水利工程圓筒振動下沉施工工法

1、大直徑圓筒振動下沉工法大直徑圓筒振動下沉工法目 錄 二、工藝原理 一、概論 三、施工流程 四、配套設(shè)備 一、概論五、施工要點(diǎn)工法產(chǎn)生背景 大型深水碼頭、水工建筑物的需要 插入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu)對深厚軟土地基環(huán)境具有更好的適應(yīng)性，因此一直受到國內(nèi)外業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。 上世紀(jì)6080年代，前蘇聯(lián)以及烏克蘭黑海海運(yùn)設(shè)計(jì)院曾開展了大量科學(xué)研究和工程實(shí)踐。 1987年大阪修建海上世界級機(jī)場(3000萬人次/年，100億美元)，是大直徑圓筒結(jié)構(gòu)進(jìn)入水工結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的標(biāo)志性工程，關(guān)西機(jī)場于1994年投入使用。是構(gòu)建在復(fù)合地基上的插入式大直徑鋼質(zhì)圓筒岸壁結(jié)構(gòu)的典型案例。 2002年長江口航道整治二期導(dǎo)流堤試驗(yàn)段4

2、個直徑12m，高22.2m的混凝土結(jié)構(gòu)的大直徑圓筒工程實(shí)踐，是我國真正意義上大直徑圓筒振沉工藝的典型案例。 快速成島需求 工法產(chǎn)生背景 大型深水碼頭、水工建筑物的需要 深厚軟土地基有較好的適應(yīng)性 制造業(yè)的發(fā)展大型船機(jī)裝備的誕生 主要參數(shù)： 1、主鉤：21250t 2、變幅機(jī)構(gòu)的兩組鋼絲繩有一個帶保護(hù)機(jī)構(gòu)的“聯(lián)通結(jié)構(gòu)”，即：始終保持變輻繩受力均勻。 3、甲板錨機(jī)帶有鋼絲繩張力檢測機(jī)構(gòu)，能自動調(diào)整各錨機(jī)的受力。上救 ”大力號“ 2500t 全回轉(zhuǎn)起重船工法產(chǎn)生背景 工藝配套設(shè)備大型化大型工程船舶、大型振沉裝備 施工作業(yè)機(jī)械化、自動化程度高 主體結(jié)構(gòu)為無底、中空的大型圓筒 鋼結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu) 工藝流程簡

3、、操作容易 施工效率高、安全性好 施工質(zhì)量控制比較容易 由于施工工藝簡化，無需進(jìn)行常規(guī)的基礎(chǔ)處理，施工速度快、建設(shè)周期短，相對來講，降低了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 適用于淤泥或砂質(zhì)地質(zhì)條件下的防波堤、導(dǎo)堤、護(hù)岸、碼頭以及深水區(qū)的水工結(jié)構(gòu)物。目 錄 二、工藝原理 一、概論 三、施工流程四、配套設(shè)備 二、工藝原理五、施工要點(diǎn)無底大圓筒結(jié)構(gòu)在水工建筑物中出現(xiàn) ： 大圓筒結(jié)構(gòu)簡單、受力明晰、基礎(chǔ)基本無需處理、施工工序少，吸引了工程技術(shù)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和研究，并在早期進(jìn)行了大量的試驗(yàn)性工程的研究和探索。 作為一種永久性的水工建筑的結(jié)構(gòu)研究，早已取得了可喜的成果。但任何一個設(shè)計(jì)出的“實(shí)體結(jié)構(gòu)”，必然要有與之

4、相適應(yīng)的施工技術(shù)、工藝裝備相結(jié)合，才具有實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的的條件。否則“設(shè)計(jì)”本身就可能超越了現(xiàn)實(shí)、或者實(shí)施條件還不成熟。 試驗(yàn)性項(xiàng)目的“設(shè)計(jì)”也是與同時期探討和研究的“施工技術(shù)、工藝裝備”緊密相連的。 從1989年2000年這長達(dá)十多年的時間里，我國水運(yùn)工程的設(shè)計(jì)和施工領(lǐng)域就不斷對“大圓筒”進(jìn)行研究和探索。 由于當(dāng)時我國的鋼鐵價格相對比較高、裝備制造業(yè)水平還較低，因此筒體的材料基本走“鋼筋混凝土”路線；下沉工藝多考慮重塊壓沉法、真空聯(lián)合壓載法、筒內(nèi)直接掏挖取土下沉法等。 直到2001年長江口航道整治二期工程的方案設(shè)計(jì)時，才正式提出了采用大型液壓振動錘下沉大圓筒的工藝方案。但圓筒結(jié)構(gòu)仍采用“砼”。鋼

5、管樁、鋼護(hù)筒沉樁工藝 小圓筒 沖擊錘沉樁工藝武漢天心洲長江大橋主墩樁基鋼護(hù)筒 大直徑圓筒插入式大直徑圓筒樁振動下沉工藝 大圓筒 通過多臺振動錘產(chǎn)生的強(qiáng)大高頻（03000r/min）振動力，迫使筒壁周圍的土壤產(chǎn)生“液化、位移、松動“，在大直徑圓筒和錘體系統(tǒng)自重力的作用下，圓筒的筒體切入土層中，并達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)高。 配重塊目 錄 二、工藝原理 一、概論 三、施工流程四、配套設(shè)備 三、施工流程五、施工要點(diǎn) 根據(jù)圓筒振沉需要最大激振力，選型振動設(shè)備 對擬進(jìn)行施工的水域、航道等進(jìn)行調(diào)查以及實(shí)地考察 作業(yè)現(xiàn)場測量作業(yè) 大圓筒預(yù)制、運(yùn)輸 大圓筒振動下沉作業(yè)長江口河床需采用軟體排護(hù)底結(jié)構(gòu)4臺APE400型液壓錘

6、振沉砼大圓筒港珠澳大橋人工島施工8臺APE600型液壓錘振沉大圓筒目 錄 二、工藝原理 一、概論 三、施工流程四、配套設(shè)備 四、配套設(shè)備五、施工要點(diǎn) 振沉作業(yè)起重船選擇 目前大直徑圓筒的重量一般都在200600噸左右，配套的振動單元總重量100300噸左右。起重船的起重能力： （筒體重量+錘體單元重量） k= 起重能力 k 1.31.5 動載系數(shù)、動側(cè)摩阻力系數(shù)、起重船的 起重能力儲備系數(shù)等綜合因數(shù)。 由于固定臂架起重船結(jié)構(gòu)相對簡單，結(jié)構(gòu)剛性好，作業(yè)跨度較大，吃水較淺、經(jīng)濟(jì)性也好，比較適合。 振動錘的選擇 電動錘： 配套簡單，能量轉(zhuǎn)換效率比較高，可采用自備電站或外部電源供電，控制系統(tǒng)比較簡捷，但錘體的體積相對比較大，對環(huán)境無油污的污染源。，一般不能進(jìn)行貼近水面的振沉，更不能在水下工作。 液壓錘： 配套相對比電動錘復(fù)雜些，能量轉(zhuǎn)換效率比較低，自備液壓動力單元功率比較大，但錘體體積比較小，控制系統(tǒng)現(xiàn)也比較成熟，管路系統(tǒng)多，管路破損時有油污瀉漏?？蛇M(jìn)行水下振沉作業(yè)。 國內(nèi)大大直徑圓筒振沉作業(yè)一般選用-液壓錘 上吊架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖目 錄 二、工藝原理 一、概論 三、施工流程四、配套設(shè)備五、施工要點(diǎn) 五、施工要點(diǎn) 鋼筋混凝土圓筒預(yù)制 鋼筋混凝土圓筒底胎膜鋼筋混凝土圓筒底胎膜 鋼筋混凝土圓筒鋼筋綁扎鋼筋混凝土圓筒鋼筋綁扎 鋼圓筒制作筒瓣卷壓成型筒瓣的環(huán)、豎肋焊接 鋼