水利工程圓筒振動(dòng)下沉施工工法

大直徑圓筒振動(dòng)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)60～80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(jí)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個(gè)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?！?/p>

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：2×1250t2、變幅機(jī)構(gòu)的兩組鋼絲繩有一個(gè)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(dòng)調(diào)整各錨機(jī)的受力。上救”大力號(hào)“

2500t全回轉(zhuǎn)起重船工法產(chǎn)生背景結(jié)構(gòu)與工藝特點(diǎn)◆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(dòng)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、操作容易◆施工效率高、安全性好◆

施工質(zhì)量控制比較容易適用范圍及效益分析◆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?！暨m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)

工藝原理無底大圓筒結(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(gè)設(shè)計(jì)出的“實(shí)體結(jié)構(gòu)”，必然要有與之相適應(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(shí)期探討和研究的“施工技術(shù)、工藝裝備”緊密相連的。

工藝原理從1989年～2000年這長達(dá)十多年的時(shí)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(shí)我國的鋼鐵價(jià)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(shí)，才正式提出了采用大型液壓振動(dòng)錘下沉大圓筒的工藝方案。但圓筒結(jié)構(gòu)仍采用“砼”。

工藝原理鋼管樁、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

工藝原理插入式大直徑圓筒樁振動(dòng)下沉工藝——大圓筒

通過多臺(tái)振動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)大高頻（0～3000r/min）振動(dòng)力，迫使筒壁周圍的土壤產(chǎn)生“液化、位移、松動(dòng)“，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)施工流程

◆根據(jù)圓筒振沉需要最大激振力，選型振動(dòng)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(dòng)下沉作業(yè)施工流程長江口河床需采用軟體排護(hù)底結(jié)構(gòu)4臺(tái)APE400型液壓錘振沉砼大圓筒施工流程港珠澳大橋人工島施工8臺(tái)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)配套設(shè)備◆振沉作業(yè)起重船選擇

目前大直徑圓筒的重量一般都在200～600噸左右，配套的振動(dòng)單元總重量100～300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——1.3～1.5動(dòng)載系數(shù)、動(dòng)側(cè)摩阻力系數(shù)、起重船的起重能力儲(chǔ)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。配套設(shè)備配套設(shè)備◆振動(dòng)錘的選擇電動(dòng)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(dòng)錘復(fù)雜些，能量轉(zhuǎn)換效率比較低，自備液壓動(dòng)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(shí)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-----液壓錘配套三設(shè)備上吊三架結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)圖目三錄二、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)鋼筋三混凝三土圓三筒預(yù)三制鋼筋三混凝三土圓三筒底三胎膜鋼筋三混凝三土圓三筒鋼三筋綁三扎鋼圓三筒制三作筒瓣三卷壓三成型筒瓣三的環(huán)三、豎三肋焊三接鋼圓三筒制三作筒瓣三拼裝筒瓣三豎縫三焊接鋼圓三筒制三作筒體三分節(jié)三制造三后的三對接圓筒三裝駁三待運(yùn)大圓三筒運(yùn)