經(jīng)驗(yàn)交流：塑料排水帶深水施工技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共1頁(yè)
我國(guó)自80年代塑料排水帶應(yīng)用以來(lái)，軟基排水加固技術(shù)發(fā)展迅猛。目前塑料排水帶已成為排水加固的主要材料，廣泛應(yīng)用于圍海堵港等地基處理工程。近年來(lái)，隨著圍海事業(yè)的發(fā)展，圍海工程已向深水發(fā)展，使人們對(duì)塑料排水帶深水施工技術(shù)和設(shè)備尤為關(guān)注。浙江省圍海工程公司根據(jù)多年海上施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合深水施工的實(shí)際情況，成功的研制了深水塑料排水板插設(shè)作業(yè)船。該設(shè)備通過(guò)玉環(huán)漩門二期堵壩工程中的使用，逐步形成了一套較完整的深水施工工藝。
一、工程概況
漩門二期堵壩工程位于浙江省玉環(huán)縣的漩門港，是我國(guó)少有的深水堵港工程。二期堵壩在分水山和鷹公山之間，壩長(zhǎng)1080m，壩頂高程7.5m，壩底高程一般為-7.2m～-8.0m，最低為-25.0m(黃海高程)，壩頂寬6m，標(biāo)準(zhǔn)壩段底寬為190m。
壩基處理采用塑料排水板結(jié)合鎮(zhèn)壓層的復(fù)合加固法。插板間距1.2m，標(biāo)準(zhǔn)壩段部位插深一般在26m左右。
二、施工特點(diǎn)
1.水深流急。當(dāng)?shù)囟嗄昶骄叱蔽粸?.88m，50年一遇高潮位為5.22m，即在高潮位時(shí)，港址處的水深為10～25m，平均低潮位時(shí)也有6～20m，施工時(shí)流速達(dá)1.0～1.5m/s，隨著碎石墊層和拋石升高，流速增至2.0～3.0m/s。這樣的施工環(huán)境，對(duì)施工設(shè)備的定位錨泊和沉樁管對(duì)水流的抗彎曲能力提出了很高的要求。
2.風(fēng)浪。該工程地處浙江東南沿海，為典型的強(qiáng)潮地區(qū)，潮差一般在5～7m之間。浙江省每年7～9月被稱為臺(tái)汛期，在這段時(shí)間內(nèi)，一年的潮位最高，而臺(tái)風(fēng)也最為頻繁。為確保工程施工質(zhì)量及設(shè)備、財(cái)產(chǎn)和人身的安全，要求設(shè)備必須具備快速避臺(tái)風(fēng)和搶?xiě)?zhàn)小風(fēng)的機(jī)動(dòng)性能。
3.地質(zhì)情況復(fù)雜。該工程總長(zhǎng)1080m，其地質(zhì)情況比較復(fù)雜。在軟土層中，局部地區(qū)有巖基、沙隔層或貝殼沉積層。在這樣的環(huán)境下施工，對(duì)水下裝靴樁頭是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
4.浮態(tài)定位要求高。由于水深，船體是在水浮區(qū)的水面進(jìn)行作業(yè)，無(wú)法擱淺檢查定位的實(shí)際情況，所以必須要求定位準(zhǔn)確可靠。
5.工期緊迫。漩門二期堵港工程總插板數(shù)量為258萬(wàn)m，約10萬(wàn)根。總工期為8個(gè)月，這樣的施工強(qiáng)度在國(guó)內(nèi)深水作業(yè)中也是少有的。
6.質(zhì)量要求高。在該工程中規(guī)定插設(shè)間距誤差為10cm，垂直度誤差小于1.5%，回帶長(zhǎng)度小于50cm。
三、施工設(shè)備
按中國(guó)沿海地帶作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及上述施工特點(diǎn)，浙江省圍海工程公司研制了深水塑料排水帶插設(shè)作業(yè)船。船體系航式雙體作業(yè)船，由兩個(gè)片體與首尾連接構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)方形的施工空間。該船總長(zhǎng)46.8m，總寬17m，型深3.2m，吃水深度為1.6m，排水量為700t，一次定位有效施工尺寸為22m×10m。定位與移動(dòng)設(shè)備裝置為4臺(tái)5t起錨機(jī)，能在水深30m以內(nèi)、流速2～3m/s的環(huán)境中施工。塑料排水帶插設(shè)裝置為門架式立柱打設(shè)機(jī)。該設(shè)備安放在作業(yè)船上，在施工空間可進(jìn)行縱向和橫向移動(dòng)，總高度為40m，總長(zhǎng)度為9m，跨度為13m，能夠滿足插入涂面以下37m深的要求。為了補(bǔ)償船體傾斜度，設(shè)計(jì)時(shí)采用門架與立柱之間進(jìn)行雙鉸鏈連接，使其組成平行四邊搖擺機(jī)構(gòu)，利用門架后支撐螺桿進(jìn)行前后傾斜調(diào)節(jié)。整個(gè)架子可以躺倒放置在船上，作業(yè)時(shí)將其豎起。
水上定位裝置采用國(guó)際上較為先進(jìn)的GPS實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)，由3臺(tái)高精度GPS組成。該系統(tǒng)不僅接收信息快，而且不受天氣、風(fēng)浪的影響，可在24小時(shí)進(jìn)行定位作業(yè)。
水下剪板裝置與裝靴裝置由剪刀管和剪刀箱、剪刀片、樁頭、測(cè)深儀、液壓設(shè)備等組成。
電腦自動(dòng)記錄檢測(cè)裝置由數(shù)字測(cè)深儀，樁管插深傳感器、進(jìn)帶傳感器、報(bào)警器、電腦等組成。
四、施工方法
1.深水插板的工藝流程。施工定位—插設(shè)塑料排水板—水下剪板和裝靴檢測(cè)記錄—移位。
2.施工定位。船體定位：首先在岸上選一坐標(biāo)點(diǎn)，在其上放置1臺(tái)岸臺(tái)GPS接收機(jī)，然后在計(jì)算機(jī)上輸入施工區(qū)域平面圖及控制點(diǎn)的實(shí)地坐標(biāo)和船舶施工空間尺寸，根據(jù)每條船的施工空間進(jìn)行船位劃分，并直接顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。這樣移動(dòng)船位時(shí)只要用4臺(tái)錨機(jī)絞動(dòng)船舶，至其施工空間與劃分的船位重合時(shí)，說(shuō)明船舶已準(zhǔn)確就位。該系統(tǒng)的定位精度達(dá)到10cm，能滿足全天候施工的要求。插板機(jī)定位：其定位方法為機(jī)械定位，精度能控制在1cm以內(nèi)。在施工時(shí)先按每支樁的間距及布置形式在222m×10m的空間范圍內(nèi)劃分出總排數(shù)（縱向）和每排的支數(shù)（橫向）。然后移動(dòng)插設(shè)機(jī)平臺(tái)進(jìn)行縱向定位，當(dāng)定位指針與縱向定位刻度重合時(shí)說(shuō)明定位準(zhǔn)確，在平臺(tái)定位準(zhǔn)確后開(kāi)動(dòng)小車平臺(tái)進(jìn)行橫向單支定位。這樣完成全船的插設(shè)支數(shù)以后，再進(jìn)行下一船的定位。
3.塑料排水帶插設(shè)。采用門架式立柱結(jié)構(gòu)的插設(shè)機(jī)械。為了控制塑料排水帶的垂直度，補(bǔ)償因插設(shè)機(jī)械行走引起的船體傾斜，在門架的后座上設(shè)計(jì)有垂直度調(diào)節(jié)螺桿，可以調(diào)節(jié)立柱的垂直度。當(dāng)船體完成定位后，將穿好帶的套管打入土中，至設(shè)計(jì)標(biāo)高，將套管拔出，塑料排水帶留在土中。完成插板任務(wù)后，再移動(dòng)船位進(jìn)行下一段插設(shè)。
4.水下剪板和裝靴工藝。根據(jù)水深測(cè)深儀測(cè)出的水深，將剪刀管放入水中，使其前端的剪刀箱離涂面30～50cm，當(dāng)套管拔出水面，樁頭碰至剪刀箱內(nèi)的限位器時(shí)，說(shuō)明樁頭已拔至剪刀箱內(nèi)，即可啟動(dòng)液壓剪刀將塑料排水帶剪斷。為了提高剪帶速度，將剪切裝置設(shè)計(jì)為雙向裝置，每一次動(dòng)作就完成一次剪切任務(wù)，而靴頭會(huì)自動(dòng)回位。拔管時(shí)，保護(hù)活動(dòng)門就會(huì)打開(kāi)，而排水帶和壓帶導(dǎo)柱就會(huì)留在孔底。當(dāng)套管上拔至一定高度時(shí)，導(dǎo)柱和套管一起拔出，而此時(shí)的塑料排水板已能完全靠泥土的阻力來(lái)固定。然后重復(fù)上述動(dòng)作。
5.自動(dòng)記錄檢測(cè)技術(shù)。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要是通過(guò)檢測(cè)、樁深、水深、帶深和實(shí)際的涂面高程，就可以換算出回帶長(zhǎng)度，一般回帶長(zhǎng)度控制在30～50cm。如果在下樁過(guò)程距離樁底目標(biāo)高程50cm以上，拔出時(shí)其深度報(bào)警器會(huì)發(fā)出警報(bào)提醒。
五、性能特點(diǎn)
該船的作業(yè)性能好，抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，能在水深30m以內(nèi)、流速2m/s、8級(jí)風(fēng)、2級(jí)浪的環(huán)境中施工，而且定位快、定位準(zhǔn)，可進(jìn)行全天候作業(yè)，施工速度快，操作簡(jiǎn)便。
六、應(yīng)用效果
漩門二期堵壩工程深水插板的任務(wù)為258萬(wàn)m，工期為8個(gè)月，平均每臺(tái)月產(chǎn)量為1萬(wàn)m左右，最多產(chǎn)量可達(dá)1.5萬(wàn)m，扣除天氣、設(shè)備保養(yǎng)時(shí)間，平均插設(shè)時(shí)間每支循環(huán)為3分鐘，縱橫向行走時(shí)間為每分鐘5m，船體定位時(shí)間為10分鐘，一次拋錨可在40m×100m范圍內(nèi)移動(dòng)船位。
巖土工程師站點(diǎn)
一、工程概況
漩門二期堵壩工程位于浙江省玉環(huán)縣的漩門港，是我國(guó)少有的深水堵港工程。二期堵壩在分水山和鷹公山之間，壩長(zhǎng)1080m，壩頂高程7.5m，壩底高程一般為-7.2m～-8.0m，最低為-25.0m(黃海高程)，壩頂寬6m，標(biāo)準(zhǔn)壩段底寬為190m。
壩基處理采用塑料排水板結(jié)合鎮(zhèn)壓層的復(fù)合加固法。插板間距1.2m，標(biāo)準(zhǔn)壩段部位插深一般在26m左右。
二、施工特點(diǎn)
1.水深流急。當(dāng)?shù)囟嗄昶骄叱蔽粸?.88m，50年一遇高潮位為5.22m，即在高潮位時(shí)，港址處的水深為10～25m，平均低潮位時(shí)也有6～20m，施工時(shí)流速達(dá)1.0～1.5m/s，隨著碎石墊層和拋石升高，流速增至2.0～3.0m/s。這樣的施工環(huán)境，對(duì)施工設(shè)備的定位錨泊和沉樁管對(duì)水流的抗彎曲能力提出了很高的要求。
2.風(fēng)浪。該工程地處浙江東南沿海，為典型的強(qiáng)潮地區(qū)，潮差一般在5～7m之間。浙江省每年7～9月被稱為臺(tái)汛期，在這段時(shí)間內(nèi)，一年的潮位最高，而臺(tái)風(fēng)也最為頻繁。為確保工程施工質(zhì)量及設(shè)備、財(cái)產(chǎn)和人身的安全，要求設(shè)備必須具備快速避臺(tái)風(fēng)和搶?xiě)?zhàn)小風(fēng)的機(jī)動(dòng)性能。
3.地質(zhì)情況復(fù)雜。該工程總長(zhǎng)1080m，其地質(zhì)情況比較復(fù)雜。在軟土層中，局部地區(qū)有巖基、沙隔層或貝殼沉積層。在這樣的環(huán)境下施工，對(duì)水下裝靴樁頭是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
4.浮態(tài)定位要求高。由于水深，船體是在水浮區(qū)的水面進(jìn)行作業(yè)，無(wú)法擱淺檢查定位的實(shí)際情況，所以必須要求定位準(zhǔn)確可靠。
5.工期緊迫。漩門二期堵港工程總插板數(shù)量為258萬(wàn)m，約10萬(wàn)根。總工期為8個(gè)月，這樣的施工強(qiáng)度在國(guó)內(nèi)深水作業(yè)中也是少有的。
6.質(zhì)量要求高。在該工程中規(guī)定插設(shè)間距誤差為10cm，垂直度誤差小于1.5%，回帶長(zhǎng)度小于50cm。
三、施工設(shè)備
按中國(guó)沿海地帶作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及上述施工特點(diǎn)，浙江省圍海工程公司研制了深水塑料排水帶插設(shè)作業(yè)船。船體系航式雙體作業(yè)船，由兩個(gè)片體與首尾連接構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)方形的施工空間。該船總長(zhǎng)46.8m，總寬17m，型深3.2m，吃水深度為1.6m，排水量為700t，一次定位有效施工尺寸為22m×10m。定位與移動(dòng)設(shè)備裝置為4臺(tái)5t起錨機(jī)，能在水深30m以內(nèi)、流速2～3m/s的環(huán)境中施工。塑料排水帶插設(shè)裝置為門架式立柱打設(shè)機(jī)。該設(shè)備安放在作業(yè)船上，在施工空間可進(jìn)行縱向和橫向移動(dòng)，總高度為40m，總長(zhǎng)度為9m，跨度為13m，能夠滿足插入涂面以下37m深的要求。為了補(bǔ)償船體傾斜度，設(shè)計(jì)時(shí)采用門架與立柱之間進(jìn)行雙鉸鏈連接，使其組成平行四邊搖擺機(jī)構(gòu)，利用門架后支撐螺桿進(jìn)行前后傾斜調(diào)節(jié)。整個(gè)架子可以躺倒放置在船上，作業(yè)時(shí)將其豎起。
水上定位裝置采用國(guó)際上較為先進(jìn)的GPS實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)，由3臺(tái)高精度GPS組成。該系統(tǒng)不僅接收信息快，而且不受天氣、風(fēng)浪的影響，可在24小時(shí)進(jìn)行定位作業(yè)。
水下剪板裝置與裝靴裝置由剪刀管和剪刀箱、剪刀片、樁頭、測(cè)深儀、液壓設(shè)備等組成。
電腦自動(dòng)記錄檢測(cè)裝置由數(shù)字測(cè)深儀，樁管插深傳感器、進(jìn)帶傳感器、報(bào)警器、電腦等組成。
四、施工方法
1.深水插板的工藝流程。施工定位—插設(shè)塑料排水板—水下剪板和裝靴檢測(cè)記錄—移位。
2.施工定位。船體定位：首先在岸上選一坐標(biāo)點(diǎn)，在其上放置1臺(tái)岸臺(tái)GPS接收機(jī)，然后在計(jì)算機(jī)上輸入施工區(qū)域平面圖及控制點(diǎn)的實(shí)地坐標(biāo)和船舶施工空間尺寸，根據(jù)每條船的施工空間進(jìn)行船位劃分，并直接顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。這樣移動(dòng)船位時(shí)只要用4臺(tái)錨機(jī)絞動(dòng)船舶，至其施工空間與劃分的船位重合時(shí)，說(shuō)明船舶已準(zhǔn)確就位。該系統(tǒng)的定位精度達(dá)到10cm，能滿足全天候施工的要求。插板機(jī)定位：其定位方法為機(jī)械定位，精度能控制在1cm以內(nèi)。在施工時(shí)先按每支樁的間距及布置形式在222m×10m的空間范圍內(nèi)劃分出總排數(shù)（縱向）和每排的支數(shù)（橫向）。然后移動(dòng)插設(shè)機(jī)平臺(tái)進(jìn)行縱向定位，當(dāng)定位指針與縱向定位刻度重合時(shí)說(shuō)明定位準(zhǔn)確，在平臺(tái)定位準(zhǔn)確后開(kāi)動(dòng)小車平臺(tái)進(jìn)行橫向單支定位。這樣完成全船的插設(shè)支數(shù)以后，再進(jìn)行下一船的定位。
3.塑料排水帶插設(shè)。采用門架式立柱結(jié)構(gòu)的插設(shè)機(jī)械。為了控制塑料排水帶的垂直度，補(bǔ)償因插設(shè)機(jī)械行走引起的船體傾斜，在門架的后座上設(shè)計(jì)有垂直度調(diào)節(jié)螺桿，可以調(diào)節(jié)立柱的垂直度。當(dāng)船體完成定位后，將穿好帶的套管打入土中，至設(shè)計(jì)標(biāo)高，將套管拔出，塑料排水帶留在土中。完成插板任務(wù)后，再移動(dòng)船位進(jìn)行下一段插設(shè)。
4.水下剪板和裝靴工藝。根據(jù)水深測(cè)深儀測(cè)出的水深，將剪刀管放入水中，使其前端的剪刀箱離涂面30～50cm，當(dāng)套管拔出水面，樁頭碰至剪刀箱內(nèi)的限位器時(shí)，說(shuō)明樁頭已拔至剪刀箱內(nèi)，即可啟動(dòng)液壓剪刀將塑料排水帶剪斷。為了提高剪帶速度，將剪切裝置設(shè)計(jì)為雙向裝置，每一次動(dòng)作就完成一次剪切任務(wù)，而靴頭會(huì)自動(dòng)回位。拔管時(shí)，保護(hù)活動(dòng)門就會(huì)打開(kāi)，而排水帶和壓帶導(dǎo)柱就會(huì)留在孔底。當(dāng)套管上拔至一定高度時(shí)，導(dǎo)柱和套管一起拔出，而此時(shí)的塑料排水板已能完全靠泥土的阻力來(lái)固定。然后重復(fù)上述動(dòng)作。
5.自動(dòng)記錄檢測(cè)技術(shù)。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要是通過(guò)檢測(cè)、樁深、水深、帶深和實(shí)際的涂面高程，就可以換算出回帶長(zhǎng)度，一般回帶長(zhǎng)度控制在30～50cm。如果在下樁過(guò)程距離樁底目標(biāo)高程50cm以上，拔出時(shí)其深度報(bào)警器會(huì)發(fā)出警報(bào)提醒。
五、性能特點(diǎn)
該船的作業(yè)性能好，抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，能在水深30m以內(nèi)、流速2m/s、8級(jí)風(fēng)、2級(jí)浪的環(huán)境中施工，而且定位快、定位準(zhǔn)，可進(jìn)行全天候作業(yè)，施工速度快，操作簡(jiǎn)便。
六、應(yīng)用效果
漩門二期堵壩工程深水插板的任務(wù)為258萬(wàn)m，工期為8個(gè)月，平均每臺(tái)月產(chǎn)量為1萬(wàn)m左右，最多產(chǎn)量可達(dá)1.5萬(wàn)m，扣除天氣、設(shè)備保養(yǎng)時(shí)間，平均插設(shè)時(shí)間每支循環(huán)為3分鐘，縱橫向行走時(shí)間為每分鐘5m，船體定位時(shí)間為10分鐘，一次拋錨可在40m×100m范圍內(nèi)移動(dòng)船位。
巖土工程師站點(diǎn)
