沉井隔舱分区集成开挖调节方法技术

本发明专利技术公开了一种沉井隔舱分区集成开挖调节方法，包括以下步骤：步骤一、以沉井的中心点对称将沉井划分为多个区域，每个区域由多个相邻隔舱构成，在沉井的中点、外墙角点和/或外墙中点设置沉井监测点；步骤二、监测沉井监测点应力，获取应力异常方向；步骤三、根据获得应力异常方向，以区域作为控制单元，下达区域开挖指令，并配备吸泥装置集中控制。本发明专利技术使得沉井在开挖下沉阶段沉井姿态得到良好控制。

Integrated excavation and adjustment method of caisson compartment

【技术实现步骤摘要】
沉井隔舱分区集成开挖调节方法
本专利技术涉及建筑施工领域。更具体地说，本专利技术涉及一种沉井隔舱分区集成开挖调节方法。
技术介绍
沉井基础埋置深度大、整体性强、稳定性好，近年来在大跨度桥梁锚碇中得到广泛应用。但在沉井开挖往往伴随着沉井姿态的不断调整，即需要沉井开挖过程中不断调整沉井开挖顺序，使沉井姿态处于可控范围。因此沉井施工是动态调整的过程，是沉井控制的重点与难点。20世纪60年代在南京长江大桥建设中发展了沉井基础；随后在江阴长江大桥北锚碇(沉井平面尺寸69m×51m，高56m)；南京长江四桥北锚碇(沉井平面尺寸69m×58m，高52.8m)；鹦鹉洲长江大桥北锚碇(圆孔环形截面新型沉井外径66m，高43m)；马鞍山长江大桥北锚碇(沉井尺寸为60.2m×55.4m，高41m)等等多个桥梁工程中得到应用。沉井施工经过多年发展，但下沉施工过程中，沉井传统姿态调整以单个隔舱为调整单元。对于大型、特大型沉井多达数十个隔舱，按照小型沉井单舱进行吸泥调整，控制单元数量众多；吸泥装置布置调整将变得异常复杂、且吸泥装置周转过程耗时长，大大影响躯体下沉作业。故而传统隔舱单元调整方法存在下沉调整指令难以下达，耗时长的缺点，在具体实施过程中控制难度大、效率低；严重影响沉井开挖下沉效率，拖延沉井施工工期，因此亟需设计一种沉井隔舱区域集成开挖调节方法，使沉井施工过程中仅调节最少单元即可达到调整沉井姿态的目的；消除了以单个隔舱作为控制单元可控性差、操作困难、效率低下的难题，实现了沉井指令快速下达、沉井姿态快速调整的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供沉井隔舱分区集成开挖调节方法，使得沉井在开挖下沉阶段沉井姿态得到良好控制。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种沉井隔舱分区集成开挖调节方法，包括以下步骤：步骤一、以沉井的中心点对称将沉井划分为多个区域，每个区域由多个相邻隔舱构成，在沉井的中点、外墙角点和/或外墙中点设置沉井监测点；步骤二、监测沉井监测点应力，获取应力异常方向；步骤三、根据获得应力异常方向，以区域作为控制单元，下达区域开挖指令，并配备吸泥装置集中控制，使得沉井施工过程中仅调节最少单元即可达到调整沉井姿态的目的。优选的是，所述沉井划分区域不少于9个，且具有一个中心区域，所述中心区域内各个隔舱以沉井中心点为中心对称点。优选的是，每个区域内隔舱数量为双数。优选的是，所述步骤三中，下放各个吸泥装置至对应区域的隔舱时，吸泥装置下放至隔舱的正中央，切削深度为1～4米，提升并移动吸泥装置，使吸泥装置在隔舱中以顺时针的路径在隔舱内吸泥，使隔舱内的水底泥面形成一个螺旋坑，在达到吸泥目的的同时，确保隔舱支撑土体的稳定。在上述技术方案中，目前的沉井下沉开挖施工工艺均采用“从中间向四周对称”吸泥开挖方式，吸泥路径有所重复，且容易将部分泥土扩散至已经完成吸泥的坑道内，降低了吸泥质量，增大了重复性工作量。而螺旋式吸泥方法能够一次性覆盖整个开挖面，避免重复工作，加快了下沉速度；开挖形成的螺旋坑具有拱效应，有效避免周围泥土散落至螺旋坑内。优选的是，所述步骤三中还包括：沿隔舱顶部横桥向架设轨道，并在隔舱之间架设可沿轨道移动的龙门吊，所述龙门吊相对轨道垂直，在龙门吊上设置起重设备，所述起重设备可在龙门吊上沿顺桥向移动，所述起重设备吊设吸泥装置。优选的是，所述吸泥装置包括：绞吸底板；潜水搅拌器，其为四台，分别分布固定于绞吸底板的四周，所述潜水搅拌器的顶部设置有吊点；吸泥管，所述吸泥管上设置有泥浆泵；空气管，其与吸泥管的下部连通，所述空气管向吸泥管内部通入空气，空气管与空气压缩机连接。优选的是，当沉井划分区域为9个时，每个区域的开挖方法为：当沉井的中心点横桥向或顺桥向应力异常，则先后调节中心点对应的横桥向或顺桥向的三个区域，在中心区域配备与其隔舱数量相当的吸泥装置于对应隔舱内以螺旋开挖的方式同步开挖，中心区域开挖深度达1米以后停止开挖，将吸泥装置平均分为两份分配给中心区域两侧的区域，由近及远同步对称开挖，当开挖深度达1米以后再回到中心区继续开挖，往复进行；当沉井的中心区域顺桥向两侧的第一区域应力异常时，则先后调节第一区域、以及其横桥向两侧的第二区域，在第一区域配备与其隔舱数量相当的吸泥装置于对应隔舱内以螺旋开挖的方式同步开挖，开挖深度达1米以后停止开挖，将吸泥装置平均分为两份分配给两侧的第二区域，由近及远同步对称开挖，当开挖深度达1米以后再回到中心区继续开挖，往复进行；当沉井的中心区域横桥向两侧的第三区域应力异常时，则先后调节第三区域、以及其顺桥向两侧的第二区域，在第三区域配备与其隔舱数量相当的吸泥装置于对应隔舱内以螺旋开挖的方式同步开挖，开挖深度达1米以后停止开挖，将吸泥装置平均分为两份分配给两侧的第二区域，由近及远同步对称开挖，当开挖深度达1米以后再回到中心区继续开挖，往复进行；当第二区域相对中心区域高差为正时，则在第二区域配备与其隔舱数量相当的吸泥装置于对应隔舱内以螺旋开挖的方式同步加速开挖；当第二区域相对中心区域高差为负时，则减缓该区域的下沉速度。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的沉井9区集成开挖调节快速下沉方法解决了传统隔舱单元调整方法存在下沉调整指令难以下达，耗时长，在具体实施过程中控制难度大、效率低等缺点。实现了沉井指令快速下达、沉井姿态快速调整的目的。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是沉井9区集成开挖调节示意图；图2是五峰山大桥北锚定沉井施工中监测点挠度与时间关系示意图；图3是传统沉井姿态调整的监测点挠度与时间关系示意图；图4是吸泥装置的结构示意图；图5是吸泥路径示意图；图6是绞吸吸泥舱室泥面平均标高历时变化曲线。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。实施例1将本申请的沉井隔舱分区集成开挖调节方法应用在五峰山大桥北锚定沉井施工中。如图1所示，包括以下步骤：步骤一、以沉井的中心点对称将沉井划分为9个区域，分别为A、B、C、D、E、F、H、G、I九大区域；每个区域由多个相邻隔舱构成，在沉井的中点、外墙角点和/或外墙中点设置沉井监测点。步骤二、监测沉井监测点(0、1、2、3、4、5、6、7、8)应力，获取应力异常方向。步骤三、根据获得应力异常方向，以区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉井隔舱分区集成开挖调节方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、以沉井的中心点对称将沉井划分为多个区域，每个区域由多个相邻隔舱构成，在沉井的中点、外墙角点和/或外墙中点设置沉井监测点；/n步骤二、监测沉井监测点应力，获取应力异常方向；/n步骤三、根据获得应力异常方向，以区域作为控制单元，下达区域开挖指令，并配备吸泥装置集中控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种沉井隔舱分区集成开挖调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、以沉井的中心点对称将沉井划分为多个区域，每个区域由多个相邻隔舱构成，在沉井的中点、外墙角点和/或外墙中点设置沉井监测点；
步骤二、监测沉井监测点应力，获取应力异常方向；
步骤三、根据获得应力异常方向，以区域作为控制单元，下达区域开挖指令，并配备吸泥装置集中控制。


2.如权利要求1所述的沉井隔舱分区集成开挖调节方法，其特征在于，所述沉井划分区域不少于9个，且具有一个中心区域，所述中心区域内各个隔舱以沉井中心点为中心对称点。


3.如权利要求1或2所述的沉井隔舱分区集成开挖调节方法，其特征在于，每个区域内隔舱数量为双数。


4.如权利要求2所述的沉井隔舱分区集成开挖调节方法，其特征在于，所述步骤三中，下放各个吸泥装置至对应区域的隔舱时，吸泥装置下放至隔舱的正中央，切削深度为1～4米，提升并移动吸泥装置，使吸泥装置在隔舱中以顺时针的路径在隔舱内吸泥，使隔舱内的水底泥面形成一个螺旋坑。


5.如权利要求4所述的沉井隔舱分区集成开挖调节方法，其特征在于，所述步骤三中还包括：沿隔舱顶部横桥向架设轨道，并在隔舱之间架设可沿轨道移动的龙门吊，所述龙门吊相对轨道垂直，在龙门吊上设置起重设备，所述起重设备可在龙门吊上沿顺桥向移动，所述起重设备吊设吸泥装置。


6.如权利要求4所述的沉井隔舱分区集成开挖调节方法，其特征在于，所述吸泥装置包括：
绞吸底板；
潜水搅拌器，其为四台，分别分布固定于绞吸底板的四周，所述潜水搅拌器的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永涛，吴忠仕，陈培帅，邱敏，李德杰，罗会武，汤立，徐元孝，夏崟濠，贺祖浩，肖盈，孔茜，饶为胜，董伟，石章入，姚翔川，黄威，蒋道东，许超，冯德定，江鸿，吴诗琦，陈祥龙，李雪松，杨志勇，刘东军，杨林，唐湘隆，贺创波，王伟，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，中交二航局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42