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      一種水下隔離式混凝土澆筑施工方法

      文檔序號(hào):5310231閱讀:510來(lái)源:國(guó)知局
      一種水下隔離式混凝土澆筑施工方法
      【專利摘要】一種水下隔離式混凝土澆筑施工方法,在水下澆筑過(guò)程中引入水泥漿作為介質(zhì)層,使得混凝土、水泥漿、水三者在澆筑過(guò)程中,能在重力作用下自行分層,始終保證混凝土與環(huán)境水隔離,而且可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管在水泥漿中的水平移動(dòng)和水下混凝土振搗,從而提高水下澆筑施工質(zhì)量。本發(fā)明中的水泥漿介質(zhì)層具有較好的流動(dòng)性、抗分散性和均質(zhì)性,利用其比重特性實(shí)現(xiàn)隔離作用,減少了水下混凝土在澆筑過(guò)程中與環(huán)境水的直接接觸,而且可以進(jìn)行水下混凝土的水下振搗,從而取得更好的水下澆筑質(zhì)量。本方法實(shí)現(xiàn)了常態(tài)混凝土水下大倉(cāng)面、大體積的澆筑施工,工藝簡(jiǎn)單,施工質(zhì)量大幅提高,施工成本則大大降低。
      【專利說(shuō)明】一種水下隔離式混凝土澆筑施工方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及水下混凝土澆筑【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種利用水泥漿介質(zhì)將混凝土與環(huán)境水進(jìn)行隔離的水下澆筑施工方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002]水下混凝土澆筑施工方法,目前公知的水下混凝土澆筑方法有導(dǎo)管法、袋裝法(膜袋法)、壓漿法等,其中以導(dǎo)管法最為常用。
      [0003]導(dǎo)管法澆筑水下混凝土,在上部設(shè)料斗,下部連接導(dǎo)管,導(dǎo)管底部裝設(shè)開(kāi)關(guān)閥門(mén)。澆筑時(shí),將導(dǎo)管移至指定澆筑部位,底部距澆筑地面一定距離,先將導(dǎo)管內(nèi)充滿混凝土,然后打開(kāi)下口閥門(mén),一面均衡地澆筑混凝土,一面緩緩提升導(dǎo)管,澆筑過(guò)程中始終需保持導(dǎo)管底口始終埋在已澆的混凝土內(nèi)一定淹沒(méi)深度,直至結(jié)束。導(dǎo)管澆筑的作用半徑通常不大于3m,且在澆筑過(guò)程中只允許導(dǎo)管上下升降,不得左右移動(dòng)。
      [0004]對(duì)于水下澆筑所用的混凝土,常須具有水下不分散性、良好流動(dòng)性、自密實(shí)性,需要摻加絮凝劑等外加劑,單位方量成本就增加近I倍,而且由于摻加外加劑后自身粘稠度增大,采用泵送時(shí)極容易堵管造成澆筑中斷,總體成本代價(jià)高。若采用常態(tài)混凝土進(jìn)行水下澆筑,在水下雖然可以凝固硬化,但是水下澆筑質(zhì)量較差,主要原因就是混凝土易與環(huán)境水接觸,導(dǎo)致其水灰比增大和骨料離析,從而影響混凝土澆筑質(zhì)量。因此,若能采取一定的施工方法,利用普通混凝土就能進(jìn)行水下澆筑,且可以取得較好的水下澆筑質(zhì)量,而工程成本又較小,無(wú)疑將是水下混凝土澆筑領(lǐng)域?qū)嵸|(zhì)性的進(jìn)步,其技術(shù)難題就在于怎樣減少澆筑過(guò)程中混凝土與環(huán)境水的接觸機(jī)會(huì)。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]為解決水下混凝土導(dǎo)管法澆筑技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出了一種水下隔離式混凝土澆筑施工的方法,它利用一種比重介于水和混凝土之間的、均質(zhì)的、自身具有一定抗分散性,且流動(dòng)性較好的水泥漿作為介質(zhì),使得混凝土、水泥漿、水三者在澆筑過(guò)程中,能在重力作用下自行分層,始終保證混凝土與環(huán)境水的有效隔離,且可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管在水泥漿中的水平移動(dòng)、水下混凝固振搗,從而提高常態(tài)混凝土的水下澆筑施工質(zhì)量。
      [0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種水下隔離式混凝土澆筑施工方法,在水下澆筑過(guò)程中利用水泥漿介質(zhì),形成水泥漿介質(zhì)層將混凝土與環(huán)境水有效隔離,減少澆筑過(guò)程中混凝土與環(huán)境水的接觸機(jī)會(huì)。
      [0007]施工具體步驟為:
      1)水泥漿介質(zhì)配制:先配制一種比重介于水和混凝土之間的、均質(zhì)的、自身具有一定的抗分散性,且流動(dòng)性較好的水泥漿介質(zhì);
      2)注入水泥漿介質(zhì):采用導(dǎo)管法,先向?qū)Ч軆?nèi)放入隔離球或?qū)Ч艿撞坎捎瞄y門(mén)控制;向料斗內(nèi)連續(xù)注入水泥漿,直到在澆筑部位形成一定厚度的水泥漿介質(zhì)層。
      [0008]3)常態(tài)混凝土澆筑:水泥漿介質(zhì)注漿完成后,先向?qū)Ч軆?nèi)放入隔離球或?qū)Ч艿撞坎捎瞄y門(mén)控制;完成后立即向料斗內(nèi)注入常態(tài)混凝土,且始終保持導(dǎo)管下口在水泥漿介質(zhì)層內(nèi)具有一定的淹沒(méi)深度,施工過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)介質(zhì)層和下部混凝土的上升高度,一面均衡地澆筑混凝土,一面緩緩提升導(dǎo)管,直至澆筑結(jié)束。
      [0009]所述的水泥楽介質(zhì)的水灰比在0.5?0.7之間,密度1.6?1.7g/cm3,在水泥楽介質(zhì)中還添加有緩凝劑,以控制水泥漿的初凝時(shí)刻在該倉(cāng)混凝土澆筑完成時(shí)刻之后。
      [0010]所述的水泥漿介質(zhì)中添加有絮凝劑,加入后使水泥漿介質(zhì)自身具有一定的抗分散性能。
      [0011]采用導(dǎo)管法澆筑過(guò)程中,導(dǎo)管下口距離澆筑地面10?20cm,導(dǎo)管下口在水泥漿介質(zhì)層內(nèi)具有的淹沒(méi)深度不小于20cm。
      [0012]饒筑部位形成的水泥楽介質(zhì)層厚度不小于20 cm。
      [0013]所述的常態(tài)混凝土的坍落度200土30mm。
      [0014]采用本發(fā)明取得的技術(shù)效果:
      I)將水泥漿介質(zhì)的水灰比在0.5?0.7之間,密度1.6?1.7g/ cm3,以及加入絮凝劑、緩凝劑等,使介質(zhì)層較好的抗分散性和流動(dòng)性,具有很強(qiáng)的隔離作用,避免水下施工時(shí)混凝土與環(huán)境水的直接接觸,減少骨料離析,從而取得更好的水下澆筑質(zhì)量。
      [0015]2)水泥漿介質(zhì)中摻加粉煤灰,形成水泥粉煤灰漿,進(jìn)一步延長(zhǎng)介質(zhì)的緩凝時(shí)間和和增加介質(zhì)的均質(zhì)性。
      [0016]3)混凝土導(dǎo)管可以實(shí)現(xiàn)在介質(zhì)層內(nèi)進(jìn)行縱、橫向的水平移動(dòng),而不會(huì)對(duì)已澆混凝土形成太大擾動(dòng),擴(kuò)大了單根導(dǎo)管澆筑范圍,同等條件下可滿足大倉(cāng)面、大體積水下部位的混凝土饒筑。
      [0017]4)由于介質(zhì)層的隔離作用,可以實(shí)現(xiàn)水下混凝土的水下振搗,而且介質(zhì)層會(huì)因一部分會(huì)進(jìn)入混凝土,另一部分最終會(huì)隨著混凝土澆筑的上升而溢出,從而使水下混凝土澆筑質(zhì)量達(dá)到與陸地澆筑同等水平。
      [0018]5)本方法實(shí)現(xiàn)了常態(tài)混凝土大水下大倉(cāng)面、大體積混凝土的分層澆筑施工,工藝簡(jiǎn)單,施工質(zhì)量大幅提高,施工成本則大大降低。

      【專利附圖】

      【附圖說(shuō)明】
      [0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
      [0020]圖1?4是本發(fā)明的施工過(guò)程示意圖,其中圖1為水下立模形成澆筑倉(cāng)面;圖2為注入水泥漿介質(zhì);圖3為注入水下混凝土,圖4為澆筑完成;
      圖5為護(hù)坦掏刷平面不意圖;
      圖6為水下模袋法形成澆筑倉(cāng)面;
      圖7為放入隔離球,注入水泥漿介質(zhì)層;
      圖8為放入隔離球,注入常態(tài)混凝土;
      圖9為單倉(cāng)澆筑完成;
      圖中1-水下模;2-料斗;3_澆筑導(dǎo)管;4_隔離球;5_水泥漿介質(zhì)層;6_混凝土 ;7-水。

      【具體實(shí)施方式】
      [0021]實(shí)施例1: 水泥漿介質(zhì)配制:配制一種比重介于水和混凝土之間的、均質(zhì)的、自身具有粘性,但流動(dòng)性較好的水泥漿介質(zhì),具體如下:水泥漿介質(zhì)的水灰比在0.5?0.7之間,密度1.6?1.7g/ cm3。在水泥漿介質(zhì)中添加BT-7000型緩凝劑,以控制水泥漿的初凝時(shí)間不小于4h ;水泥漿介質(zhì)中添加BT-7003型絮凝劑,減少水泥漿沉淀,增加水泥漿自身的抗分散性。為進(jìn)一步延長(zhǎng)介質(zhì)的緩凝時(shí)間和和增加介質(zhì)的均質(zhì)性和流動(dòng)性,水泥漿介質(zhì)中還添加粉煤灰,粉煤灰等級(jí)為II級(jí),按等量取代法,摻量為水泥用量的25%。
      [0022]施工步驟:在水下澆筑指定區(qū)域,四面需有模板1、凹槽等圍護(hù)的條件下,采用導(dǎo)管法澆筑,先放入隔離球4,向料斗2和混凝土導(dǎo)管3內(nèi)連續(xù)注入配制好的水泥漿介質(zhì),直到在澆筑部位形成一定厚度的水泥漿介質(zhì)層5,注入過(guò)程中控制混凝土導(dǎo)管3下口距離澆筑地面10?20cm,水泥漿介質(zhì)層厚度不小于20 cm。水泥漿注入完成后再次放入隔離球4,隨即向料斗內(nèi)注入常態(tài)混凝土 6,且始終保持導(dǎo)管下口在水泥漿介質(zhì)層5內(nèi)的淹沒(méi)深度不小于20cm,一面均衡地澆筑混凝土,一面緩緩提升導(dǎo)管3,直至澆筑結(jié)束。
      [0023]也可采用在導(dǎo)管底部采用閥門(mén)控制物料流量,以代替隔離球。
      [0024]在澆筑過(guò)程中,常態(tài)混凝土 6、水泥漿介質(zhì)層5、水7三者能在重力作用下自行分層,水泥漿在與混凝土介質(zhì)同步上升的同時(shí),始終保證混凝土與環(huán)境水的處于隔離狀態(tài),從而提高水下澆筑施工質(zhì)量。
      [0025]使用的常態(tài)混凝土 6坍落度200 土 30mm。
      [0026]實(shí)施例2:
      下面結(jié)合湖北某電站溢流壩下游護(hù)坦端部沖刷水下修復(fù)實(shí)例,為本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述,但本發(fā)明的實(shí)施范圍、方式并不僅限于此。
      [0027]從水下測(cè)量報(bào)告得知,該電站溢流壩下游消力池及池后護(hù)坦、河床經(jīng)歷了多年汛期洪水的掏刷,其整個(gè)溢流壩護(hù)坦末端底部基礎(chǔ)被掏刷,掏刷段總長(zhǎng)48m(如圖5),最大掏刷高度為9m (與原河床面),護(hù)坦基礎(chǔ)自護(hù)坦端頭至上游方向最大掏刷深度達(dá)7m,從而形成護(hù)坦端頭懸挑,掏空部位均為水下,深度范圍為8?20m,存在較大安全隱患。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,需對(duì)水下基礎(chǔ)部位進(jìn)行混凝土回填,并在端部形成一定的防護(hù),防止掏刷的進(jìn)一步擴(kuò)大。經(jīng)過(guò)前期對(duì)干式施工和水下澆筑兩種施工方式進(jìn)行方案比選,由于形成干式施工面的施工代價(jià)太大,故考慮采用水下澆筑的施工方案,主要施工步驟如下:
      I)為便于水下澆筑施工方便,設(shè)置專門(mén)的水上澆筑平臺(tái),結(jié)合水下混凝土擴(kuò)散半徑和饒筑區(qū)域的大小,確定平臺(tái)大小為(寬X長(zhǎng))4mX6m。在平臺(tái)上設(shè)導(dǎo)管饒筑機(jī)構(gòu),即頂部設(shè)有進(jìn)料料斗,下部設(shè)有導(dǎo)管,導(dǎo)管采用200_直徑鋼管分節(jié)構(gòu)成,節(jié)間采用法蘭盤(pán)連接,導(dǎo)管下口設(shè)閥門(mén)裝置,整體導(dǎo)管澆筑機(jī)構(gòu)用起重設(shè)備起吊,具備升降功能。
      [0028]2)混凝土澆筑前,按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了基礎(chǔ)面的水下清理、植筋,立模采用疊袋法(如圖6)。
      [0029]3)制備水泥漿摻加粉煤灰,摻量為25%,按等量取代水泥,水灰比0.6,密度1.7g/cm3,緩凝劑BT-7000型緩凝劑摻量為水泥用量2%,絮凝劑為BT-7003型,摻量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定為1%。開(kāi)始饒筑時(shí),導(dǎo)管底部應(yīng)接近地面約10?20cm。先向料斗和導(dǎo)管放入隔離球,向料斗連續(xù)注入水泥漿介質(zhì),直到在澆筑部位形成厚度不小于20cm水泥漿層作為介質(zhì)層(如圖7)。完成后再次放入隔離球,然后向料斗內(nèi)注入常態(tài)混凝土,始終保持導(dǎo)管下口在水泥漿介質(zhì)層內(nèi)具有一定的淹沒(méi)深度(如圖8)。隨著混凝土澆筑高度的上升,徐徐提升澆筑機(jī)構(gòu),但需始終保證導(dǎo)管下口始終處于水泥漿淹沒(méi)狀態(tài),直到澆筑完成(如圖9)。
      [0030]4)澆筑工程中,根據(jù)混凝土擴(kuò)散半徑的大小和雙頻測(cè)深儀測(cè)量反饋的介質(zhì)層厚度來(lái)實(shí)時(shí)移動(dòng)、提升澆筑導(dǎo)管,以滿足整個(gè)倉(cāng)面的澆筑需要。
      【權(quán)利要求】
      1.一種水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:在水下澆筑過(guò)程中利用水泥漿介質(zhì),形成水泥漿介質(zhì)層將混凝土與環(huán)境水隔離。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:施工具體步驟為: 1)水泥漿介質(zhì)配制:先配制一種比重介于水和混凝土之間的、均質(zhì)的、自身具有抗分散性,且流動(dòng)性較好的水泥漿作為隔離介質(zhì); 2)施工:采用導(dǎo)管法澆筑,先在導(dǎo)管內(nèi)放入隔離球或?qū)Ч艿撞坎捎瞄y門(mén)控制,向料斗內(nèi)注連續(xù)注入水泥漿介質(zhì)層,直到在澆筑部位形成一定厚度的水泥漿介質(zhì)層;完成后再次放入隔離球或?qū)Ч艿撞坎捎瞄y門(mén)控制,隨即向料斗內(nèi)注入常態(tài)混凝土,施工過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)介質(zhì)層和下部混凝土的上升高度,且始終保持導(dǎo)管下口在水泥漿介質(zhì)層內(nèi)具有一定的淹沒(méi)深度,一面均衡地澆筑混凝土,一面緩緩提升導(dǎo)管,直至澆筑結(jié)束。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:所述的水泥楽介質(zhì)的水灰比在0.5?0.7之間,密度1.6?1.7g/ cm3,在水泥楽介質(zhì)中還添加有緩凝劑,以控制水泥漿的初凝時(shí)刻在該倉(cāng)混凝土澆筑完成時(shí)刻之后。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:所述的水泥漿介質(zhì)中添加有絮凝劑,加入后使水泥漿介質(zhì)具有一定的抗分散性。
      5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:采用導(dǎo)管法澆筑過(guò)程中,導(dǎo)管下口距離澆筑地面10?20cm,導(dǎo)管下口在水泥漿介質(zhì)層內(nèi)具有的淹沒(méi)深度不小于20cm。
      6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:澆筑部位形成的水泥楽介質(zhì)層厚度不小于20 cm。
      7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:所述的常態(tài)混凝土的對(duì)落度200 ± 30mm。
      8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下隔離式混凝土澆筑施工方法,其特征在于:水泥漿介質(zhì)中摻加粉煤灰,形成水泥粉煤灰漿,進(jìn)一步延長(zhǎng)介質(zhì)的緩凝時(shí)間和和增加介質(zhì)的均質(zhì)性和流動(dòng)性。
      【文檔編號(hào)】E02D15/06GK104480943SQ201410704266
      【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月30日
      【發(fā)明者】冉曉俊, 陳國(guó)仿, 史冬慶, 王輝, 廖源, 王黎明, 古建生, 周文勝 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江三峽通航管理局
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