水下混凝土澆筑施工工藝

水下混凝土澆筑施工工藝水下混凝土澆筑施工工藝水下混凝土澆注施工工藝探討####摘要：隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，內(nèi)河成為開發(fā)建設(shè)的主要對象。內(nèi)河重力式碼頭受限于內(nèi)河水深及地理位置的影響，沒有大型船機可以利用。碼頭重力式擋墻采用定型模板陸上拼裝、水下整體安裝和水下混凝土澆注的施工工藝，可有效縮短工程工期，降低施工成本。本文結(jié)合柳州港鷓鴣江作業(yè)區(qū)工程，對模板、水下混凝土澆注等關(guān)鍵工序進行闡述。關(guān)鍵字：重力式碼頭；氣囊助浮；定型鋼模板；水下混凝土澆注；混凝土流動模式1、工程概況工程概述柳州港鷓鴣江作業(yè)區(qū)工程位于柳州市北郊，柳江下游，柳州鷓鴣江作業(yè)區(qū)共4個泊位，320m,泊位碼頭水工長度均取84.4m2#、34#泊位為新建2個1000t級泊位（水工按2000t級預留，分別位于已建泊位的下、上游，設(shè)計年120tC304碼頭施工水位： 78.5m；設(shè)計低水位： 一級平臺設(shè)計高水位二級平臺設(shè)計高水位：87.556m(20年一遇)。擋墻結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(1)上（下）游側(cè)擋墻。112m，擋墻分為兩部分，下部分為拋石基床（夯實。（2）碼頭前沿側(cè)擋墻。712.4m12m.現(xiàn)澆擋墻71.0m，頂寬80.0m71.0m1：0.，底寬8.9（含前趾寬度0.5；前趾頂高程78.5，寬0.5，全墻墻高11.5。（3）下（上）游側(cè)擋墻下游側(cè)擋墻分為2段，每段長度為11.5m。8.9m,上部寬3.9m,高82.5082.50m78.50m（76.53m（設(shè)計低水位）位）1:0.672.4m（停泊水域底高程）71.0m1:1.5圖中未標注單位：mm圖中陰影部分為水下澆注砼1:0.268.505m2、施工工藝

圖1-1：碼頭斷面圖港池開挖、拋石基床基槽開挖由泥層開挖和巖石破碎清理兩部分組成（約水下定型鋼模板圖2.3.1-1定型模板 圖2.2.1-2定型模板水下混凝土對模板的要求：混凝土拌合物的流動性較大，在水下進行施工時，受水流滲漏影響，對模板的密封性要求嚴格。（3）水下混凝土澆注水平施工縫難以處理，因此水下模板一次立模較高，其頂應出水面。（4）水下施工作業(yè)不確定因素較多，不易控制，模板盡量簡單，便于水下施工，并盡量用水上作業(yè)代替水下作業(yè)。定型模板結(jié)構(gòu)要求外，同時也考慮模板自身穩(wěn)定、安全施工等因素。模板均采用桁架式鋼框架、6mm鋼板桁架按間距1m[14，豎向圍囹間距與桁架間距相同，其間距為1m；水平圍囹間距按0.5m布置。前、后模板均分成兩塊，以滿足吊機吊2F0.22tV12c式中 FHc

Co 1 2－新澆混凝土對模板產(chǎn)生的最大側(cè)壓力kN/m；H－有效壓頭高度；－混凝土澆筑速度m/；t－混凝土入模時的溫度（℃；r－混凝土的容重kN/m；k－外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取k=1.0，摻緩凝作用的外加劑時k=1.2；β1-外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0；摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2；β2-30mm時，取1.15。通過受力情況分別驗算板面、橫肋、縱肋、桁架的撓度，是否滿足模板材料的性能，及整體的穩(wěn)定性。桁架∠100×100角鋼[14＠50cm圍囹桁架14囹鋼板δ6mm桁架14囹鋼板δ6mm桁架1750100100

1200剖面圖1--1 底層擋墻前、后模模板圖圖2.2.2-1模板結(jié)構(gòu)圖定型模板組裝（1）模板組裝基本要求：1)模板拼裝必須按擋墻的形狀、尺寸和相對位置準確；2)模板和支架的支承部分應堅實可靠；3)模板安裝過程中必須采取防傾覆的臨時加固措施。（2）安裝模板時必須做好以下事項，確保擋墻觀感質(zhì)量。1)前模拉條孔位置采用圓錐型塑料護套，起到止?jié){及澆注砼后擋墻面拉條頭易切割處理。2)止?jié){措施：除了前模拼接中縫采用10mm厚橡膠皮止?jié){外，其它模板拼縫均采用海綿條止?jié){。3)擋墻斷縫采用刨面三角木條做成倒八字型縫。模板出運（1）陸上吊運2#、40T塔吊，單個定型組合23（2）水上拖運在水上采用氣囊助浮、機動艇拖運的方式。根據(jù)物體漂浮條件G=pvg,可得出需用氣囊的吃水體積，其吃水體積宜為氣囊體積的0.6~0.8。在每側(cè)模板安放氣囊，根據(jù)計算的體積（吃水）進行匹配選擇。定型組合鋼模板組裝完畢，安放助浮氣囊，氣囊壓強達應到25kgf。氣囊規(guī)格：體容積（m3）安放位置D1.5m×9m17.43前模、后模D1.5m×6m12.13側(cè)模D1.2m×12m14.35前模、后模D1.5m×3m5.86側(cè)模氣囊安放在模板位置依據(jù)的兩個條件72.4m71.0m77.5m5.1m。4.5m。圖2.2.3-1定型模版拖運 圖2.2.3-2定型模版安裝2.2.3定型模板安裝安裝前潛水員下水檢查基床情況，確?；矡o異物、未破壞、無回淤。第一個定型模板具體方法：1)提前測放模板的安裝位置，并用浮筒標示，在澆注擋墻前沿停放定位駁。2)3)在定型模板上下游兩端各用鋼絲繩與設(shè)在岸邊的卷揚機相連。4)21.4m12.8m）10t5)氣囊放氣：模板調(diào)正后，氣囊開始放氣。在氣囊放氣模板下沉過程中，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩變最后對定型模板加固，頂面搭設(shè)2~3個平臺放置4~6塊預制混凝土塊（一塊約1.2；Φ28mm2.3水下混凝土澆注擋墻分層澆筑的分縫處理方案在開始施工前提交專項方案應符合規(guī)范要求并經(jīng)設(shè)計同意方可實施。上層擋墻澆筑時間可延后，以待后方回填基本完成、墻身穩(wěn)定后再澆筑。導管導管、料斗就位砼漿泵送入漏斗打開邊灌漿邊拔導管出水清除表面浮漿安放面堵振插塞搗筋技術(shù)要求：(1)水下?lián)鯄30混凝土應具有較大的流動性、粘聚性和良好的流動性保持能力，在砼中按一定比例摻用緩凝劑，以延長初、終凝時間。(2)泵送混凝土至結(jié)構(gòu)底部開始澆筑，避免混凝土經(jīng)水沉入底部。(3)澆注水下混凝土結(jié)構(gòu)一般無法振搗，宜配制自密實混凝土。(4)同樣的混凝土，在水下混凝土澆注與陸上澆注相比（陸強度比，混凝土會有一>0.8。(5)水下混凝土坍落度宜在160mm~200mm之間。施工方法在模板頂做一平臺，在平臺上搭設(shè)水下砼灌注架，澆筑水下砼時采用Φ25cm的鋼管作為導管輸送砼進行水下灌注，導管每節(jié)長2～2.5m，同時應備用數(shù)節(jié)1.0m、0.5m及0.3m的短導管，導管各節(jié)之間用有止水槽的法蘭盤夾膠皮墊圈用螺栓連接，可防止漏水且易于拆除。（2）采用泵送砼法將砼輸送到排架上安裝的儲料斗中，儲料斗用鋼板制作，容積為3.0m3，斗內(nèi)壁應光滑平整，不漏漿，不掛漿，砼下泄順暢，混凝土沖入基床面。（3）本工程水下?lián)鯄Ψ侄问┕?，每?2m，底面積在96.6~110.36㎡間，施工作業(yè)場地小，設(shè)置一個澆注點。若一次性澆注流平底面，導管口很難被砼包住0.4m,寬2.5m，長度等同于定型模板寬，容積8.9m3，導管口低于分隔槽頂9m3砼，連續(xù)澆筑，可滿足初灌量的要求。（4）導管提升不易頻繁，必須保證導管下端始終埋入混凝土內(nèi)部，一般在3m左右，其最大埋深度不宜超過5m，提升后導管應保留1m埋在混凝土中。澆筑過程中，密切關(guān)注混凝2m取一個測點，不可僅憑經(jīng)驗和理論計算推導。提升時導管旁邊有施工人員指揮吊車，控制提升量?；?凝土在進行水下砼灌注時，先把漏斗（容積3m3）內(nèi)都灌滿砼，然后在操作平臺上拉開料斗混 凝土2.4.2-1澆注事項（1）在澆注過程中,導管只應上下升降,不得左右移動。（2）混凝土粗骨料的最大粒徑不得大于導管內(nèi)徑的1/4,亦不宜超過6cm；坍落度為15～18cm,開始時坍落度取小值,結(jié)束時酌量放大,以使混凝土表面能自動坍平。（3）（4）隨著砼的不斷灌入，要逐步提升導管，當導管、漏斗提到最大高處時，可拆卸上部的短導管直到水下砼全部澆筑完畢。（6）當澆注完畢后，將頂面浮漿清除干凈。圖2.3.3-1水下砼澆筑 圖2.3.3-2水下砼澆筑模板與養(yǎng)護（1）根據(jù)氣溫調(diào)整拆模時間，保證強度達10MPa。潛水員拆除模板、用起重船吊運，模板拆除后進行清理維護，涂刷模板油，保證模板正常使用。12小時以內(nèi)開始對混凝土進行養(yǎng)護，混凝土養(yǎng)護的最低期限應符合要求，且養(yǎng)護不得中斷。（3）混凝土養(yǎng)護期間，混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜>20℃，養(yǎng)護用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15℃。澆水次數(shù)應能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)。接縫處理擋墻分段、分塊、分層澆筑施工，為保證接茬質(zhì)量，段與段間用2cm瀝青模板塞縫，保證其豎直度。每塊澆筑混凝土之前，即擋墻水下部分與水上部分，先澆筑20～30mm厚70%強度后，1/3高度，并在澆筑下一層混凝土前將施工縫濕潤沖洗干凈。質(zhì)量控制（1）嚴格工藝紀律，嚴格執(zhí)行“三檢制（3）模板要有足夠的剛度和強度，拼縫嚴密，表面平整；模板支立時，模板油要涂刷均勻，止?jié){嚴密，螺栓緊固。澆筑擋墻混凝土時，為防止模板上浮，要設(shè)錨點拉結(jié)。10MPa。模板拆除后立即進行清理維護，涂刷模板油，保證模板正常使用。（4）砼澆注應連續(xù)進行；水下混凝土在水下很難進行振搗，需自流平、自密實，在施工時，控制好流動性。（6）擋墻分層面處理應按規(guī)范要求進行施工，鑿毛、清潔，澆筑上層砼時要鋪一層2cm厚的砂漿。（7）擋墻分段沉降縫采用2cm厚瀝青軟木板設(shè)置。,砼頂部采用海綿吸水的方法，將砼表面的水分吸干，同時嚴格控制水灰比，依照實際情況控制用水量。3、問題探討現(xiàn)澆混凝土的質(zhì)量與水下混凝土的流動方式有密切關(guān)系水下混凝土澆注施工過程中導管下口始終埋在已澆筑混凝土中是關(guān)鍵。根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗，每根導管（Φ20cm）澆注范圍在幾十平方米，在鷓鴣江作業(yè)區(qū)工程每段底部面積在100類似工程施工中采用導管法澆注大面積施工作業(yè)4、結(jié)束語參 考 文 獻[1[2].《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》(JTS167-2-2009)[3].《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》(GB50214-2001)水下無人機物探技術(shù)預研究水下無人機物探技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)水下無人機系統(tǒng)調(diào)研901000在夏威夷海域下潛可達5300米，在潛深方面取得了巨大的進步；1997年,“CR-O1”再一次在太平洋順利完成了深海探測任務,并獲取了大量數(shù)據(jù)和資料。其后，中科院沈陽自動化研究所又研制了“CR-O2”和“潛龍一號”深潛器（11500kg，工作深度為6000米，最大續(xù)航能力24小時。圖1“CR-02”和“潛龍一號”深潛器702所、沈陽自動化研究所和哈爾濱工程大學聯(lián)合研制的智水-Ⅰ型、智1994199520004國外水下無人機系統(tǒng)調(diào)研1934900多米的載人潛水器，這是所謂最50年代開始水下機器人的發(fā)展經(jīng)歷了半個多世紀的1953年又研制出無人有纜遙控潛水器。其后水下無人機的發(fā)展過程大致195070年代，這CURV系統(tǒng)因7080年代，屬于水下無人機研究的大發(fā)展時期，隨著工業(yè)發(fā)展，地球資源的消耗，世198021世紀以來，世101000（投入到軍用或民用的領(lǐng)域。圖2國外研制的各種水下無人機國內(nèi)外比較有代表性的水下無人機有：由美國伍茲霍爾海洋研究所設(shè)計、美國水螅蟲（Hydroid）公司制造和銷31所示。圖3REMUS100、REMUS600和REMUS6000系列水下無人機REMUSREMUS100REMUS600REMUS6000重量37kg272kg863kg長度1.6m3.2m3.94m直徑0.19m0.32m0.67m速度4.5節(jié)4.5節(jié)4.5節(jié)深度100m600m6000m電池1KWh5.2KWh11KWh續(xù)航>10hrs>50hrs22hrs由美國海軍研究所和金槍魚機器人公司研發(fā)的戰(zhàn)場準備自主式水下無人機，BluefinBluefin-9、Bluefin-12Bluefin-21（圖42圖3Bluefin-9、Bluefin-12和Bluefin-21系列水下無人機表2Bluefin系列航行器的各項性能指標Bluefin-9Bluefin-12Bluefin-21重量60.5kg260kg750kg長度1.75m4.32m4.93m直徑0.24m0.32m0.53m速度5節(jié)5節(jié)4.5節(jié)深度200m1500m4500m電池鋰電池1.5KWh鋰電池7.5KWh鋰電池13.5KWh續(xù)航能力12hrs(3節(jié))30hrs(3節(jié))25hrs(3節(jié))AutosubTailsman4，Tailsman為軍用水下無人機，主BEA圖4Autosub-1型水下無人機ECA2070PAP104Alister5Alister100圖5Alister100型水下無人機德國發(fā)展的“海獺（SeaOtter）MKATLASATLASMARIDAN，2005-20066）成功完成了多次海上獵雷試驗。圖6“海獺”MKⅡ型水下無人機KongsbergMaritimeHUGIN3所示。表3HUGIN系列航行器的各項性能指標HUGIN1000用于3000米的 HUGIN3000HUGIN1000HUGIN4500重量650-850kg650-850kg 1400kg1900kg長度4.5m4.7m 5.5m6.0m直徑0.75m0.75m 1m1m速度2-6節(jié)2-6節(jié) 2-4節(jié)2-4節(jié)深度1000m3000m 3000m4500m電池鋰電池1.5KWh鋰電池1.5KWh 半燃料電池45KWh半燃料電池60KWh續(xù)航能力24hrs(4節(jié))24hrs(4節(jié)) 60hrs(4節(jié))60hrs(4節(jié))圖7HUGIN1000型水下無人機ISEExplorer年開始研發(fā)，2004，20065000m88ISEExplorer型水下無人機9GaviaHafmyndGavia99Gavia表4Gavia系列航行器的各項性能指標GaviaDefenceGaviaOffshore重量62kg70-80kg長度2.6m2.7m直徑0.2m0.2m速度5.5節(jié)5.5節(jié)深度500或1000m500或1000m電池鋰電池1.2KWh鋰電池1.2KWh續(xù)航能力6-7hrs(3節(jié))4-5hrs(3節(jié))水下無人機執(zhí)行水下調(diào)查勘探任務，是通過配置環(huán)境測量設(shè)備對水下的地形、地貌、地質(zhì)進行勘察和測繪，包括多波束測深聲吶、淺層剖面儀和側(cè)掃聲吶應用比較多的前視聲吶是丹麥RESON公司的SeaBat系列。EdgeTech公司研制的2200系列和4400合成孔徑系列側(cè)掃聲吶在水下無人機上應用較多。多波束測深聲吶是可同時獲得與艦船等航行體航跡相垂直且面內(nèi)數(shù)十Simrad公司的EM2000多波束探測聲吶在水下無人機上應用較多。聲學多普勒流速剖面儀(ADCP)是一種利用聲學多普勒原理測量水流速RDI公司生產(chǎn)多型Workhorse系列產(chǎn)品，主要用于海上石油和無然氣工業(yè)，再生新能源利用，生物海洋學，綜合海洋觀察系統(tǒng)，航海安全，深海和中深海的海流中長期測量等。(CTD)用于測量海水的溫度、鹽度和深度。這類儀器采用力學、熱學、流體力學等原理制成。GliderPayloadCTD是一個綜合的CTD傳感中武器中。水下光電成像探測設(shè)備主要包括探測水下目標的水下電視系統(tǒng)和水下Maritime公司研發(fā)的OE15-100A型水下照相機，是高清晰度增強型CCD照相機，采用鈦合金機殼，工作深度3000m，在水下無人機上應用較多。磁力探測儀是根據(jù)光泵穩(wěn)態(tài)氦原子的特性來探測磁場總強度變化的原理來工作的，其敏感元件的拉莫爾(lamor)頻率的變化被轉(zhuǎn)換成一種模擬電壓，經(jīng)帶通濾波器處理后給出磁場強度分布。G-880海洋銫光泵磁力/梯度儀主要用于石油業(yè)中的海洋學研究或石油探查。技術(shù)特點分析水下無人機系統(tǒng)能擔負多種作業(yè)任務，可由不同的搭載平臺攜帶和布放回收，具有以下主要特點：自身目標特征小，敵方難以有效探測，具有較強隱蔽性。（2）行動無人化，使用風險低，水下無人機具有無人特性，可自主控制，極大減少或消除了環(huán)境對人員的威脅，降低了使用風險。（3）布放形式多樣，作戰(zhàn)靈活，水下無人機可根據(jù)任務需要從艦艇、飛機性。（4）任務重構(gòu)能力強，可執(zhí)行多種任務，水下無人機可通過對探測、信息對抗、通信等電子設(shè)備，以及發(fā)射（或布放）裝置的單一或組合配置，滿足不同任務的需求，其任務重構(gòu)能力強，可執(zhí)行多種任務。發(fā)展趨勢深海遠程化。地球上97%的海洋深度都在6000m以上，世界上只有少數(shù)國家擁有潛深6000m100km以上的叫遠程水下無人機，發(fā)達國家目前正在研發(fā)超遠程水下無人機，續(xù)航能力達5000km。功能強大化。包括水下無人機的高智能化和作業(yè)能力?，F(xiàn)階段的水下無