深水倾斜岩面条件下的钢护筒跟进方法与流程

本发明涉及桥梁基础水下施工领域。更具体地说，本发明涉及一种深水倾斜岩面条件下的钢护筒跟进方法。

背景技术：

桩基础简称桩基，是一种由基桩和承台共同组成的基础，主要用于地质条件较差或者建筑要求较高的情况。桥梁基桩是一种深入土层的柱形构件，主要用于承受桥墩及桥梁上部结构、桥梁使用过程中的荷载；承台是一种在基桩顶部设置的连结于桩顶的钢筋混凝土平台，主要用来承受、分布桥墩及桥梁上部结构、桥梁使用过程中的荷载。

钢护筒是在进行桩基础施工的过程中，起到稳定孔壁、防止坍孔、隔水、导向钻头、固定桩位等作用的临时钢制护壁；钢护筒是根据孔桩的大小用铁皮箍成的一个圆形的两头都是空的桶。钢护筒的下放插打施工是水中桩基础施工过程中的重要施工环节，钢护筒下放插打质量的好坏直接影响桥梁桩基础的施工质量。

在水面下陡峭的裸露岩面上进行灌注桩施工时，必须防止钢护筒底口漏浆。解决这一问题的传统方法有：使用打桩船进行沉设钢护筒，使钢护筒底口进入岩层中，通过钢护筒底部外围与岩土的挤压接触防止漏浆；或在钢护筒底口四周设置钢套箱，然后在钢套箱内浇筑混凝土，通过混凝土包裹钢护筒底部外围防止漏浆。但由于岩石面表面没有土层覆盖，直接裸露在水面下，且陡峭，直接用打桩船强行地击打，钢护筒在进入岩石层前，会发生变形损伤。又由于钢护筒底口在水面以下，且岩面坡度较陡，设置钢套箱不仅成本巨大，还容易发生水下安全事故。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种深水倾斜岩面条件下的钢护筒跟进方法，通过在钻孔平台的外围设置浮式防波堤，对波浪进行衰减，并且进一步设置多层浮式防波堤，减小波浪透射，使得钢护筒在不需要导向架的基础上能够准确入岩，不仅施工比较容易，而且能够保证施工进度及施工质量。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种深水倾斜岩面条件下的钢护筒跟进方法，包括：

步骤一、在墩位处搭建钻孔平台，在钻孔平台的钻孔桩位处摆放冲击钻机，通过冲击钻机将钻孔平台的钻孔桩位处的河床面冲砸平整；

步骤二、下放钢护筒与平整的岩面接触，使用钻头在钢护筒内侧的岩面钻孔30-50cm，提起钻头并在钢护筒顶部安装替打装置，使用钻头短程击打替打，使钢护筒逐渐进入孔中；

步骤三、反复进行步骤二，使钢护筒逐渐跟进至预设深度。

优选地，所述步骤一和步骤二之间还包括：

浮式防波堤的布置，在所述钻孔平台的周围5-10m范围内围设两层浮式防波堤，两层浮式防波堤的间距为5-10m，每一层中的浮式防波堤两两之间首尾通过钢丝缆绳连接。

优选地，所述在墩位处搭建钻孔平台包括以下步骤：

拼装钻孔平台，在钻孔平台上游处和下游处分别拉设锚绳，在预设地点进行抛锚，铁驳和卷扬机带动锚绳将钻孔平台浮运至墩位处。

优选地，通过冲击钻机将钻孔平台的钻孔桩位处的河床面冲砸平整的步骤包括：将冲击钻机的钻头提升距岩面顶面2-3m，松放钻头进行冲砸。

优选地，围设后的浮式防波堤呈正六边形。

优选地，所述步骤二使用钻头在钢护筒内侧的岩面钻孔30-50cm的步骤，之前还包括：向钢护筒内注水使钢护筒内的水位高于钢护筒外的水位，并向钢护筒内下放粘土以形成泥浆。

优选地，所述预设深度为1-4m。

优选地，所述在所述钻孔平台的周围5-10m范围内围设两层浮式防波堤的步骤，进一步包括：

将浮式防波堤放至所述钻孔平台上，并布置安装空压机和水泵，利用抛锚艇上的锚机将定位浮筒运至所述钻孔平台的正前方，并用临时缆将所述定位浮筒与钻孔平台相连接，在所述定位浮筒前方抛下主锚后解除临时缆；

对于任意一个浮式防波堤，将浮式防波堤和所述锚机通过牵引钢丝绳连接，所述牵引钢丝绳由所述定位浮筒进行导向，所述锚机将浮式防波堤牵引至水面，直到浮式防波堤完全入水；

利用抛锚艇起吊主锚并挂在船尾，拖带所述主锚的缆绳，将连接着两个所述浮式防波堤的所述定位浮筒浮运至工作地点，将两个主锚按照设计坐标位置抛设，完成所述浮式防波堤在工作区域的定位；

将两个尾锚挂在所述抛锚艇上，将两个所述尾锚分别与两个柔性防波堤的尾端连接，通过抛锚艇将一个所述浮式防波堤按设计角度张开，并抛下第一个尾锚，采用上述方法完成另个所述浮式防波堤按照设计角度张开，并抛下第二个尾锚；

将侧锚挂在所述抛锚艇上，将侧锚缆绳与浮式防波堤的中部连接，利用所述抛锚艇将侧锚按照设计坐标位置抛设，完成侧锚在工作区域的定位，再采用上述方法完成另一个所述侧锚的定位，即完成了浮式防波堤的布置。

本发明至少包括以下有益效果：本发明克服了现有技术采用钢护筒底口四周设置钢套箱，然后在钢套箱内浇筑混凝土，成本巨大以及易发生水下安全事故的缺点，本发明操作简单，成本低，钢护筒的垂直度和平面位置容易控制。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明实施例的步骤1的示意图；

图2为本发明实施例的步骤2的示意图；

图3为本发明实施例的步骤3的示意图；

图4为本发明实施例的步骤4的示意图；

图5为本发明实施例的步骤5的示意图；

图6为本发明实施例的步骤6的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种深水倾斜岩面条件下的钢护筒跟进方法，包括：

步骤一、在墩位处搭建钻孔平台，在钻孔平台的钻孔桩位处摆放冲击钻机，通过冲击钻机将钻孔平台的钻孔桩位处的河床面冲砸平整；

步骤二、下放钢护筒与平整的岩面接触，使用钻头在钢护筒内侧的岩面钻孔30-50cm，提起钻头并在钢护筒顶部安装替打装置，使用钻头短程击打替打，使钢护筒逐渐进入孔中；

步骤三、反复进行步骤二，使钢护筒逐渐跟进至预设深度。

需要说明的是，本发明克服了现有技术采用钢护筒底口四周设置钢套箱，然后在钢套箱内浇筑混凝土，成本巨大以及易发生水下安全事故的缺点，本发明操作简单，成本低，钢护筒的垂直度和平面位置容易控制。

现有技术中，为了克服在深水、急流水域中钢护筒的施沉与稳定性差的问题，通常采用在钻孔平台上设置一定纵深的导向架的方法，这种方法是通过对导向架的精确定位，将钢护筒从导向架中深入至岩面，这种方法存在以下缺点：一方面导向架的制作成本和定位成本非常高，另一方面由于钻孔平台是设置在水面上的，很容易受波浪影响而晃动，因此对钢护筒的定位要求非常高。

在一个可选实施中，所述步骤一和步骤二之间还包括：

浮式防波堤的布置，在所述钻孔平台的周围5-10m范围内围设两层浮式防波堤，两层浮式防波堤的间距为5-10m，每一层中的浮式防波堤两两之间首尾通过钢丝缆绳连接。

需要说明的是，本发明通过在钻孔平台的外围设置浮式防波堤，对波浪进行衰减，并且进一步设置多层浮式防波堤，减小波浪透射，不仅大幅减弱液面波浪对钻孔平台的影响，另一方面能够减少液面下暗流对钢护筒的影响，使得钢护筒在不需要导向架的基础上能够准确入岩，在消耗很少的人力物力的情况下，保证了钢护筒的精确定位，是现有技术完全做不到也没有想到的，不仅施工比较容易，而且能够保证施工进度及施工质量。

在一个可选实施中，所述在墩位处搭建钻孔平台包括以下步骤：

拼装钻孔平台，在钻孔平台上游处和下游处分别拉设锚绳，在预设地点进行抛锚，铁驳和卷扬机带动锚绳将钻孔平台浮运至墩位处。

在一个可选实施中，通过冲击钻机将钻孔平台的钻孔桩位处的河床面冲砸平整的步骤包括：将冲击钻机的钻头提升距岩面顶面2-3m，松放钻头进行冲砸。

在一个可选实施中，围设后的浮式防波堤呈正六边形。

在一个可选实施中，所述步骤二使用钻头在钢护筒内侧的岩面钻孔30-50cm的步骤，之前还包括：向钢护筒内注水使钢护筒内的水位高于钢护筒外的水位，并向钢护筒内下放粘土以形成泥浆。

在一个可选实施中，所述预设深度为1-4m。

在一个可选实施中，所述在所述钻孔平台的周围5-10m范围内围设两层浮式防波堤的步骤，进一步包括：

将浮式防波堤放至所述钻孔平台上，并布置安装空压机和水泵，利用抛锚艇上的锚机将定位浮筒运至所述钻孔平台的正前方，并用临时缆将所述定位浮筒与钻孔平台相连接，在所述定位浮筒前方抛下主锚后解除临时缆；

对于任意一个浮式防波堤，将浮式防波堤和所述锚机通过牵引钢丝绳连接，所述牵引钢丝绳由所述定位浮筒进行导向，所述锚机将浮式防波堤牵引至水面，直到浮式防波堤完全入水；

利用抛锚艇起吊主锚并挂在船尾，拖带所述主锚的缆绳，将连接着两个所述浮式防波堤的所述定位浮筒浮运至工作地点，将两个主锚按照设计坐标位置抛设，完成所述浮式防波堤在工作区域的定位；

将两个尾锚挂在所述抛锚艇上，将两个所述尾锚分别与两个柔性防波堤的尾端连接，通过抛锚艇将一个所述浮式防波堤按设计角度张开，并抛下第一个尾锚，采用上述方法完成另个所述浮式防波堤按照设计角度张开，并抛下第二个尾锚；

将侧锚挂在所述抛锚艇上，将侧锚缆绳与浮式防波堤的中部连接，利用所述抛锚艇将侧锚按照设计坐标位置抛设，完成侧锚在工作区域的定位，再采用上述方法完成另一个所述侧锚的定位，即完成了浮式防波堤的布置。

实施例1

步骤1、如图1所示，在墩位处搭建钻孔平台，在钻孔平台的钻孔桩位处摆放冲击钻机，将冲击钻机的钻头2在无钢护筒的情况下冲击水面3以下的裸露岩面1。

步骤2、如图2所示，钻头2冲击裸露岩面1，形成局部被凿平的岩面4。

步骤3、如图3所示，下放钢护筒5，待钢护筒5与岩面4接触后，在钢护筒5内下放钻头2。

步骤4、如图4所示，通过钻头2在钢护筒内部岩层进行冲击，使岩面4逐渐形成具有一定深度，直径与钢护筒外径大致相同的孔6。

步骤5、如图5所示，提起钻头2，在钢护筒5的顶口安放替打装置7，并用钻头2短程击打替打装置7。

步骤6、如图6所示，当钢护筒5被击打进入孔6后，钻头2继续向下钻孔，向钢护筒5内下放粘土，形成泥浆，泥浆自动填充钢护筒5外周与孔6之间的缝隙。当钻头2钻进的孔又达到一定深度后重复如图5、图6所示的步骤，使钢护筒5跟进至要求的深度。

需要说明的是，向钢护筒5内注入一定水后，钢护筒5内的水位高于护筒外的水位，且长时间保持不变时，表明钢护筒底口不会发生漏浆。此时只需向钢护筒内注入足够多的水和粘土，形成泥浆循环系统，即可正常钻孔。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。