紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法技术

本发明专利技术公开了一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，过程如下：一、开挖平台搭设：开挖平台包括组装式浮体和浮体位置调整装置；二、冲击钻机安装：在开挖平台上安装多个冲击钻机，多个冲击钻机组成冲击破碎设备；三、开挖平台移动；四、第一次冲击及同步清渣：对水中承台所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将岩石块挖运走；五、第二次冲击及同步清渣：对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，并采用长臂挖机将岩石块挖运走。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成深水基础水下基坑的开挖施工过程，开挖施工过程安全、可靠，对外界影响较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁施工
，尤其是涉及一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法。
技术介绍
目前，我国铁路桥梁建设正处于迅猛发展期，采用先进的设计和施工技术，达到节省投资、缩短工期，确保安全的目标一直是工程界所追求的结果。其中，在大跨度、深水桥梁建设方面，设计理论、建造技术和装备方面已达到或接近世界先进水平。例如在南宁铁路枢纽新增二线新邕宁邕江特大桥连续梁施工中，桥梁主跨达到168m，是国内目前单线铁路桥梁中的最大跨度。该桥深水基础施工安全风险高，质量控制难度大；尤其是在进行水下裸露基岩基础的开挖时，由于桥梁紧靠既有线，主墩位于邕江(规划Ⅱ级航道)中，水深达18m，在既要确保既有线(即既有铁路线)运营及邕江航道通航安全，又要保证施工工期、质量、安全的前提下，选择合理的施工技术方案就尤为重要。深水墩双壁钢围堰基础施工和大跨度连续梁施工在国内虽然有比较成熟的施工先例，但是在包括深水无覆盖层水下裸露基岩、深水基础施工，并且与既有营业线路线距离仅30m，还是比较少见的。尤其是对深水基础进行水下基坑开挖施工时，施工难度非常大。现如今，石质基坑开挖方法主要有水下爆破法和机械破碎法两种。采用水下爆破法对上述临近既有线的桥梁深水基础进行水下基坑开挖施工时，由于邕江目前属于Ⅲ级通航航道，且开挖的基坑距既有桥梁较近，若选择水下爆破法开挖，一是需要对航道进行临时封锁，二是要办理临近既有线施工手续，在“封锁点内”进行爆破作业；同时，还需要考虑爆破对既有桥梁的影响，以及爆破后清渣设备的选择，成本投入较大，更重要的是办理施工手续十分复杂。但目前采用机械破碎法对临近既有线的桥梁深水基础进行水下基坑开挖施工时，没有一个统一、标准且规范的施工方法可供遵循，施工过程中不可避免地存在施工操作比较随意、施工效率低、施工效果较差等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成深水基础水下基坑的开挖施工过程，并且开挖施工过程安全、可靠，对外界影响较小。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：所施工深水基础为供钢筋混凝土墩身支撑且位于既有铁路运营线一侧的水下基岩上的水中承台，所述水中承台为采用围堰施工成型的混凝土承台；对围堰底部安装的水下基坑进行开挖施工时，过程如下：步骤一、开挖平台搭设：对开挖平台进行搭设；所述开挖平台包括组装式浮体和对所述组装式浮体的位置进行调整的浮体位置调整装置，所述组装式浮体为长方形，所述组装式浮体的长度大于所述水中承台的长度且其宽度大于所述水中承台的宽度；所述组装式浮体包括两个呈平行布设的长方形浮体；两个所述长方形浮体布设在同一水平面上且二者之间通过多道横向连接梁进行紧固连接，多道所述横向连接梁均与长方形浮体呈垂直布设且其沿长方形浮体的长度方向由前至后进行布设；所述浮体位置调整装置包括多个均位于所述浮体位置调整装置前侧的前侧定位装置、多个均固定安装于所述组装式浮体前侧的前侧调整装置、多个均位于所述浮体位置调整装置后侧的后侧定位装置和多个均固定安装于所述组装式浮体后侧的后侧调整装置；所述前侧定位装置与前侧调整装置的数量相同，每个所述前侧定位装置均通过锚索与一个所述前侧调整装置进行连接；所述后侧定位装置与后侧调整装置的数量相同，每个所述后侧定位装置均通过锚索与一个所述后侧调整装置进行连接；所述前侧调整装置和后侧调整装置均为电动锚机；步骤二、冲击钻机安装：在步骤一中所述开挖平台上安装多个冲击钻机，多个所述冲击钻机组成冲击破碎设备；步骤一中两个所述长方形浮体之间的间距不小于所述冲击钻机的冲击锤直径；步骤三、开挖平台移动：通过所述浮体位置调整装置，将所述组装式浮体平移至所述水中承台所处施工区域上方；步骤四、第一次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对所述围堰所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将冲击破碎的岩石块挖运走；本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为所述围堰所处施工区域，所述围堰所处施工区域为矩形冲击区域；所述矩形冲击区域的长度大于围堰的长度，所述矩形冲击区域的宽度大于围堰的宽度；步骤五、第二次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为围堰底部安装区域；并且，冲击破碎过程中，采用所述长臂挖机将所述围堰底部安装区域内和位于所述围堰底部安装区域内侧的施工区域内冲击破碎的岩石块均挖运走，获得施工成型的水下基坑；所述水下基坑的底部标高与所述水中承台的底部标高一致。上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤一中所述水中承台支撑于多根钻孔桩上，多根所述钻孔桩均呈竖直向布设且其均位于同一水平面上；步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，根据所述钻孔桩的底部标高h1、所述围堰底部的封底混凝土层厚度δ和所述水下基岩的顶部标高h2，确定水下基岩的开挖深度h3，其中h3＝h2-h1+δ；步骤四中对所述水中承台所处施工区域的水下基岩整体进行冲击破碎时和步骤五中对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，均参照所确定的水下基岩的开挖深度h3，采用所述冲击破碎设备对所述水下基岩进行冲击破碎。上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，先根据所述水中承台的结构、尺寸和底部标高h1，并结合施工地点的河床地质和水文情况以及围堰施工时需预留的作业空间，确定施工所述水中承台时所用围堰的结构和尺寸。上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，对围堰底部在所述水下基岩上的安装位置进行确定，并对围堰底部的四周边线进行确定，所述围堰底部支撑于所述围堰底部安装区域的内侧中部；步骤五中对围堰底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎时，沿围堰底部的四周边线由前至后进行冲击破碎；步骤五中所述围堰底部安装区域的宽度大于围堰的壁厚。上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤四中进行第一次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的多个所述冲击钻机同步进行冲击破碎；步骤五中进行第二次冲击及同步清渣时，采用所述冲击破碎设备中的一个所述冲击钻机进行冲击破碎或两个所述冲击钻机同步进行冲击破碎。上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤二中每个所述冲击钻机的冲击锤均为实心锤，所述冲击锤底部均焊接固定有多个防滑爪，多个所述防滑爪呈均匀布设且其呈梅花形布设。上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤二中进行冲击钻机安装时，还需在每个所述冲击钻机的冲击锤上均安装一个高压水枪，所述高压水枪的进水口通过高压水管与高压水注入设备连接。上述紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征是：步骤五中所述水下基坑的形状与所述围堰的形状相同，所述水下基坑的长度比围堰的长度大2m～3m，所述水下基坑的长度比围堰的宽度大2m～3m；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：所施工深水基础为供钢筋混凝土墩身支撑且位于既有铁路运营线一侧的水下基岩上的水中承台，所述水中承台为采用围堰(14)施工成型的混凝土承台；对围堰(14)底部安装的水下基坑进行开挖施工时，过程如下：步骤一、开挖平台搭设：对开挖平台进行搭设；所述开挖平台包括组装式浮体和对所述组装式浮体的位置进行调整的浮体位置调整装置，所述组装式浮体为长方形，所述组装式浮体的长度大于所述水中承台的长度且其宽度大于所述水中承台的宽度；所述组装式浮体包括两个呈平行布设的长方形浮体(1)；两个所述长方形浮体(1)布设在同一水平面上且二者之间通过多道横向连接梁(9)进行紧固连接，多道所述横向连接梁(9)均与长方形浮体(1)呈垂直布设且其沿长方形浮体(1)的长度方向由前至后进行布设；所述浮体位置调整装置包括多个均位于所述浮体位置调整装置前侧的前侧定位装置(2)、多个均固定安装于所述组装式浮体前侧的前侧调整装置(3)、多个均位于所述浮体位置调整装置后侧的后侧定位装置(4)和多个均固定安装于所述组装式浮体后侧的后侧调整装置(5)；所述前侧定位装置(2)与前侧调整装置(3)的数量相同，每个所述前侧定位装置(2)均通过锚索(6)与一个所述前侧调整装置(3)进行连接；所述后侧定位装置(4)与后侧调整装置(5)的数量相同，每个所述后侧定位装置(4)均通过锚索(6)与一个所述后侧调整装置(5)进行连接；所述前侧调整装置(3)和后侧调整装置(5)均为电动锚机；步骤二、冲击钻机安装：在步骤一中所述开挖平台上安装多个冲击钻机(11)，多个所述冲击钻机(11)组成冲击破碎设备；步骤一中两个所述长方形浮体(1)之间的间距不小于所述冲击钻机(11)的冲击锤直径；步骤三、开挖平台移动：通过所述浮体位置调整装置，将所述组装式浮体平移至所述水中承台所处施工区域上方；步骤四、第一次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对所述围堰(14)所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将冲击破碎的岩石块挖运走；本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为所述围堰(14)所处施工区域，所述围堰(14)所处施工区域为矩形冲击区域；所述矩形冲击区域的长度大于围堰(14)的长度，所述矩形冲击区域的宽度大于围堰(14)的宽度；步骤五、第二次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对围堰(14)底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为围堰底部安装区域；并且，冲击破碎过程中，采用所述长臂挖机将所述围堰底部安装区域内和位于所述围堰底部安装区域内侧的施工区域内冲击破碎的岩石块均挖运走，获得施工成型的水下基坑；所述水下基坑的底部标高与所述水中承台的底部标高一致。...

【技术特征摘要】
1.一种紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：所施工深水基础为供钢筋混凝土墩身支撑且位于既有铁路运营线一侧的水下基岩上的水中承台，所述水中承台为采用围堰(14)施工成型的混凝土承台；对围堰(14)底部安装的水下基坑进行开挖施工时，过程如下：步骤一、开挖平台搭设：对开挖平台进行搭设；所述开挖平台包括组装式浮体和对所述组装式浮体的位置进行调整的浮体位置调整装置，所述组装式浮体为长方形，所述组装式浮体的长度大于所述水中承台的长度且其宽度大于所述水中承台的宽度；所述组装式浮体包括两个呈平行布设的长方形浮体(1)；两个所述长方形浮体(1)布设在同一水平面上且二者之间通过多道横向连接梁(9)进行紧固连接，多道所述横向连接梁(9)均与长方形浮体(1)呈垂直布设且其沿长方形浮体(1)的长度方向由前至后进行布设；所述浮体位置调整装置包括多个均位于所述浮体位置调整装置前侧的前侧定位装置(2)、多个均固定安装于所述组装式浮体前侧的前侧调整装置(3)、多个均位于所述浮体位置调整装置后侧的后侧定位装置(4)和多个均固定安装于所述组装式浮体后侧的后侧调整装置(5)；所述前侧定位装置(2)与前侧调整装置(3)的数量相同，每个所述前侧定位装置(2)均通过锚索(6)与一个所述前侧调整装置(3)进行连接；所述后侧定位装置(4)与后侧调整装置(5)的数量相同，每个所述后侧定位装置(4)均通过锚索(6)与一个所述后侧调整装置(5)进行连接；所述前侧调整装置(3)和后侧调整装置(5)均为电动锚机；步骤二、冲击钻机安装：在步骤一中所述开挖平台上安装多个冲击钻机(11)，多个所述冲击钻机(11)组成冲击破碎设备；步骤一中两个所述长方形浮体(1)之间的间距不小于所述冲击钻机(11)的冲击锤直径；步骤三、开挖平台移动：通过所述浮体位置调整装置，将所述组装式浮体平移至所述水中承台所处施工区域上方；步骤四、第一次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对所述围堰(14)所处施工区域内的水下基岩整体进行冲击破碎，并采用长臂挖机将冲击破碎的岩石块挖运走；本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为所述围堰(14)所处施工区域，所述围堰(14)所处施工区域为矩形冲击区域；所述矩形冲击区域的长度大于围堰(14)的长度，所述矩形冲击区域的宽度大于围堰(14)的宽度；步骤五、第二次冲击及同步清渣：采用所述冲击破碎设备对围堰(14)底部安装位置处的水下基岩进行冲击破碎，本步骤中所述冲击破碎设备的冲击破碎区域为围堰底部安装区域；并且，冲击破碎过程中，采用所述长臂挖机将所述围堰底部安装区域内和位于所述围堰底部安装区域内侧的施工区域内冲击破碎的岩石块均挖运走，获得施工成型的水下基坑；所述水下基坑的底部标高与所述水中承台的底部标高一致。2.按照权利要求1所述的紧临既有线大跨度连续梁深水基础水下基坑开挖施工方法，其特征在于：步骤一中所述水中承台支撑于多根钻孔桩上，多根所述钻孔桩均呈竖直向布设且其均位于同一水平面上；步骤四中进行第一次冲击及同步清渣之前，根据所述钻孔桩的底部标高h1、所述围堰(14)底部的封底混凝土层厚度δ和所述水下基岩的顶部标高h2，确定水下基岩的开挖深度h3，其中h3＝h2-h1+δ；步骤四中对所述水中承台所处施工区域的水下基岩整体进行冲击破碎时和步骤五中对...

【专利技术属性】
技术研发人员：白朋，张亚强，赵久远，杜越，严进喜，石鸿江，严朝锋，王永丽，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32