较小,一般分节不超过2节,其拼装方式、运输及吊装等基本同着床型钢围堰施工:既可拼装后整体吊装,又可以先加工成块件现场拼装、利用葫芦起吊、注水下沉,不同的是钢吊箱围堰带有底板,因而二者施工工艺又有所不同。
1)在岸上或驳船上拼装成整体的钢吊箱围堰,在吊装前需精确测出桩身偏差及倾斜度等参数,根据钢护筒顶口及吊箱底板设计高程处的平面桩位,采用“投影法”在吊箱底板上预留长圆形(两端为半圆形、中间为矩形)孔洞,以便钢吊箱下放到位,防止钢吊箱在下放过程中被群桩“卡”住;
2)钢吊箱围堰采取在现场拼装时,其底板开孔较容易控制,可根据现场桩位的偏位及倾斜情况预留孔洞,方法同上;
3)双壁钢吊箱整体吊装时需在壁体内侧增加纵横支撑,防止在吊装过程中围堰发生较大变形,对于单壁围堰由于其壁体刚度较小,吊装时尤其要采取可靠支撑,必要时可采用吊具吊装;
4)双壁钢吊箱吊放入水后可利用其自身受到的浮力自浮,通过向壁仓内注水或增加配重调整钢吊箱的入水深度。单壁钢围堰由于没有壁体空腔,不能满足自浮要求,因此在设计时一般采取在吊箱顶部设置钢挑梁,利用挑梁将钢吊箱悬挂于钢护筒上直接定位。
(2)钢吊箱围堰的就位、固定
钢吊箱围堰与着床型钢围堰除了有底或无底的区别外,拉压杆的使用也是钢吊箱围堰与着床型钢围堰的重要区别。
1)拉压杆
拉压杆在钢吊箱围堰的定位过程中起到平衡吊箱重力、封底混凝土重力及所受浮力的作用,拉压杆的设计必须满足吊箱围堰封底、围堰内排水等不同工况下的受力要求。为方便拉压杆调整角度,通常将拉压杆下端与套箱底板采用转铰连接。
2)钢吊箱入水、定位
钢吊箱吊放入水后,通过向壁仓注水使之下沉。对于高度较大、分层拼装下放的钢吊箱,施工时先将拉压杆下端与钢吊箱底板铰接固定,当首节吊箱入水下沉至预定高程后,吊装拼焊下节吊箱,然后重复前述操作向壁仓注水使之下沉,拉压杆随着吊箱的分次接高相应依次接长。
钢吊箱到达设计高度、精确定位后,将拉压杆与钢护筒(钢管桩)顶面的“十”字撑杆焊接固定,通过拉压杆将钢吊箱所受的力传递到钢护筒(钢管桩)上。
(3)底板封孔
钢吊箱安装完成后,潜水员水下用环形(半环形、二只)封堵板封堵吊箱底板与钢护筒(或钢管桩)之间的缝隙。二块封堵板间用螺栓连接固定,封堵板与吊箱底板间加装一层橡胶垫片以利止水。
(4)水下混凝土封底
底板封孔完成后采用竖管法浇注水下封底混凝土,混凝土由中央集料斗统一供料,沿溜槽流向要浇注的导管。
钢吊箱水下封底混凝土直接浇注在吊箱底板上,封底施工质量比着床型钢围堰封底施工易于控制,因此钢吊箱围堰的水下混凝土封底厚度相对着床型钢围堰而言可适当减小。
围堰结构的类型是多种多样的,除钢围堰外,还有板桩围堰、钢筋混凝土围堰等,无论哪种结构型式的围堰,其目的都是为了止水,以实现承台干施工的作业环境。工程施工中采用哪种类型的围堰通常会受到工程规模、工程进度的影响,只有经过多方技术论证、进行经济比较后方可决定所采用方案的合理性,满足既保证工程质量、又降低工程投入、加快施工进度的总体目标。
与此同时,也开始开发无人遥控潜水器(ROV),但由于受技术条件的限制,无人遥控潜水器的应用非常有限。从潜水及生理学的角度看,?20世纪70年代为解决潜水员高压神经综合症(HPNS),开展了深入的生理学研究,并提出了一些预防措施。但对于深度大于457?m的潜水,仍然无法控制高压神经综合症对潜水员的影响。
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“贴”是指在混凝土表面粘贴防水卷材,一般用于大面积混凝土的防渗处理,如屋面和大坝坝面的防水处理。防水卷材有多种材质,如橡胶防水卷材、改性沥青防水卷材等。一般来说橡胶防水卷材综合性能优异,但往往受胶粘剂的影响不容易与混凝土粘牢,从而导致实际防水效果不佳。而一般的改性沥青防水卷材必须加热施工,给施工造成一定的困难,而且它的综合性能也不太好。SR混凝土防渗保护盖片以SR塑性止水材料为防渗主体,以聚酯无纺布为增强体,它不仅保持了SR材料的基本特性,而且对混凝土表面具有保护功能,增加了混凝土防渗、抗裂、抗冻融和抗碳化的能力,可以延长混凝土的寿命,并且SR防渗盖片采用冷施工,且无污染,是一种新型有效的防水材料,若与HK963水下增厚环氧涂料配合使用还可以在水下直接粘贴在混凝土表面。其主要性能见表7。4.7水下处理技术与材料传统的防水材料,绝大多数与潮湿的混凝土不能很好地结合,因而对长期处于潮湿状态或水下的混凝土裂缝不能有效地进行处理,其中有一条重要原因是大多数防水材料均为有机高分子类材料,由于表面张力的不同,不能对潮湿表面进行很好的浸润,因而不能牢固地粘结。而水泥等无机类材料由于在水中易分散流失,且强度上升慢,因而也不能用于水下修补。近几年来,华东院科研所根据工程的需要,结合自身的特点,研制开发了一系列可在潮湿面及水中应用的防水材料,主要产品有SXM水下快速密封剂、PBM水下聚合物混凝土、SR水下嵌缝材料、SR水下防渗盖片、SX水下胶粘剂、HK水下增厚环氧涂料、HK-NDC水下不分散混凝土等。上述材料已在许多水利水电工程中应用,取得了满意的的效果,从而为解决混凝土渗漏水问题提供了更为广泛的选择。
以上分别介绍了几种常用的防渗堵漏所采用的方法和材料,在实际操作中,一般均需根据实际情况将几种方法有机结合起来,以达到最佳的防渗效果。5、渗漏综合治理技术的应用实例5.1盘道岭隧洞防渗加固处理
引大入秦工程是国家“八五”攻关重点项目,是一项从青海大通河到甘肃秦王川地区的大型引水工程。盘道岭隧洞是引大入秦灌溉工程总干渠上最长的无压引水隧洞,长15.7KM,成洞净宽4.2M,净高4.4M;工程采用新奥法设计和施工,由日本国株熊谷组中标承建,并于1992年建成。在工程施工期间及完工后,发现拱墙带及底拱衬砌混凝土产生了大量的水平和环向裂缝,危及隧洞的正常使用和安全运行,亟需进行渗漏处理和加固处理。为此,建设单位和设计单位经过反复调研,决定采用水溶性聚氨酯化灌材料和聚合物水泥砂浆PCCM对裂缝进行灌浆和嵌缝处理。其处理工艺如下:先沿缝切割或凿开一“V”型槽,混凝土表面清洗干净后用PCCM嵌缝,然后在缝侧打斜孔,埋设灌浆管,养护一周后,用LW和HW水溶性聚氨酯进行化灌处理,逐孔灌浆。该工艺操作简便,施工快捷,共处理裂缝8000余米,防渗效果极为显著。
在隧洞底板加固过程中,要在底板上浇注一层钢筋混凝土,原设计方案为在底板上凿毛、插筋,再浇混凝土。鉴于PCCM优良的粘结性能,后改为采用PCCM作为新老混凝土界面处理剂,省去了凿毛、插筋这道工序,省工省料。共处理一万多平方米,取得很好的效果。94年底防渗工程完成,并投入使用。
5.2柘溪水电站大坝1#、2#支墩劈头缝水下处理
柘溪水电站位于湖南省资水中游安化县境内,库容35.6亿m3,装机容量447.5MW,大坝溢流段由8个单支墩大头坝段组成,每个坝段宽16m,支墩底部厚8m,顶部最窄处厚5.52m,两岸非溢流段为宽缝重力坝,坝段宽l5m,最大坝高104m,坝顶全长330m。工程于1958年开始兴建,1961年蓄水,1962年发电。大坝各坝段混凝土在浇筑后不久即出现较多的表面裂缝,在以后的运行中,表面裂缝不断向下游发展,形成劈头裂缝,并于1969年6月、1977年5月和1983年2月出现三次较大的漏
水险情。针对这种情况,电站曾采用瓷泥、手抹环氧胶泥和压贴环氧砂浆块等材料多次进行水下堵漏处理,在当时取得较好的效果,但随着时间推移,原粘贴块普遍存在松动脱落现象。经1998年底至1999年初最后一次裂缝封堵,到2000年初漏水量又有所增大。为从根本上解决大坝裂缝漏水问题,柘溪水电站委拖托华东勘测设计研究院科研所进行水下处理方案的设计研究工作。