大直徑圓筒振動(dòng)下沉工法

中交四航局2012年11月大直徑圓筒振動(dòng)下沉工法(SYGF-1-001-2010)水運(yùn)工程一級(jí)建造師介紹工法目錄二、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(duì)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(guó)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(kāi)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(chǎng)(3000萬(wàn)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(chǎng)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(zhǎng)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(guó)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、水工建筑物的需要大直徑圓筒制作場(chǎng)地大直徑圓筒下沉工作圖日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)護(hù)岸岸壁大直徑圓筒下沉施工

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工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、水工建筑物的需要日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)護(hù)岸岸壁大直徑圓筒下沉施工日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)◆

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)性日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)人工島護(hù)岸：

海域水深16.5～19.0m。海底地基20m內(nèi)都是淤泥

天津港東突堤護(hù)岸試驗(yàn)段：

淤泥、淤泥質(zhì)沾土>10m

（砼12m×17m3個(gè)壓沉）

湛江調(diào)順島電廠護(hù)岸工程：淤泥、淤泥質(zhì)沾土>12m

（砼8m×8.5m56個(gè)壓沉)廣州番禺南沙港碼頭工程：淤泥>15m、水率>80%（砼15m×25m26個(gè)壓沉)

長(zhǎng)江口航道整治二期工程：灰黃淤泥、灰黃淤泥質(zhì)粉質(zhì)沾土、灰色粉砂、淤泥…廣州番禺南沙蒲洲堤工程：黃泥、淤泥>24m

、平均含水率大于65～84%

港珠澳東、西人工島工程：淤泥質(zhì)土層、黏性土夾沙層>

11m

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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)裝備的誕生上海港機(jī)廠1000t固定臂架起重船工法產(chǎn)生背景主要參數(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(cè)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)生背景廣東打撈局華天龍4000噸全回轉(zhuǎn)起重船工法產(chǎn)生背景世界單吊能力最強(qiáng)的7500噸起重船“南鯨號(hào)”

“藍(lán)鯨”號(hào)總長(zhǎng)239米，型寬50米，型深20.40米，最大起重能力7500噸。該船是海油工程近幾年重大裝備建造項(xiàng)目之一，是繼“藍(lán)疆”號(hào)之后的又一重大主力作業(yè)船舶，2008年7月8日在上海交船。工法產(chǎn)生背景主要性能:

起重量：4×650t跨距：35m吊高：80m吃水：4.8m

總長(zhǎng)：100m

主尺度：41m×100m工法產(chǎn)生背景四航“奮進(jìn)號(hào)”2600t固定臂架起重船振華港機(jī)1600t固定臂架起重船工法產(chǎn)生背景◆

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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◆

施工海域環(huán)保的要求

2008年07月02日于珠海桂山島海域拍攝的海豚戲水的照片結(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(wú)底、中空的大型圓筒——鋼結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)◆

工藝流程簡(jiǎn)、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(jiǎn)化，無(wú)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(duì)來(lái)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(wú)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(jiǎn)單、受力明晰、基礎(chǔ)基本無(wú)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(zhǎng)達(dá)十多年的時(shí)間里，我國(guó)水運(yùn)工程的設(shè)計(jì)和施工領(lǐng)域就不斷對(duì)“大圓筒”進(jìn)行研究和探索。由于當(dāng)時(shí)我國(guó)的鋼鐵價(jià)格相對(duì)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(zhǎng)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振動(dòng)錘沉、拔樁工藝振動(dòng)錘施打3.2m鋼護(hù)筒液壓振動(dòng)錘武漢天心洲長(zhǎng)江大橋主墩樁基鋼護(hù)筒大直徑圓筒工藝三原理插入三式大三直徑三圓筒三樁振三動(dòng)下三沉工三藝——大圓三筒通過(guò)三多臺(tái)三振動(dòng)三錘產(chǎn)三生的三強(qiáng)大高頻（0～30三00三r/三mi三n）振三動(dòng)力三，迫三使筒三壁周三圍的三土壤三產(chǎn)生三“液化、位三移、三松動(dòng)三“，三在大三直徑三圓筒三和錘三體系三統(tǒng)自三重力三的作三用下三，圓三筒的三筒體三切入三土層三中，三并達(dá)三到設(shè)三計(jì)的三標(biāo)高三。配重三塊目三錄二、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)施工三流程◆選擇三滿足三工藝三實(shí)施三的大三型起三重船三、運(yùn)三載駁三船以三及配三套的三輔助三船舶◆根據(jù)三圓筒三振沉三需要三最大三激振三力，三選型三振動(dòng)三設(shè)備◆對(duì)擬三進(jìn)行三施工三的水三域、三航道三等進(jìn)三行調(diào)三查以三及實(shí)三地考三察◆作業(yè)三現(xiàn)場(chǎng)三測(cè)量三作業(yè)◆大圓三筒預(yù)三制、三運(yùn)輸◆大圓三筒振三動(dòng)下三沉作三業(yè)水域三的水三深、三水下三地貌三、不三明物三體等大型三工程三船舶三進(jìn)出三的航三道情三況以三及避三風(fēng)位三置施工三水域三的風(fēng)三、浪三、流三情況施工三水域三的潮三汐規(guī)三律確定三作業(yè)三窗口按照三擬訂三的施三工工三藝，三振沉三作業(yè)三參數(shù)三等技三術(shù)經(jīng)三濟(jì)綜三合因三素，三選擇三適合三本項(xiàng)三目大三直徑三圓筒三振動(dòng)三下沉三作業(yè)三的大三型起三重船三。選擇三能滿三足大三直徑三圓筒三裝載三能力三、水三上運(yùn)三輸穩(wěn)三性要三求、三便于三從圓三筒預(yù)三制場(chǎng)三地出三運(yùn)駁三船。選擇三配套三施工三作業(yè)三的輔三助船三舶：三拖輪三、工三作船三、交三通船三等振動(dòng)三設(shè)備三主要三分為三電動(dòng)三、液三壓兩三大類三錘，三各有三優(yōu)缺三點(diǎn)施工三流程長(zhǎng)江三口河三床需三采用三軟體三排護(hù)三底結(jié)三構(gòu)4臺(tái)AP三E40三0型液壓錘振沉砼大圓筒施工三流程港珠三澳大三橋人三工島三施工8臺(tái)AP三E60三0型液壓錘振沉大圓筒目三錄二、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)配套三設(shè)備◆振沉三作業(yè)三起重三船選三擇目前三大直三徑圓三筒的三重量三一般三都在20三0～60三0噸左三右，三配套三的振三動(dòng)單三元總?cè)亓?0三0～30三0噸左三右。三起重三船的三起重三能力三：（筒三體重三量+錘體三單元三重量三）×k=起重三能力k—三—三1.三3～1.三5動(dòng)載三系數(shù)三、動(dòng)三側(cè)摩三阻力三系數(shù)三、起三重船三的起重三能力三儲(chǔ)備三系數(shù)三等綜三合因三數(shù)。由于三固定三臂架三起重三船結(jié)三構(gòu)相三對(duì)簡(jiǎn)三單，三結(jié)構(gòu)三剛性三好，三作業(yè)三跨度三較大三，吃三水較三淺、三經(jīng)濟(jì)三性也三好，三比較三適合三。配套三設(shè)備配套三設(shè)備◆振動(dòng)三錘的三選擇電動(dòng)三錘：配套三簡(jiǎn)單三，能三量轉(zhuǎn)三換效三率比三較高三，可三采用三自備三電站三或外三部電三源供三電，三控制三系統(tǒng)三比較三簡(jiǎn)捷三，但三錘體三的體三積相三對(duì)比三較大三，對(duì)三環(huán)境三無(wú)油三污的三污染三源。三，一三般不三能進(jìn)三行貼三近水三面的三振沉三，更三不能三在水三下工三作。液壓三錘：配套三相對(duì)三比電三動(dòng)錘三復(fù)雜三些，三能量三轉(zhuǎn)換三效率三比較三低，三自備三液壓三動(dòng)力三單元三功率三比較三大，三但錘三體體三積比三較小三，控三制系三統(tǒng)現(xiàn)三也比三較成三熟，三管路三系統(tǒng)三多，三管路三破損三時(shí)有三油污三瀉漏三?？扇M(jìn)行三水下三振沉三作業(yè)三。國(guó)內(nèi)三大大三直徑三圓筒三振沉三作業(yè)三一般三選用--三--三-液壓三錘配套三設(shè)備AP三E4三00液壓三錘動(dòng)力三單元柴油三機(jī)功三率11三00三HP配套三設(shè)備◆振動(dòng)三單元三設(shè)計(jì)上吊三具AP三E4三00振動(dòng)三錘振動(dòng)三梁液壓夾具連接三螺栓配套三設(shè)備由于三是多三臺(tái)振三動(dòng)錘三工作——同步三器液壓三振動(dòng)三錘同三步器電動(dòng)三振動(dòng)三錘同三步器配套三設(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筋三混凝三土圓三筒預(yù)三制鋼筋三混凝三土圓三筒鋼三筋鋼筋三混凝三土圓三筒混三凝土三澆注鋼筋三混凝三土圓三筒制三作鋼筋三混凝三土圓三筒夾三持部三位的三鋼板鋼筋三混凝三土圓三筒布三設(shè)預(yù)三應(yīng)力三鋼絞三線鋼筋三混凝三土圓三筒制三作鋼筋三混凝三土圓三筒拆三模成型三的鋼三筋混三凝土三圓筒分瓣三制造三，立三式拼三裝鋼圓三筒制三作筒體三拼裝三場(chǎng)地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