專利名稱：混水作業(yè)中水下混凝土自行擠淤施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混水作業(yè)中水下混凝土自行擠淤施工方法，是在混水作業(yè)中利用正在澆注的混凝土本身來實現(xiàn)水下擠淤，自行排除在施工前不久重新沉降的新生態(tài)淤泥，從而提高水下混凝土澆注層施工質(zhì)量的方法。
對此，國內(nèi)外建筑工程界普遍采用一種“混水清淤法”，即在澆注水下混凝土前用高壓空氣猛吹淤泥層，使之成為混水泥漿，然后進(jìn)行施工。表面看來，高壓空氣完成了第二次清淤。殊不知，這種方法存在著兩條難以克服的缺點。其一，高壓空氣根本不可能徹底掀起這種新生態(tài)沉淀性淤泥。這種淤泥的單個顆粒的體積較小，表面能也小，但是，淤泥的形成是由大量的這樣的單個顆粒組合積聚而成的，因此，淤泥的總表面能是巨大的，它能夠較為牢固地吸附在水底基床的表面或基底碎石層的各種空隙或細(xì)縫之中。高壓空氣流至多只能在淤泥層表面掃過，而根本不能切入到淤泥層底下去把淤泥鏟起來。其二，混水泥漿中的含泥量較大，這些泥土顆粒隨時可能再次沉淀，并將直接進(jìn)入尚未硬化的混凝土之中。如此一來，不但在已澆注的混凝土底部存在著松軟的淤泥層，而且在混凝土中都將出現(xiàn)泥沙夾層，對工程質(zhì)量造成“二次危害”。因此，采用高壓空氣進(jìn)行的“混水清淤法”是不徹底和不可靠的。
據(jù)檢索，實用新型專利(99227267)介紹了一種《自動水下清淤機》，這一機械結(jié)構(gòu)在行走中鏟泥入箱，泥泵吸泥并輸出。但是這種清淤機只能鏟除距水底碎石基床表面一定距離處的表層淤泥，而在碎石基床表面處仍將留有一定厚度的一層淤泥。正是這一層淤泥的存在，會直接影響水下混凝土材料與基床碎石的粘合情況，使?jié)沧⑾氯サ幕炷敛荒芘c碎石基床緊密粘結(jié)，兩者中間夾有明顯的淤泥層，影響工程的質(zhì)量。同時對于其能否在深水(例如，水下10m)和大江大河的流動水中自行爬動作業(yè)，至今尚無任何應(yīng)用實例。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明所涉及的技術(shù)特征為對擬澆注的水下工程采用水下分散混凝土混合料，利用這種混凝土的自擴散、自滲透、自填充、自密實的特性使之切入新生態(tài)的沉淀性淤泥底部，鏟起并推擠淤泥到某一位置，通過水面工作船的泥漿泵“吸吹”過程而加以清除。
水下不分散混凝土通過水面工作船上的導(dǎo)管實施澆注，導(dǎo)管固定在水面工作船上，上下可以升降。導(dǎo)管頂部設(shè)一料斗，下料前導(dǎo)管內(nèi)塞入海棉球，以將水與混凝土隔開。導(dǎo)管底端距水下碎石基床上方20～30cm。下料后則應(yīng)確保連續(xù)下料。混凝土物料自導(dǎo)管底端溢出并擴散、堆寬、堆高?；炷廖锪显谒滤槭裁嫔献鲾U散的同時，連續(xù)不斷地切入淤泥層底部并鏟起和推擠淤泥。水下切入角a的控制范圍為5～45°，以a角的低取值來切入和鏟起淤泥，以a角的高取值來推動淤泥堆行進(jìn)移動。導(dǎo)管下端出口處的混凝土物料流出及堆聚情況由水下電視監(jiān)視器或者由潛水員進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)視，并及時將情況反饋給船上技術(shù)管理人員，確定導(dǎo)管升降高度、水平移動速度和距離以實現(xiàn)及時調(diào)整水下混凝土料流切入角度a。在導(dǎo)管隨水面工作船的來回移動而作相應(yīng)的“之”字型來回移動時，利用水下不分散混凝土混合料的推動力和重力鏟起并推擠作業(yè)面上新沉淀的泥沙層，使其翻卷滾動和集中堆聚。在混凝土物料下料過程中及移船過程中，導(dǎo)管底部均應(yīng)埋入混凝土內(nèi)。水面工作船上預(yù)先設(shè)有泥漿泵，依據(jù)水下監(jiān)視器關(guān)于水下淤泥被集中推擠堆聚數(shù)量的情況，及時實施抽吸，并排放到泥漿運輸船上或吹揚到遠(yuǎn)離施工點的地方去。
本發(fā)明利用水下不分散混凝土的自身特性，經(jīng)過澆注時的“鏟起推擠”和泥漿泵的“吸吹”過程后，水下碎石基床上的新生態(tài)沉淀性淤泥將得到有效的清除。本發(fā)明以此技術(shù)要素組合，構(gòu)成一種全新的技術(shù)方案，來實現(xiàn)既簡單又有效地完成清淤的目的。
與現(xiàn)有水下清淤機裝置相比，本發(fā)明利用的是水下不分散混凝土材料的自身來完成擠淤目的，簡單方便，無需專用水下清淤設(shè)備，并且，擠淤過程緊貼水下碎石基床表面進(jìn)行，擠淤徹底效果顯著。與國內(nèi)外普遍采用的高壓空氣猛吹淤泥層，使之成為混水泥漿“混水清淤法”相比，本發(fā)明既可以擠去水下碎石基床表面的淤泥，又可排除混水中再次沉降的泥沙，使其不能進(jìn)入尚未硬化的混凝土內(nèi)，而只能降落于推擠和堆聚的淤泥堆中，從而確保水下混凝土工程質(zhì)量。
如圖所示，水下不分散混凝土通過水面工作船上的導(dǎo)管實施澆注，混凝土混合料自導(dǎo)管底端溢出，擴散，連續(xù)不斷地切入淤泥層底部并進(jìn)行水下擠淤，水下監(jiān)視器進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)視，由水面工作船上管理人員控制調(diào)整水下混凝土切入角度a，在淤泥堆聚集中后，用工作船上的泥漿泵及時實施抽吸，并排放到泥漿運輸船上或吹揚到遠(yuǎn)離施工點的地方去。
附圖
2為水下不分散混凝土擠淤示意圖。
如圖所示，固定在水面工作船上的導(dǎo)管2頂部設(shè)一料斗1，水下不分散混凝土混合料3通過導(dǎo)管2實施連續(xù)澆注，導(dǎo)管用φ250mm鋼管焊接而成，具有較好的剛性，上下可以升降。導(dǎo)管2的底端距水下碎石基床上方20～30cm。水下切入角a的控制范圍為5～45°，以a角的低取值來切入鏟起淤泥，以a角的高取值來推動淤泥堆行進(jìn)移動?；炷廖锪献詫?dǎo)管底端溢出并擴散、堆寬、堆高，連續(xù)不斷地切入淤泥層底部推擠并鏟起淤泥4。
權(quán)利要求
1.一種混水作業(yè)中水下混凝土自行擠淤方法，其特征在于采用水下不分散混凝土，通過水面工作船上的導(dǎo)管實施連續(xù)澆注，導(dǎo)管底端距水下碎石基床上方20～30cm，水下不分散混凝土混合料自導(dǎo)管底端沖出并擴展，切入淤泥底部并將其鏟起，調(diào)整控制水下不分散混凝土切入和鏟起淤泥的水下切入角a為5～45°，控制導(dǎo)管在水中作“之”字型來回移動，推擠淤泥堆聚，根據(jù)水下同步監(jiān)測報告由水面工作船上的泥漿泵將淤泥吸吹而加以清除。
2.如權(quán)利要求1所說的一種混水作業(yè)中水下混凝土自行擠淤方法，其特征在于以水下切入角a的低取值來切入鏟起淤泥，以a角的高取值來推動淤泥堆聚。
全文摘要
一種混水作業(yè)中水下混凝土自行擠淤方法,采用水下不分散混凝土,通過水面工作船上的導(dǎo)管實施連續(xù)澆注,水下不分散混凝土混合料自導(dǎo)管底端沖出并擴展,切入淤泥底部并將其鏟起,調(diào)整控制不分散混凝土切入和鏟起淤泥的水下切入角a為5～45°,控制導(dǎo)管在水中作“之”字型來回移動,推擠淤泥堆聚,根據(jù)水下同步監(jiān)測報告由工作船上的泥漿泵將淤泥吸吹而加以清除。本發(fā)明利用水下不分散混凝土的自身特性,簡單而有效地完成清淤目的,確保水下混凝土工程質(zhì)量。
文檔編號E02D15/00GK1342814SQ0113200
公開日2002年4月3日 申請日期2001年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月25日
發(fā)明者呂子義, 周錫蕙, 幸振明, 寇新建, 潘建華 申請人:上海交通大學(xué)